吉林化工學院《熱力學統(tǒng)計物理》2021-2022學年第一學期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁吉林化工學院《熱力學統(tǒng)計物理》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在研究物體的運動時，我們常常需要考慮力的作用。一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經過時間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變?yōu)?F，其他條件不變，物體達到速度v所需的時間會如何變化？（）A.時間不變B.時間縮短為原來的一半C.時間縮短為原來的四分之一D.無法確定2、在光學的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強為I0，那么通過偏振片后的光強是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/83、對于狹義相對論中的質能關系，以下關于其表達式和物理意義，哪一項是恰當?shù)模浚ǎ〢.質能關系為E=mc^2，表明質量和能量是相互獨立的物理量，沒有直接的聯(lián)系B.質能關系指出能量和質量可以相互轉化，一定的質量對應著一定的能量，在核反應等過程中得到了廣泛的驗證C.質能關系只適用于高速運動的物體，對于低速運動的物體，質量和能量的關系可以忽略不計D.質能關系中的光速c是一個可以變化的量，取決于參考系的選擇4、在電場的研究中，一個點電荷在空間中產生電場。若在該點電荷附近放置一個試探電荷，以下關于試探電荷所受電場力的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.電場力的大小與試探電荷的電量成正比B.電場力的方向與電場強度的方向相同C.電場力的大小與點電荷和試探電荷之間的距離的平方成反比D.電場力對試探電荷做功與路徑無關5、在波動光學中，楊氏雙縫干涉實驗是研究光的干涉現(xiàn)象的經典實驗。在實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，若要使干涉條紋間距變大，以下哪種方法可行？（）A.減小d，增大DB.增大d，減小DC.減小λ，增大dD.增大λ，減小D6、在量子力學中，不確定關系限制了我們同時精確測量粒子的位置和動量。對于一個微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)7、在量子物理的原子結構模型中，對于玻爾模型和量子力學模型的區(qū)別與聯(lián)系，以下關于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學模型中電子運動狀態(tài)用波函數(shù)描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子8、在量子力學的概念中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關于粒子的波動性和粒子性表現(xiàn)及相互關系的解釋，不正確的是（）A.電子在雙縫干涉實驗中表現(xiàn)出波動性B.微觀粒子的位置和動量可以同時精確測定C.粒子的波動性在某些條件下明顯，粒子性在另一些條件下明顯D.波粒二象性是微觀粒子的基本屬性9、關于萬有引力定律，兩個質量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關？（）A.只與m1和m2有關B.只與r有關C.與m1、m2和r都有關D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關10、在相對論力學中，關于質點的動量和能量表達式與經典力學的差異，以下哪種說法是準確的？（）A.相對論力學中，質點的動量和能量表達式與經典力學完全相同，只是在高速情況下進行了修正B.相對論力學中，質點的動量和能量不再是簡單的線性關系，且能量與動量的平方成正比C.相對論力學中，質點的動量和能量表達式與速度無關，只與質量有關D.相對論力學中的動量和能量表達式在低速情況下與經典力學近似相等，在高速情況下則有顯著差異11、在磁場的研究中，一個通電圓環(huán)在均勻磁場中受到的磁力矩。若圓環(huán)的半徑為R，電流為I，磁場強度為B，以下關于磁力矩大小的計算，哪一項是不準確的？（）A.磁力矩與圓環(huán)平面和磁場方向的夾角有關B.當圓環(huán)平面與磁場方向平行時，磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通過公式直接計算D.磁力矩與圓環(huán)的材質無關12、在研究電阻的串聯(lián)和并聯(lián)時，總電阻的計算方法不同。有三個電阻R1、R2、R3，分別為2Ω、3Ω、4Ω，將它們并聯(lián)，總電阻為多少？（）A.9/11ΩB.12/11ΩC.13/11ΩD.1Ω13、關于熱力學過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強變化、內能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強增加較快B.等溫壓縮過程內能不變C.絕熱壓縮過程外界對系統(tǒng)做功全部轉化為內能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同14、在電學實驗中，用伏安法測量電阻時，由于電表內阻的影響會導致測量結果存在誤差，以下哪種接法適用于測量阻值較大的電阻？（）A.電流表內接法B.電流表外接法C.兩種接法均可D.兩種接法均不可15、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無法比較16、在熱學中，理想氣體的內能只與溫度有關，與體積和壓強無關，以下哪種過程中理想氣體的內能會增加？（）A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹17、在量子場論的初步介紹中，關于場的量子化和粒子的產生與湮滅，以下哪種表述是恰當?shù)?？（）A.量子場論認為場是連續(xù)的，不存在粒子的產生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進行量子化處理，成功解釋了粒子的產生與湮滅現(xiàn)象，并且與實驗結果相符D.粒子的產生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響18、在波動光學的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。對于垂直入射的光，要使某波長的光在薄膜表面反射時產生相消干涉，薄膜的厚度應該滿足什么條件？（）A.厚度為該波長的四分之一B.厚度為該波長的二分之一C.厚度為該波長的整數(shù)倍D.厚度為該波長的半整數(shù)倍19、在電磁學中，位移電流的概念是由麥克斯韋提出的。對于一個充滿均勻電介質的平行板電容器，在充電過程中，位移電流與傳導電流的大小關系是怎樣的？（）A.位移電流大于傳導電流B.位移電流小于傳導電流C.位移電流等于傳導電流D.兩者大小沒有固定關系20、在熱力學過程中，卡諾循環(huán)具有重要的理論意義。以下關于卡諾循環(huán)效率的描述，不準確的是？（）A.卡諾循環(huán)效率只與高溫熱源和低溫熱源的溫度有關B.提高高溫熱源溫度或降低低溫熱源溫度可以提高卡諾循環(huán)效率C.卡諾循環(huán)效率可以達到100%D.實際熱機的效率總是低于卡諾循環(huán)效率二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明庫侖定律的表達式及適用范圍，分析其在靜電學中的重要作用。2、（本題5分）在研究電路時，RLC串聯(lián)電路的諧振現(xiàn)象具有重要的應用。請解釋RLC串聯(lián)電路諧振的條件和特點，推導諧振頻率的公式，并說明其在無線電通信中的應用。3、（本題5分）在熱力學中，解釋熵的概念和物理意義。并以一個實際的熱力學過程為例，說明熵是如何變化的？4、（本題5分）在熱力學中，焓的概念是什么？說明焓的變化在等壓過程中的物理意義，并舉例說明其在化學和熱力學計算中的應用。5、（本題5分）隨著量子光學的發(fā)展，探討光子的特性、光的量子化描述和量子光學實驗（如雙光子干涉）的原理和應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一卡諾熱機在高溫熱源T1=800K和低溫熱源T2=400K之間工作，若熱機從高溫熱源吸收的熱量為1000J，求熱機的效率、對外做功和向低溫熱源放出的熱量。2、（本題5分）一簡諧波的波動方程為y=Acos[ω(t-x/u)+φ]，已知在x=0處的質點在t=0時的位移為0，速度為-Aωsinφ，求波速u、波長λ和初相位φ。3、（本題5分）有一個半徑為R的均勻球體，質量為m，求球體對球心的萬有引力。若在距球心r（r4、（本題5分）一平行板電容器，兩極板間加有脈沖電壓U(t)=U?e??/τ，中間充滿相對介電常數(shù)為εr的電介質，求電容器中的位移電流。5、（本題5分）一絕熱氣缸內有一定質量的理想氣體，初始壓強為p0，體積為V0，溫度為T0?，F(xiàn)對氣體緩慢加熱，使其體積膨脹到2V0，同時壓強變?yōu)?p0。求氣體吸收的熱量以及此過程中氣體內能的變化。四、論述題（本大題共3個小題，共30分