陜西理工大學(xué)《熱力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《熱力學(xué)》2023-2024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、對(duì)于電容和電容器，以下關(guān)于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質(zhì)的關(guān)系，以及電容器的充電和放電過(guò)程的理解，不準(zhǔn)確的是（）A.電容與極板面積成正比，與極板間距成反比B.介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容越大C.電容器充電時(shí)電流逐漸減小，放電時(shí)電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無(wú)關(guān)2、關(guān)于光學(xué)的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，以下哪種因素會(huì)影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長(zhǎng)C.薄膜的折射率D.以上因素均會(huì)3、關(guān)于靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)，對(duì)于電介質(zhì)的極化現(xiàn)象、極化強(qiáng)度和電介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的影響，以下說(shuō)法不準(zhǔn)確的是（）A.電介質(zhì)在電場(chǎng)中會(huì)發(fā)生極化B.極化強(qiáng)度與外加電場(chǎng)強(qiáng)度成正比C.插入電介質(zhì)會(huì)使電場(chǎng)強(qiáng)度減小D.電介質(zhì)的極化是瞬間完成的4、在研究牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，它的速度會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.速度不變B.速度增加Ft/mC.速度增加F/mtD.速度增加mFt5、在光學(xué)的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)具有重要意義。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關(guān)系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D6、對(duì)于自感現(xiàn)象，一個(gè)閉合回路中的電流發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，以下哪種情況會(huì)使自感電動(dòng)勢(shì)增大？（）A.電流變化率增大B.線圈匝數(shù)減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大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)光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會(huì)變得更加尖銳明亮9、關(guān)于萬(wàn)有引力定律，兩個(gè)質(zhì)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(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)10、在量子物理中，對(duì)于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動(dòng)性和粒子性的關(guān)系，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動(dòng)性和粒子性不能同時(shí)表現(xiàn)出來(lái)C.波動(dòng)性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對(duì)微觀粒子的描述需要同時(shí)考慮波動(dòng)性和粒子性11、在靜電場(chǎng)中，高斯定理是一個(gè)非常重要的定理。以下關(guān)于高斯定理的應(yīng)用條件，不正確的是？（）A.電場(chǎng)必須是由對(duì)稱(chēng)性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場(chǎng)具有高度的對(duì)稱(chēng)性C.可以用于計(jì)算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過(guò)該曲面的電通量12、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13、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線圈的電阻14、在熱力學(xué)第三定律的探討中，關(guān)于絕對(duì)零度不可達(dá)到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學(xué)第三定律指出，絕對(duì)零度可以通過(guò)有限的步驟達(dá)到，只是目前的技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)B.絕對(duì)零度不可達(dá)到意味著在任何過(guò)程中，系統(tǒng)的溫度都不可能降低到絕對(duì)零度，這反映了熱現(xiàn)象的方向性和有限性C.熱力學(xué)第三定律對(duì)實(shí)際的熱學(xué)過(guò)程沒(méi)有任何指導(dǎo)意義，只是一種理論上的假設(shè)D.絕對(duì)零度不可達(dá)到是因?yàn)樵诮咏^對(duì)零度時(shí)，物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)發(fā)生奇異的變化，使得進(jìn)一步降溫變得不可能15、在磁場(chǎng)中，安培環(huán)路定理可以用來(lái)計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度。以下關(guān)于安培環(huán)路定理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.要求磁場(chǎng)具有高度的對(duì)稱(chēng)性B.閉合回路必須選取在磁場(chǎng)為零的區(qū)域C.可以用于計(jì)算無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線周?chē)拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度D.對(duì)于非對(duì)稱(chēng)的磁場(chǎng)分布，不能直接應(yīng)用安培環(huán)路定理二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋不可逆過(guò)程的熵變計(jì)算方法？2、（本題5分）在量子物理中，解釋量子計(jì)算的基本原理和優(yōu)勢(shì)？3、（本題5分）闡述廣義相對(duì)論的主要內(nèi)容及引力場(chǎng)方程，分析其在天體物理學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論電動(dòng)勢(shì)的定義和種類(lèi)？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述固體物理中的半導(dǎo)體物理，解釋半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制、能帶結(jié)構(gòu)，以及半導(dǎo)體器件如二極管、晶體管的工作原理和應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的熱平衡和熱力學(xué)第零定律，探討它們的物理意義、條件和在溫度測(cè)量和熱交換中的應(yīng)用。3、（本題5分）探討聲學(xué)中的聲學(xué)超材料，論述聲學(xué)超材料的設(shè)計(jì)原理、特性和應(yīng)用，如聲波隱身、聲學(xué)聚焦和隔振降噪中的創(chuàng)新應(yīng)用和潛在發(fā)展。4、（本題5分）熱力學(xué)系統(tǒng)的熱容量是描述系統(tǒng)吸熱能力的物理量，探討定容熱容量和定壓熱容量的定義、關(guān)系和計(jì)算方法，以及在熱物性研究和熱過(guò)程分析中的應(yīng)用。5、（本題5分）量子場(chǎng)論是現(xiàn)代物理學(xué)的重要理論之一，闡述其基本概念、發(fā)展歷程以及在解釋高能物理現(xiàn)象和統(tǒng)一基本相互作用方面的成就。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一個(gè)內(nèi)徑為r?、外徑為r?的均勻帶電圓柱殼，圓柱殼軸線上有一點(diǎn)電荷q，求圓柱殼軸線上任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)。2、（本題10分）一個(gè)質(zhì)量為M的木塊在光滑水平面上以速度v運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生完全非彈性碰撞。已知兩木塊的質(zhì)量M和m以及初始速度v，求碰撞后的共同速度。3、（本題10分）在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，一個(gè)電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)