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

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

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在量子物理中，氫原子的能級是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時，會發(fā)射出一個光子，該光子的波長大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm2、在波動光學(xué)中，薄膜干涉是一種常見的現(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，干涉條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定3、在狹義相對論中，長度收縮和時間膨脹效應(yīng)是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關(guān)于長度收縮和時間膨脹的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.運動的物體在運動方向上長度會收縮B.運動的時鐘會變慢，即時間膨脹C.長度收縮和時間膨脹效應(yīng)只在接近光速時才明顯D.長度收縮和時間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系4、在光學(xué)成像的原理中，對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，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、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，成倒立縮小的實像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數(shù)越大5、在波動光學(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)象對所有光學(xué)儀器的性能都沒有影響6、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過程。此過程中，氣體的溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低7、在電學(xué)實驗中，測量電阻是常見的操作。用伏安法測量一個未知電阻R的阻值，實驗中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測量值會比真實值偏大還是偏??？（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定8、在波動學(xué)中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關(guān)于駐波的特點，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節(jié)B.相鄰波節(jié)之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播9、在相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個相對該慣性系運動的慣性系中觀察，這兩個事件是否一定同時發(fā)生？（）A.一定同時發(fā)生B.一定不同時發(fā)生C.可能同時發(fā)生，也可能不同時發(fā)生D.條件不足，無法判斷10、在熱力學(xué)的卡諾循環(huán)中，由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。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)于相對論性動量和能量，當(dāng)一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達(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.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關(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(qiáng)為I0，那么通過偏振片后的光強(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，哪一項分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對氣體做功D.氣體對外界做功14、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象中，一束自然光通過偏振片后變成了偏振光。若偏振片的透振方向與光的振動方向夾角為θ，以下關(guān)于透過偏振片后的光強(qiáng)，哪一項計算是不正確的？（）A.光強(qiáng)與cos2θ成正比B.當(dāng)θ=0時，光強(qiáng)最大C.可以通過馬呂斯定律計算光強(qiáng)D.光強(qiáng)與入射光的波長有關(guān)15、在剛體定軸轉(zhuǎn)動的研究中，一個質(zhì)量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉(zhuǎn)動。若已知圓盤的轉(zhuǎn)動慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤的角動量和動能，哪一項計算是不準(zhǔn)確的？（）A.角動量等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度的乘積B.動能可以通過轉(zhuǎn)動慣量和角速度的平方計算C.改變轉(zhuǎn)動軸的位置，轉(zhuǎn)動慣量會發(fā)生變化，但角動量不變D.圓盤的動能與質(zhì)量分布的均勻程度無關(guān)二、簡答題（本大題共4個小題，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，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動時，已知物體的初速度、拋出點高度和水平位移，如何通過這些數(shù)據(jù)計算物體在空中運動的時間以及落地時的速度大小和方向？3、（本題5分）在相對論力學(xué)中，考慮一個高速運動的粒子與一個靜止的粒子發(fā)生碰撞。請分析在相對論框架下，碰撞前后能量和動量的守恒情況，并與經(jīng)典力學(xué)中的結(jié)果進(jìn)行比較。4、（本題5分）請詳細(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，分析量子點的物理性質(zhì)和應(yīng)用，論述量子點的能級結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性和在量子計算、發(fā)光器件中的應(yīng)用前景和研究進(jìn)展。3、（本題5分）在相對論中，等效原理是理解廣義相對論的重要基礎(chǔ)，分析等效原理的內(nèi)容、實驗驗證以及在解釋引力現(xiàn)象和構(gòu)建廣義相對論中的關(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、計算方法以及在不同物質(zhì)和熱過程中的變化規(guī)律。四、計算題（本大題共4個小題，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水平方向的恒力作用，力的大小為10N。物體從靜止開始運動，經(jīng)過5.0s后，計算物體的速度大小和在這段時間內(nèi)力對物體所做的功。2、（本題10分）一理想氣體經(jīng)歷等容過程，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動，受到一個與速度成正比的阻力f