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《理论力学》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题(本大题共20个小题,每小题1分,共20分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1、在热力学第一定律的应用中,一定质量的理想气体在绝热容器中被压缩。以下关于气体内能、温度和做功的关系,哪一项分析是不正确的?()A.气体内能增加B.温度升高C.外界对气体做功D.气体对外界做功2、在研究光的折射时,一束光从光密介质射向光疏介质,当入射角增大到一定程度时会发生全反射现象,以下哪种条件能使全反射更容易发生?()A.增大光密介质的折射率B.减小光密介质的折射率C.增大光疏介质的折射率D.减小光的频率3、在光学的干涉和衍射实验中,光源的相干性对实验结果有重要影响。以下关于光源相干性的描述,不准确的是?()A.相干性好的光源可以产生清晰的干涉和衍射条纹B.普通光源的相干性较差,因为其发光是随机的C.激光具有很好的相干性,适用于高精度的干涉和衍射实验D.光源的相干性只与光源的波长有关,与其他因素无关4、在热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W中,W表示外界对系统做功。以下哪种情况中,系统对外做功?()A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能5、关于万有引力定律,两个质量分别为m1和m2、相距为r的物体之间的引力大小与哪些因素有关?()A.只与m1和m2有关B.只与r有关C.与m1、m2和r都有关D.与m1、m2、r以及引力常量G都有关6、对于热力学第二定律,以下关于热机效率、熵的概念以及自发过程的方向性的阐述,不准确的是()A.热机效率不可能达到100%B.熵增加原理适用于孤立系统C.自发过程总是朝着熵减小的方向进行D.熵是系统无序程度的度量7、在电磁学的磁场中,毕奥-萨伐尔定律用于计算电流产生的磁场。对于一段长度为L的直导线,通有电流I,距离导线为r处一点的磁感应强度大小与哪些因素有关?()A.只与I和r有关B.只与I、r和L有关C.与I、r、L以及导线的形状有关D.与I、r、L、导线的形状以及周围介质有关8、对于固体物理的知识,以下关于晶体结构和晶格振动的特点,哪一项是正确的?()A.晶体具有规则的周期性结构,晶格振动对晶体的热学性质没有影响B.晶体中的原子或分子在空间呈无序排列,晶格振动的频率与晶体的弹性常数无关C.晶体结构的类型众多,晶格振动会导致晶体产生热膨胀和热传导等现象D.晶格振动只在高温下对晶体的性质有作用,在低温时可以忽略不计9、在磁场的研究中,一个通电圆环在均匀磁场中受到的磁力矩。若圆环的半径为R,电流为I,磁场强度为B,以下关于磁力矩大小的计算,哪一项是不准确的?()A.磁力矩与圆环平面和磁场方向的夹角有关B.当圆环平面与磁场方向平行时,磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通过公式直接计算D.磁力矩与圆环的材质无关10、在刚体力学中,对于转动动能和转动惯量的计算,以及定轴转动的动能定理和机械能守恒定律的应用,以下说法不正确的是()A.转动动能等于转动惯量与角速度平方的乘积的一半B.定轴转动的动能定理适用于刚体的变速转动C.只有保守力做功时,刚体定轴转动的机械能守恒D.刚体的转动惯量与转动轴的位置无关11、在静电场的高斯定理应用中,对于一个带有均匀电荷分布的球体,通过高斯面计算电场强度时,与高斯面的半径有怎样的关系?()A.电场强度与高斯面半径成正比B.电场强度与高斯面半径成反比C.电场强度与高斯面半径的平方成正比D.在球外,电场强度与高斯面半径的平方成反比12、对于光学的研究,以下关于光的干涉和衍射现象所揭示的光的波动性,哪一个是准确的?()A.光的干涉和衍射现象表明光只是一种粒子,不具有波动性B.光的干涉和衍射现象有力地证明了光具有波动性,且干涉条纹和衍射图样的分布与光的波长、缝宽等因素密切相关C.光的干涉和衍射现象与光的波动性无关,只是一种偶然的光学现象D.虽然光的干涉和衍射现象显示光有波动性,但在大多数情况下,光仍应被视为粒子13、在研究牛顿运动定律时,一个质量为m的物体在光滑水平面上受到一个水平恒力F的作用,经过时间t后,它的速度会发生怎样的变化?()A.速度不变B.速度增加Ft/mC.速度增加F/mtD.速度增加mFt14、对于电容和电容器,以下关于平行板电容器的电容大小与极板面积、极板间距和介质的关系,以及电容器的充电和放电过程的理解,不准确的是()A.电容与极板面积成正比,与极板间距成反比B.介质的介电常数越大,电容越大C.电容器充电时电流逐渐减小,放电时电流逐渐增大D.电容器的电容大小与所加电压无关15、在刚体的定轴转动中,对于转动惯量的概念和计算,以及角动量守恒定律的应用条件和结果,以下说法不正确的是()A.转动惯量与刚体的质量分布和转轴位置有关B.质量分布离转轴越远,转动惯量越大C.角动量守恒定律只适用于合外力矩为零的情况D.系统的转动惯量改变时,角动量一定改变16、在热力学过程中,等压过程和等容过程具有不同的特点。一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,与等容升温过程相比,哪个过程吸收的热量更多?()A.等压过程B.等容过程C.吸收的热量一样多D.取决于气体的种类17、在相对论中,质能方程E=mc²揭示了质量和能量的等价性。当一个物体的速度接近光速时,其动能的增加与速度的关系是怎样的?()A.动能与速度成正比B.动能与速度的平方成正比C.动能的增加变得越来越困难D.动能的增加变得越来越容易18、在光学领域,光的干涉和衍射现象是光的波动性的重要表现。对于杨氏双缝干涉实验,以下关于干涉条纹特点的描述,不正确的是?()A.相邻明条纹或暗条纹之间的间距相等B.条纹的间距与入射光的波长成正比C.条纹的亮度分布是均匀的,与位置无关D.当双缝间距减小时,条纹间距增大19、在光学的折射定律中,当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射角i和折射角r满足什么关系?()A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr20、在相对论中,质能方程E=mc²揭示了质量和能量的等价性。一个物体的静止质量为m0,以速度v运动时,其动能为Ek。若速度增大到2v,动能会如何变化?()A.动能增大到原来的2倍B.动能增大到原来的4倍C.动能增大到原来的8倍D.动能增大到原来的16倍二、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)对于一个处于斜面上的物体,已知斜面的倾角、物体与斜面之间的摩擦系数和物体的质量,如何分析物体的受力情况并计算其加速度?2、(本题5分)分析波动光学中的干涉和衍射的区别与联系,探讨其在光学中的重要意义。3、(本题5分)解释在声学中声强级的概念,说明其计算方法和在噪声控制中的应用。4、(本题5分)结合热力学中的理想气体绝热过程,分析其过程方程、绝热指数的物理意义,推导绝热过程中的功和内能变化。5、(本题5分)分析波动光学中的菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的区别,探讨其在光学中的应用。三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)一个质量为m的物体在光滑水平面上,受到一个水平方向的变力F=F0sin(ωt)的作用,其中F0和ω为常数。已知初始时刻物体速度为零,计算在t时刻物体的速度和位移。2、(本题5分)在一个匀强电场中,电场强度为E,一个电荷量为q的正电荷从A点移动到B点,A、B两点间的距离为d,且AB连线与电场线的夹角为θ。已知电场强度E、电荷量q、距离d和夹角θ,求电荷从A点移动到B点电场力所做的功。3、(本题5分)在一个电阻为R₁、R₂和R₃的并联电路中,电源电动势为E,内阻为r。求电路中的总电流、各支路电流以及电源的输出功率。4、(本题5分)一绝热容器中盛有摩尔质量为M、比热容比为γ的理想气体,初始温度为T1,质量为m。对气体缓慢加热,使其温度升高到T2,求气体吸收的热量。5、(本题5分)一理想气体经历绝热压缩过程,初态体积为V1,压强为P1,终态体积为V2。计算终态的压强和温度,并分析过程中的热力学能变化。四、论述题(本大题共3个小题,共30分)1、(本题10分)深入研

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