保定學(xué)院《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》2023-2024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)保定學(xué)院

《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時(shí)間改變，以下哪種說(shuō)法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動(dòng)量能同時(shí)確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不確定的2、在相對(duì)論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢(shì)，哪一（）3、在波動(dòng)光學(xué)中，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對(duì)于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長(zhǎng)有關(guān)C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測(cè)光學(xué)元件表面的平整度4、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中，對(duì)于一個(gè)熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，對(duì)外做功W。以下關(guān)于熱機(jī)效率的表達(dá)式，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%D.熱機(jī)效率與工作物質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)5、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，在等壓過(guò)程中吸收的熱量與在等容過(guò)程中吸收的熱量相比，哪個(gè)更多？（）A.等壓過(guò)程B.等容過(guò)程C.一樣多D.無(wú)法比較6、在光學(xué)的研究范疇，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。當(dāng)一束光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時(shí)，入射角為i，折射角為r。以下哪個(gè)公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr7、關(guān)于熱力學(xué)第一定律，對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過(guò)程時(shí)，以下關(guān)于內(nèi)能變化、外界做功和熱量傳遞的表述，不正確的是（）A.絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換B.外界對(duì)系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加C.系統(tǒng)對(duì)外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化量等于外界做功的大小，與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無(wú)關(guān)8、對(duì)于靜電場(chǎng)的性質(zhì)，以下關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念以及它們之間的關(guān)系，哪一個(gè)是正確的？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是指向電勢(shì)降低的方向B.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)沒(méi)有直接關(guān)系，它們分別獨(dú)立描述電場(chǎng)的不同特性，電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高C.電勢(shì)的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小成正比，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)也一定為零D.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是標(biāo)量，它們的疊加遵循代數(shù)相加的原則9、在牛頓力學(xué)的研究中，物體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。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)生變化。以下關(guān)于速度變化量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt10、在電磁學(xué)領(lǐng)域，對(duì)于一個(gè)變化的磁場(chǎng)在其周圍空間產(chǎn)生的電場(chǎng)，以下關(guān)于該感應(yīng)電場(chǎng)的性質(zhì)和特點(diǎn)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合曲線B.感應(yīng)電場(chǎng)的方向與磁場(chǎng)變化率的方向有關(guān)C.感應(yīng)電場(chǎng)的強(qiáng)度與磁場(chǎng)變化的快慢成正比D.感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷不做功11、在波動(dòng)光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過(guò)雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時(shí)保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.條紋間距會(huì)變小，因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過(guò)雙縫干涉的公式來(lái)定量計(jì)算條紋間距的變化C.光的波長(zhǎng)不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無(wú)關(guān)12、在靜電學(xué)的知識(shí)體系中，庫(kù)侖定律描述了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力。有兩個(gè)電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷，距離為r，它們之間的庫(kù)侖力大小如何計(jì)算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r213、在電磁學(xué)領(lǐng)域，法拉第電磁感應(yīng)定律描述了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化之間的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)閉合線圈在均勻磁場(chǎng)中以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大一倍，而線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不變，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變14、在光學(xué)的折射定律應(yīng)用中，一束光從玻璃射入水中，已知玻璃的折射率大于水的折射率。入射角為45°，折射角可能是多少？（）A.30°B.45°C.60°D.90°15、在波動(dòng)光學(xué)的多縫衍射中，光柵衍射條紋的特點(diǎn)與單縫衍射和雙縫干涉都有關(guān)系。當(dāng)光柵的縫數(shù)增加時(shí)，主極大的寬度會(huì)如何變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變窄后變寬16、對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)，一個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=Asin(ωt+φ)，以下哪個(gè)物理量決定了振動(dòng)的初相位？（）A.AB.ωC.φD.t17、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過(guò)折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)18、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.1/419、在研究靜電場(chǎng)的高斯定理時(shí)，通過(guò)一個(gè)閉合曲面的電通量與曲面內(nèi)包含的電荷量有什么關(guān)系？（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比20、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系表明粒子的某些物理量不能同時(shí)被精確測(cè)量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子，其位置和動(dòng)量的不確定度之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.ΔxΔp≥h/4πB.ΔxΔp≥h/2πC.ΔxΔp=h/4πD.ΔxΔp=h/2π21、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱過(guò)程。在此過(guò)程中，氣體對(duì)外做功，其內(nèi)能會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.內(nèi)能增加B.內(nèi)能不變C.內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化取決于氣體的種類22、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)過(guò)程，其內(nèi)能的變化量是多少？（）A.大于零B.小于零C.等于零D.無(wú)法確定23、在波動(dòng)方程中，波速、波長(zhǎng)和頻率之間存在著一定的關(guān)系。以下關(guān)于波速的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定B.對(duì)于同一列波，在不同介質(zhì)中波速不同C.波的頻率越高，波速越大D.波速與波長(zhǎng)和頻率無(wú)關(guān)24、在波動(dòng)光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過(guò)一個(gè)狹縫時(shí)，會(huì)在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會(huì)怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄25、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T1，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4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）隨著半導(dǎo)體器件物理的研究，探討半導(dǎo)體激光器、太陽(yáng)能電池等器件的工作原理、性能優(yōu)化和應(yīng)用前景。2、（本題5分）闡述量子力學(xué)中的不確定性原理，即不能同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量。并說(shuō)明其對(duì)微觀世界認(rèn)識(shí)的影響。3、（本題5分）簡(jiǎn)述氫原子光譜的特點(diǎn)及規(guī)律，分析其在原子物理學(xué)中的重要意義。4、（本題5分）對(duì)于一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，已知其位移隨時(shí)間的變化關(guān)系，如何通過(guò)圖像法求出其速度？并說(shuō)明圖像中斜率的物理意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一簡(jiǎn)諧振動(dòng)的表達(dá)式為x=A*cos(ωt+φ)，已知t=0時(shí)，x=x0，v=v0。計(jì)算振幅A、角頻率ω和初相φ，并畫出振動(dòng)曲線。2、（本題5分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電半圓環(huán)，電荷線密度為λ，求半圓環(huán)圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度。3、（本題5分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體，電荷量為Q，求球體內(nèi)外的電場(chǎng)強(qiáng)度分布和電勢(shì)分布，并計(jì)算球體的電勢(shì)能。4、（本題5分）在折射率分別為n1和n2的兩種介質(zhì)的分界面上，有一束光以入射角i入射，發(fā)生折射和反射。已知入射角i、折射率n1和n2，計(jì)算反射光和折射光的強(qiáng)度。5、（本題5分）在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，縫寬為a，波長(zhǎng)為λ的平行光垂直入射，透鏡焦距為f。求第一級(jí)暗紋的衍射角和第一級(jí)暗紋到中央明紋中心的距離。