西安工程大學(xué)《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)西安工程大學(xué)《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(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、在量子物理中，氫原子的能級(jí)是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，會(huì)發(fā)射出一個(gè)光子，該光子的波長(zhǎng)大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm2、在波動(dòng)光學(xué)中，薄膜干涉是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發(fā)生干涉現(xiàn)象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會(huì)如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無(wú)法確定3、在狹義相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹效應(yīng)是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關(guān)于長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度會(huì)收縮B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢，即時(shí)間膨脹C.長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹效應(yīng)只在接近光速時(shí)才明顯D.長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹是相對(duì)的，取決于觀察者的參考系4、在光學(xué)成像的原理中，對(duì)于薄透鏡成像公式的推導(dǎo)、適用條件以及像的性質(zhì)和特點(diǎn)，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.薄透鏡成像公式適用于各種類型的透鏡B.像的虛實(shí)、正倒和大小與物距和焦距有關(guān)C.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數(shù)越大5、在波動(dòng)光學(xué)中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強(qiáng)度B.可以通過(guò)偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對(duì)所有光學(xué)儀器的性能都沒(méi)有影響6、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過(guò)程。此過(guò)程中，氣體的溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低7、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量電阻是常見(jiàn)的操作。用伏安法測(cè)量一個(gè)未知電阻R的阻值，實(shí)驗(yàn)中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測(cè)量值會(huì)比真實(shí)值偏大還是偏??？（）A.偏大B.偏小C.相等D.無(wú)法確定8、在波動(dòng)學(xué)中，兩列頻率相同、振幅相同、振動(dòng)方向相同但傳播方向相反的波疊加會(huì)形成駐波。以下關(guān)于駐波的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.有些位置始終靜止不動(dòng)，稱為波節(jié)B.相鄰波節(jié)之間的距離為半個(gè)波長(zhǎng)C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時(shí)間傳播9、在相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要的概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)該慣性系運(yùn)動(dòng)的慣性系中觀察，這兩個(gè)事件是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.條件不足，無(wú)法判斷10、在熱力學(xué)的卡諾循環(huán)中，由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成。如果卡諾熱機(jī)的高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，其效率η可以表示為？（）A.1-T2/T1B.1-T1/T2C.T2/(T1-T2)D.(T1-T2)/T111、關(guān)于相對(duì)論性動(dòng)量和能量，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)量和能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無(wú)關(guān)C.動(dòng)量和能量都趨于無(wú)窮大D.能量不僅取決于動(dòng)量還與速度有關(guān)12、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過(guò)偏振片后會(huì)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(qiáng)為I0，那么通過(guò)偏振片后的光強(qiáng)是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/813、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對(duì)氣體做功D.氣體對(duì)外界做功14、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象中，一束自然光通過(guò)偏振片后變成了偏振光。若偏振片的透振方向與光的振動(dòng)方向夾角為θ，以下關(guān)于透過(guò)偏振片后的光強(qiáng)，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.光強(qiáng)與cos2θ成正比B.當(dāng)θ=0時(shí)，光強(qiáng)最大C.可以通過(guò)馬呂斯定律計(jì)算光強(qiáng)D.光強(qiáng)與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)15、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的研究中，一個(gè)質(zhì)量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若已知圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤的角動(dòng)量和動(dòng)能，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.角動(dòng)量等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積B.動(dòng)能可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的平方計(jì)算C.改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量不變D.圓盤的動(dòng)能與質(zhì)量分布的均勻程度無(wú)關(guān)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述固體物理中的金屬的導(dǎo)電機(jī)制及特點(diǎn)，分析金屬在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。2、（本題5分）在研究物體的平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，已知物體的初速度、拋出點(diǎn)高度和水平位移，如何通過(guò)這些數(shù)據(jù)計(jì)算物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及落地時(shí)的速度大小和方向？3、（本題5分）在相對(duì)論力學(xué)中，考慮一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子與一個(gè)靜止的粒子發(fā)生碰撞。請(qǐng)分析在相對(duì)論框架下，碰撞前后能量和動(dòng)量的守恒情況，并與經(jīng)典力學(xué)中的結(jié)果進(jìn)行比較。4、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述熱力學(xué)第二定律的兩種表述方式，解釋其微觀本質(zhì)，并舉例說(shuō)明其在熱機(jī)效率和熵增加原理中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的焦耳-湯姆遜效應(yīng)，闡述其物理過(guò)程、熱力學(xué)解釋和在氣體液化、制冷技術(shù)中的應(yīng)用。2、（本題5分）在量子力學(xué)中，分析量子點(diǎn)的物理性質(zhì)和應(yīng)用，論述量子點(diǎn)的能級(jí)結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性和在量子計(jì)算、發(fā)光器件中的應(yīng)用前景和研究進(jìn)展。3、（本題5分）在相對(duì)論中，等效原理是理解廣義相對(duì)論的重要基礎(chǔ)，分析等效原理的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及在解釋引力現(xiàn)象和構(gòu)建廣義相對(duì)論中的關(guān)鍵作用。4、（本題5分）論述聲波的傳播特性，包括聲波的速度、頻率、波長(zhǎng)的關(guān)系，聲波的反射、折射和衍射現(xiàn)象，以及聲波在聲學(xué)工程和醫(yī)學(xué)超聲中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的熱容量和比熱容的概念，探討它們的定義、計(jì)算方法以及在不同物質(zhì)和熱過(guò)程中的變化規(guī)律。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一質(zhì)量為0.50kg的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平方向的恒力作用，力的大小為10N。物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)5.0s后，計(jì)算物體的速度大小和在這段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體所做的功。2、（本題10分）一理想氣體經(jīng)歷等容過(guò)程，初態(tài)溫度為T?，末態(tài)溫度為T?，吸收了熱量Q，求氣體的內(nèi)能變化量和壓強(qiáng)變化量。3、（本題10分）一質(zhì)量為m的物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)與速度成正比的阻力f