安徽大學(xué)《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在狹義相對(duì)論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止時(shí)鐘慢。如果一個(gè)飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測(cè)到飛船上的時(shí)間流逝與地球上的時(shí)間流逝相比如何？（）A.飛船上的時(shí)間流逝更慢B.飛船上的時(shí)間流逝更快C.兩者時(shí)間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向2、在電磁學(xué)中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。以下關(guān)于畢奧-薩伐爾定律的適用范圍，不準(zhǔn)確的是？（）A.適用于恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B.適用于各種形狀的載流導(dǎo)線C.對(duì)于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)也適用D.只適用于無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)3、關(guān)于光學(xué)的知識(shí)，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角為i，折射角為r，該介質(zhì)的折射率n應(yīng)該如何計(jì)算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi4、在熱力學(xué)中，理想氣體的絕熱過(guò)程是指沒(méi)有熱量交換的過(guò)程。在絕熱壓縮過(guò)程中，氣體的溫度會(huì)：（）A.升高B.降低C.不變D.無(wú)法確定5、在近代物理的研究中，對(duì)于原子核的結(jié)構(gòu)和放射性衰變，以下關(guān)于原子核的組成、衰變類(lèi)型和衰變規(guī)律的表述，不正確的是（）A.原子核由質(zhì)子和中子組成B.放射性衰變包括α衰變、β衰變和γ衰變C.衰變過(guò)程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例無(wú)關(guān)6、對(duì)于狹義相對(duì)論中的質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于其表達(dá)式和物理意義，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.質(zhì)能關(guān)系為E=mc^2，表明質(zhì)量和能量是相互獨(dú)立的物理量，沒(méi)有直接的聯(lián)系B.質(zhì)能關(guān)系指出能量和質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化，一定的質(zhì)量對(duì)應(yīng)著一定的能量，在核反應(yīng)等過(guò)程中得到了廣泛的驗(yàn)證C.質(zhì)能關(guān)系只適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量和能量的關(guān)系可以忽略不計(jì)D.質(zhì)能關(guān)系中的光速c是一個(gè)可以變化的量，取決于參考系的選擇7、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)度改變C.磁場(chǎng)強(qiáng)度和回路面積同時(shí)改變D.以上情況均可8、在電學(xué)中，一個(gè)電容器充電后與電源斷開(kāi)，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.電容增大，電壓減小，電場(chǎng)強(qiáng)度減小C.電容不變，電壓不變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變D.電容減小，電壓不變，電場(chǎng)強(qiáng)度減小9、在相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)是指物體沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度會(huì)變短。一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0的物體，在相對(duì)觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者測(cè)得的長(zhǎng)度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無(wú)法確定10、在研究帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它將做什么運(yùn)動(dòng)？（）A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.平拋運(yùn)動(dòng)11、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)匝數(shù)為N、面積為S的線圈在均勻磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω212、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數(shù)）。以下關(guān)于電子軌道能量的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關(guān)B.可以通過(guò)庫(kù)侖定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質(zhì)量無(wú)關(guān)13、在光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關(guān)于增透膜和增反膜的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的二分之一C.對(duì)于特定波長(zhǎng)的光，增透膜可以增加其透過(guò)率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無(wú)關(guān)14、在光學(xué)成像中，薄透鏡成像公式描述了物距、像距和焦距之間的關(guān)系。以下關(guān)于薄透鏡成像的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像B.當(dāng)物距等于焦距時(shí)，不能成像C.像的大小和正倒只與物距有關(guān)，與焦距無(wú)關(guān)D.薄透鏡可以成實(shí)像也可以成虛像15、在電學(xué)中，電容是描述電容器儲(chǔ)存電荷能力的物理量。以下關(guān)于電容的決定因素，不正確的是？（）A.電容器的電容與極板間的距離成反比B.電容器的電容與極板的正對(duì)面積成正比C.電容器的電容與極板間的介質(zhì)有關(guān)D.電容器所帶電荷量越多，電容越大二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電油滴，已知其電荷量、質(zhì)量和場(chǎng)的情況，如何分析油滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和最終的平衡位置？2、（本題5分）在相對(duì)論中，討論相對(duì)論對(duì)電磁學(xué)理論的修正和統(tǒng)一？3、（本題5分）在熱力學(xué)中的熵與熱力學(xué)概率的關(guān)系中，論述玻爾茲曼熵公式的推導(dǎo)和物理意義，分析熵與系統(tǒng)微觀狀態(tài)數(shù)的關(guān)系，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。4、（本題5分）簡(jiǎn)述相對(duì)論中的時(shí)空觀與經(jīng)典時(shí)空觀的區(qū)別，分析相對(duì)論時(shí)空觀在現(xiàn)代物理學(xué)中的重要性。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波在金屬中的傳播和表面等離子體激元有關(guān)，分析表面等離子體激元的激發(fā)條件、特性和在納米光學(xué)、傳感技術(shù)中的應(yīng)用。2、（本題5分）分析波動(dòng)光學(xué)中的薄膜干涉現(xiàn)象，包括等厚干涉和等傾干涉，論述其原理、產(chǎn)生條件以及在光學(xué)鍍膜、檢測(cè)表面平整度等方面的應(yīng)用。3、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的電磁波在金屬中的傳播和衰減特性，分析其物理機(jī)制、數(shù)學(xué)描述和在電磁屏蔽、微波技術(shù)中的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)探討光的折射定律，解釋其物理原理、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、材料折射率測(cè)量等方面的應(yīng)用。5、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波在分層介質(zhì)中的傳播會(huì)產(chǎn)生反射和折射，分析分層介質(zhì)中的電磁波傳播方程、邊界條件和在地球物理勘探、光學(xué)多層膜中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一絕熱容器內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量和初始溫度都相同的物體，一個(gè)比熱容為c1，另一個(gè)比熱容為c2，它們之間發(fā)生熱傳遞，最終達(dá)到熱平衡，求平衡后的溫度。2、（本題10分）一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I1，在其附近有一矩形回路，矩形的長(zhǎng)為a，寬為b，回路與導(dǎo)線距離為d。計(jì)算通過(guò)矩形回路的磁通量，并討論當(dāng)回路移動(dòng)或電流變化時(shí)磁通量的變化情況。3、（本題10分）在一個(gè)RLC串聯(lián)電路中，電阻R=10Ω，電感L=0.01H，電容C=10μF，電源電壓u=1