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学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页,共3页萍乡卫生职业学院
《热力学》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题(本大题共25个小题,每小题1分,共25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、在刚体力学中,一均匀细棒可绕通过其一端的光滑固定轴在竖直平面内转动,当棒从水平位置自由下摆到竖直位置的过程中,其角速度和角加速度如何变化?()A.角速度增大,角加速度增大B.角速度增大,角加速度减小C.角速度减小,角加速度减小D.角速度减小,角加速度增大2、在波动学的研究中,机械波的传播具有一定的特性。一列沿x轴正方向传播的简谐波,其波源的振动方程为y=Asin(ωt),波速为v。在t时刻,x处质点的振动位移y与哪些因素有关?()A.只与t有关B.只与x有关C.与t和x都有关D.与t和x都无关3、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4、在波动光学中,单缝衍射的中央亮条纹宽度与其他亮条纹宽度不同。中央亮条纹宽度约为其他亮条纹宽度的:()A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍5、对于光的折射现象,当一束光从空气斜射入水中时,以下关于入射角、折射角以及光速变化的描述,不准确的是()A.入射角大于折射角B.光在水中的传播速度变慢C.折射角的大小取决于入射角和两种介质的折射率D.入射角增大时,折射角不变6、在电磁学的电磁波部分,电磁波在真空中的传播速度等于光速。对于一个频率为f的电磁波,其波长λ与频率f的关系是怎样的?()A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c²/f7、在狭义相对论中,时间膨胀效应会导致高速运动的时钟走得比静止时钟慢。如果一个飞船以接近光速的速度飞行,地球上观测到飞船上的时间流逝与地球上的时间流逝相比如何?()A.飞船上的时间流逝更慢B.飞船上的时间流逝更快C.两者时间流逝相同D.取决于飞船的飞行方向8、在量子物理中,对于微观粒子的波粒二象性,以下关于粒子的波动性和粒子性的关系,哪一项描述是不准确的?()A.在某些情况下表现出波动性,在某些情况下表现出粒子性B.波动性和粒子性不能同时表现出来C.波动性和粒子性是微观粒子的固有属性D.对微观粒子的描述需要同时考虑波动性和粒子性9、对于光学仪器的分辨率,以下关于显微镜和望远镜的分辨率的限制因素、提高分辨率的方法以及与波长和孔径的关系的解释,不准确的是()A.显微镜的分辨率受衍射现象限制B.增大孔径可以提高望远镜的分辨率C.波长越短,光学仪器的分辨率越高D.分辨率只与仪器本身有关,与观测环境无关10、在静电场中,电场强度的环流恒等于零,这反映了静电场的什么性质?()A.有源无旋B.有旋无源C.有源有旋D.无源无旋11、在光学成像的原理中,对于薄透镜成像公式的推导、适用条件以及像的性质和特点,以下描述不准确的是()A.薄透镜成像公式适用于各种类型的透镜B.像的虚实、正倒和大小与物距和焦距有关C.当物距大于两倍焦距时,成倒立缩小的实像D.透镜的焦距越短,成像的放大倍数越大12、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13、在静电场中,电势能是一个重要的概念。以下关于电势能的特点,不正确的是?()A.电势能是相对的,其值取决于零势能点的选择B.正电荷在电场中电势越高的地方电势能越大C.负电荷在电场中电势越低的地方电势能越大D.电荷在电场中某点的电势能与其电荷量的比值就是该点的电势14、在量子力学中,不确定关系限制了我们同时精确测量粒子的位置和动量。对于一个微观粒子,如果其位置的不确定量为Δx,那么其动量的不确定量Δp至少为多少?()A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)15、在热力学第二定律的探讨中,热机的效率存在一定的限制。对于一个在两个恒温热源之间工作的卡诺热机,高温热源温度为T1,低温热源温度为T2,以下关于其效率η的表达式,哪个是正确的?()A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T116、在波动学中,波的叠加原理指出,几列波在同一介质中传播时会相互叠加。两列频率相同、振幅相等、振动方向相同的波在相遇区域会形成什么现象?()A.干涉B.衍射C.折射D.反射17、在波动光学中,薄膜干涉是一种常见的现象。一束光照射在厚度均匀的薄膜上,发生干涉现象。若薄膜的厚度增加,干涉条纹的间距会如何变化?()A.间距不变B.间距增大C.间距减小D.无法确定18、在热学的热传递过程中,以下哪种方式是通过微观粒子的热运动来传递热量的?()A.热传导B.热对流C.热辐射D.以上方式均是19、在热学中,一定质量的理想气体经历等温压缩过程。以下关于气体的压强、体积和内能的变化,哪一项分析是不正确的?()A.压强增大B.体积减小C.内能不变D.内能的变化与压强的变化成正比20、在量子场论的初步介绍中,关于场的量子化和粒子的产生与湮灭,以下哪种表述是恰当的?()A.量子场论认为场是连续的,不存在粒子的产生和湮灭过程B.场的量子化使得粒子可以在真空中自发地产生和消失,这与能量守恒定律相矛盾C.量子场论通过对场进行量子化处理,成功解释了粒子的产生与湮灭现象,并且与实验结果相符D.粒子的产生与湮灭只在微观尺度上发生,对宏观物理现象没有任何影响21、在波动光学的领域,考虑一束相干光通过双缝后在屏幕上形成的干涉条纹。若增大双缝之间的距离,同时保持其他条件不变。以下关于干涉条纹间距的变化,哪一项分析是不正确的?()()A.条纹间距会变小,因为双缝间距与条纹间距成反比B.可以通过双缝干涉的公式来定量计算条纹间距的变化C.光的波长不变的情况下,双缝间距增大必然导致条纹间距减小D.条纹间距的变化与光源的强度无关22、在研究气体分子运动时,麦克斯韦速率分布函数能够描述气体分子的速率分布情况。对于一定质量的理想气体,温度升高时,分子的最概然速率会如何变化?()A.不变B.增大C.减小D.先增大后减小23、在相对论中,一个物体的运动速度接近光速时,其长度会发生收缩。以下关于长度收缩效应的描述,哪一项是不正确的?()A.收缩只发生在运动方向上B.收缩的程度与速度的平方成正比C.对于静止的观察者,物体的长度会变短D.长度收缩是一种视觉错觉,实际上物体的长度不变24、在物理实验中,对于测量误差的来源、分类和减小误差的方法,以下关于系统误差、偶然误差的特点和处理方式的描述,不正确的是()A.系统误差具有确定性和重复性B.偶然误差服从正态分布C.多次测量取平均值可以消除系统误差D.选择更精密的仪器可以减小系统误差25、对于热力学过程,一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,其吸收的热量、对外做功以及内能的变化之间有怎样的关系?()A.吸收的热量等于对外做功与内能增加量之和B.吸收的热量等于对外做功C.吸收的热量等于内能增加量D.对外做功等于内能增加量二、简答题(本大题共4个小题,共20分)1、(本题5分)在热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述中,揭示了热过程的不可逆性。请详细阐述这两种表述的内容,并说明它们之间的等价性。2、(本题5分)在电磁学中,讨论磁场对载流导线的安培力的计算和应用?3、(本题5分)阐述量子力学中的量子纠缠的概念及特点,分析量子纠缠在量子信息科学中的应用。4、(本题5分)简述电场强度的定义及计算方法,举例说明电场强度在实际问题中的应用。三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)在一个均匀磁场中,有一个面积为S的矩形线圈,线圈匝数为N,磁感应强度B随时间t均匀变化。求线圈中产生的感应电动势的大小和方向,并计算在t时间内通过线圈某一横截面的电荷量。2、(本题5分)在一个静电场中,有一半径为R的导体球,带电荷量为Q。计算球外的电场强度和电势分布,并讨论当电荷量变化时电场和电势的变化。3、(本题5分)一个质量为m、半径为r的均匀球体,以角速度ω绕通过球心的轴转动,求球体的转动动能和角动量。4、(本题5分)质量为m的物体从高为h的斜面顶端以初速度v₀沿斜面下滑,斜面与物体间的动摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,求物体滑到底端时的速度大小和所用时间。5、(本题5分)一个边长为L的正方形导线框,电阻为R,在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁场方向的对称轴匀速转动。求线框中感应
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