安徽大學(xué)《力學(xué)和熱學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2021-2022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、在電磁學(xué)的知識(shí)體系中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)。一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果磁通量在極短時(shí)間內(nèi)從Φ1變化到Φ2，以下哪個(gè)表達(dá)式能正確計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??？（）A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t2、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過(guò)程。已知?dú)怏w的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關(guān)于氣體體積變化量與其他物理量的關(guān)系，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.利用熱力學(xué)第一定律和等壓過(guò)程的特點(diǎn)進(jìn)行推導(dǎo)B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無(wú)關(guān)3、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀(guān)粒子的波函數(shù)，其滿(mǎn)足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過(guò)程通常需要特定的邊界條件C.對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對(duì)論情況4、在研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，回復(fù)力的特點(diǎn)需要明確。一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向相反。當(dāng)位移為最大位移的一半時(shí)，回復(fù)力的大小是最大回復(fù)力的多少倍？（）A.1/2B.√2/2C.1/√2D.1/45、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動(dòng)量守恒的條件，不準(zhǔn)確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內(nèi)力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動(dòng)量守恒定律在微觀(guān)和宏觀(guān)領(lǐng)域都適用6、在研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過(guò)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期公式來(lái)分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無(wú)關(guān)7、對(duì)于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個(gè)金屬殼內(nèi)部放置一個(gè)帶電體，以下哪種說(shuō)法是正確的？（）A.殼外電場(chǎng)不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場(chǎng)不受殼外電場(chǎng)的影響C.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)相互影響8、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來(lái)的2倍C.水平位移增大到原來(lái)的4倍D.水平位移減小到原來(lái)的一半9、在電磁學(xué)的安培環(huán)路定理中，對(duì)于一個(gè)載有恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，若以導(dǎo)線(xiàn)為軸作一個(gè)半徑為r的圓形環(huán)路，當(dāng)r<導(dǎo)線(xiàn)半徑時(shí)，環(huán)路上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無(wú)關(guān)10、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/D11、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但傳播速度相反的波疊加形成的。對(duì)于一根兩端固定的弦線(xiàn)上形成的駐波，在相鄰兩個(gè)波節(jié)之間的各點(diǎn)，振動(dòng)的相位關(guān)系是怎樣的？（）A.相同B.相反C.依次相差90度D.依次相差180度12、對(duì)于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生原因和應(yīng)用領(lǐng)域，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導(dǎo)致的，廣泛應(yīng)用于攝影、通信、液晶顯示等領(lǐng)域B.光的偏振只與光的傳播方向有關(guān)，與光源和介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，其應(yīng)用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失，因此在大多數(shù)情況下應(yīng)盡量避免D.光的偏振無(wú)法通過(guò)人工方法產(chǎn)生，只能在自然條件下觀(guān)察到13、在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用中，連接體問(wèn)題是常見(jiàn)的類(lèi)型。兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，通過(guò)輕繩連接在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，拉力F作用在m1上。若繩子突然斷裂，m2的加速度會(huì)如何變化？（）A.加速度變?yōu)?B.加速度不變C.加速度增大D.加速度減小14、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述都揭示了熱現(xiàn)象的方向性。以下哪種過(guò)程違反了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述？（）A.熱從高溫物體自發(fā)傳給低溫物體B.功完全轉(zhuǎn)化為熱C.熱從低溫物體傳給高溫物體而不產(chǎn)生其他影響D.以上都不違反15、在電磁學(xué)中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。以下關(guān)于畢奧-薩伐爾定律的適用范圍，不準(zhǔn)確的是？（）A.適用于恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B.適用于各種形狀的載流導(dǎo)線(xiàn)C.對(duì)于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)也適用D.只適用于無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在研究電路時(shí)，RLC串聯(lián)電路的諧振現(xiàn)象具有重要的應(yīng)用。請(qǐng)解釋RLC串聯(lián)電路諧振的條件和特點(diǎn)，推導(dǎo)諧振頻率的公式，并說(shuō)明其在無(wú)線(xiàn)電通信中的應(yīng)用。2、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋熱機(jī)循環(huán)中不可逆損失的來(lái)源和降低方法？3、（本題5分）分析核裂變的過(guò)程及特點(diǎn)，探討核裂變?cè)谀茉春涂茖W(xué)研究中的重要性。4、（本題5分）隨著光學(xué)晶體學(xué)的研究，探討晶體的對(duì)稱(chēng)性、晶格結(jié)構(gòu)和晶體光學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，以及在材料科學(xué)和光學(xué)器件中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波的偏振態(tài)對(duì)通信和光學(xué)檢測(cè)有重要意義，分析線(xiàn)偏振、圓偏振和橢圓偏振波的產(chǎn)生方法、特點(diǎn)和檢測(cè)手段，以及在偏振光通信和材料特性測(cè)量中的應(yīng)用。2、（本題5分）牛頓力學(xué)中的天體力學(xué)問(wèn)題涉及到引力相互作用和軌道運(yùn)動(dòng)，論述開(kāi)普勒定律、萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，以及三體問(wèn)題和軌道穩(wěn)定性的研究。3、（本題5分）波動(dòng)光學(xué)中的光的散射現(xiàn)象在大氣光學(xué)和材料研究中具有重要意義，分析光散射的類(lèi)型（如瑞利散射、米氏散射）、規(guī)律和影響因素，以及在天空顏色、激光粒度分析中的應(yīng)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）在電磁學(xué)中，位移電流的概念對(duì)于理解麥克斯韋方程組的完整性具有關(guān)鍵作用，請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述位移電流的提出背景、物理意義和實(shí)際應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一絕熱容器內(nèi)有兩種理想氣體，初始溫度分別為T(mén)1和T2，質(zhì)量分別為m1和m2，比熱容分別為c1和c2。兩種氣體混合后達(dá)到熱平衡，求平衡后的溫度。2、（本題10分）一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)附近有一正方形線(xiàn)圈，邊長(zhǎng)為l，導(dǎo)線(xiàn)與線(xiàn)圈共面，且其中一邊與導(dǎo)線(xiàn)平行，距離為d。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通有穩(wěn)恒電流I時(shí)，求線(xiàn)圈中的磁通量。3、（本題10分）一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在有心力作用下運(yùn)動(dòng)，力的大小與距離