煙臺(tái)大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》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)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，有可能發(fā)生全反射。對(duì)于一定的入射角，哪種情況下更容易發(fā)生全反射？（）A.光密介質(zhì)的折射率較大B.光疏介質(zhì)的折射率較大C.入射角較小D.以上都不對(duì)2、在相對(duì)論中，當(dāng)兩個(gè)觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于同一事件的時(shí)間和空間測(cè)量會(huì)有所不同，這被稱為“相對(duì)性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時(shí)間的相對(duì)性？（）A.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止的時(shí)鐘快B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止的時(shí)鐘慢C.運(yùn)動(dòng)和靜止的時(shí)鐘走得一樣快D.時(shí)間的測(cè)量與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)3、在光學(xué)的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長(zhǎng)為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過(guò)光程差的計(jì)算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng)D.干涉條紋的條件與光源的強(qiáng)度有關(guān)4、在相對(duì)論力學(xué)中，相對(duì)論動(dòng)量和相對(duì)論能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有所不同。以下關(guān)于相對(duì)論動(dòng)量和能量的關(guān)系，不準(zhǔn)確的是？（）A.相對(duì)論能量和相對(duì)論動(dòng)量滿足一定的關(guān)系式B.當(dāng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論動(dòng)量和能量近似等于經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式C.相對(duì)論能量總是大于相對(duì)論動(dòng)量D.相對(duì)論動(dòng)量和能量的表達(dá)式只適用于高速運(yùn)動(dòng)的粒子5、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過(guò)程，以下哪個(gè)物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強(qiáng)D.熵6、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見(jiàn)的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對(duì)位置、匝數(shù)以及周?chē)橘|(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比7、在光學(xué)領(lǐng)域，光的干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的重要表現(xiàn)。對(duì)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，以下關(guān)于干涉條紋特點(diǎn)的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長(zhǎng)成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無(wú)關(guān)D.當(dāng)雙縫間距減小時(shí)，條紋間距增大8、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低9、在研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像時(shí)，圖像可以反映出振動(dòng)的特征。一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度10、在量子力學(xué)的領(lǐng)域，微觀粒子具有波粒二象性。對(duì)于一個(gè)具有一定動(dòng)量p的微觀粒子，其對(duì)應(yīng)的德布羅意波長(zhǎng)λ可以通過(guò)哪個(gè)公式計(jì)算？（）A.λ=h/pB.λ=p/hC.λ=hpD.λ=h/(p2)11、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。一個(gè)絕熱封閉系統(tǒng)，內(nèi)部發(fā)生不可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵會(huì)怎樣變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少12、在研究光的折射時(shí)，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率13、關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，通有電流I，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線所受安培力的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.導(dǎo)線的材料B.導(dǎo)線的放置方向C.電流的大小D.磁場(chǎng)的方向14、在研究電阻的串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)，總電阻的計(jì)算方法不同。有三個(gè)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.1Ω15、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)逐個(gè)發(fā)射電子時(shí)，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個(gè)電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動(dòng)性D.干涉條紋的位置和強(qiáng)度與電子的發(fā)射時(shí)間有關(guān)16、在電磁學(xué)的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時(shí)，哪個(gè)物理量是相同的？（）A.波長(zhǎng)B.波速C.頻率D.能量17、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜是利用光的干涉原理來(lái)減少反射光，增加透射光。對(duì)于一種折射率為1.38的薄膜材料，要使其在波長(zhǎng)為550nm的光下起到增透效果，薄膜的最小厚度應(yīng)該是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm18、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。對(duì)于垂直入射的光，要使某波長(zhǎng)的光在薄膜表面反射時(shí)產(chǎn)生相消干涉，薄膜的厚度應(yīng)該滿足什么條件？（）A.厚度為該波長(zhǎng)的四分之一B.厚度為該波長(zhǎng)的二分之一C.厚度為該波長(zhǎng)的整數(shù)倍D.厚度為該波長(zhǎng)的半整數(shù)倍19、在波動(dòng)方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關(guān)于邊界條件的類(lèi)型，不準(zhǔn)確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無(wú)限大邊界條件20、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著廣泛的應(yīng)用。一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強(qiáng)為P1、體積為V1、溫度為T(mén)1，經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程，體積變?yōu)?V1，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻2。若該過(guò)程為等溫過(guò)程，氣體的壓強(qiáng)又會(huì)變?yōu)槎嗌?？（）A.P1/2B.2P1C.P1D.P1/4二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋波的群速度和相速度的概念和區(qū)別？2、（本題5分）說(shuō)明原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)及玻爾理論的主要內(nèi)容，分析玻爾理論在原子物理學(xué)中的地位。3、（本題5分）在波動(dòng)光學(xué)中，牛頓環(huán)是一種等厚干涉現(xiàn)象。請(qǐng)解釋牛頓環(huán)的形成原理和干涉條紋的特點(diǎn)，推導(dǎo)牛頓環(huán)半徑與光波長(zhǎng)和透鏡曲率半徑的關(guān)系，并舉例說(shuō)明其在光學(xué)精密測(cè)量中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞距一端為c的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，求細(xì)桿從水平位置下擺至與豎直方向成θ角時(shí)的角速度和角加速度。2、（本題5分）一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)為N，面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω。求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化量和平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。3、（本題5分）在一個(gè)折射率為n的介質(zhì)中，一束光線從空氣以入射角i入射，折射角為r。已知入射角i、折射率n，求折射角r以及光線在介質(zhì)中的傳播速度。4、（本題5分）在光滑的水平面上，有三個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B、C排成一直線，A球以速度v與靜止的B球正碰，碰撞后A、B兩球的速度分別為v1、v2，然后B球與C球發(fā)生完全非彈性碰撞。求C球最終的速度。5、（本題5分）一均勻帶電的無(wú)限大平板，電荷面密度為σ，求其周?chē)?/p>