華南理工大學(xué)《統(tǒng)計熱力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《統(tǒng)計熱力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、對于自感現(xiàn)象，一個閉合回路中的電流發(fā)生變化時會產(chǎn)生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？（）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2、對于相對論性動能，當(dāng)一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢3、在波動學(xué)中，機械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關(guān)于它們波速的比較，哪一項是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無法比較4、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系密切。一個帶正電的粒子在電場中移動，電場力做正功，其電勢能會如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少5、在靜電場中，對于電場強度和電勢的關(guān)系，以下關(guān)于電場線和等勢面的性質(zhì)以及它們之間的相互聯(lián)系，說法不正確的是（）A.電場線總是垂直于等勢面B.電場強度的方向總是指向電勢降低的方向C.等勢面上各點的電場強度大小相等D.沿著電場線方向，電勢逐漸降低6、在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。若磁通量的變化率恒定，以下關(guān)于感應(yīng)電動勢的大小和方向，哪一項分析是不正確的？（）A.感應(yīng)電動勢的大小恒定B.感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計算感應(yīng)電動勢的大小D.感應(yīng)電動勢的大小與回路的電阻無關(guān)7、在量子物理中，電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運動時，具有怎樣的能量特點？（）A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比8、在波動學(xué)中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對于一根兩端固定的弦上產(chǎn)生的駐波，其波長與弦長之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.波長等于弦長的整數(shù)倍B.波長等于弦長的半整數(shù)倍C.波長與弦長無關(guān)D.波長是弦長的兩倍9、在相對論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價性。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會釋放出巨大的能量10、在量子力學(xué)中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。以下關(guān)于波函數(shù)的物理意義，不正確的是？（）A.波函數(shù)的模的平方表示粒子在空間某點出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)本身可以直接測量C.波函數(shù)滿足一定的邊界條件和歸一化條件D.波函數(shù)的相位具有重要的物理意義11、在電磁學(xué)的知識體系中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)。一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果磁通量在極短時間內(nèi)從Φ1變化到Φ2，以下哪個表達式能正確計算感應(yīng)電動勢的大?。浚ǎ〢.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t12、關(guān)于光學(xué)的知識，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角為i，折射角為r，該介質(zhì)的折射率n應(yīng)該如何計算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi13、在電磁學(xué)中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導(dǎo)致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化14、在剛體力學(xué)中，對于轉(zhuǎn)動動能和轉(zhuǎn)動慣量的計算，以及定軸轉(zhuǎn)動的動能定理和機械能守恒定律的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動動能等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動的動能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動C.只有保守力做功時，剛體定軸轉(zhuǎn)動的機械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)動軸的位置無關(guān)15、在電學(xué)中，一個電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場強度會如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場強度不變B.電容增大，電壓減小，電場強度減小C.電容不變，電壓不變，電場強度不變D.電容減小，電壓不變，電場強度減小16、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全反射。對于某種介質(zhì)，臨界角為45度，當(dāng)入射角為60度時，反射光和折射光的強度比是多少？（）A.無窮大B.2:1C.1:1D.1:017、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度v垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，它將做什么運動？（）A.勻速直線運動B.勻加速直線運動C.勻速圓周運動D.平拋運動18、在研究磁場對電流的作用時，安培力的大小可以用公式F=BIL計算。如果電流方向與磁場方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設(shè)B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F19、在光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關(guān)于增透膜和增反膜的特點，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長的二分之一C.對于特定波長的光，增透膜可以增加其透過率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無關(guān)20、在相對論中，當(dāng)兩個觀察者相對運動時，對于同一事件的時間和空間測量會有所不同，這被稱為“相對性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時間的相對性？（）A.運動的時鐘走得比靜止的時鐘快B.運動的時鐘走得比靜止的時鐘慢C.運動和靜止的時鐘走得一樣快D.時間的測量與運動狀態(tài)無關(guān)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋相對論中的質(zhì)能等價關(guān)系，即質(zhì)量和能量是等價的，并可以相互轉(zhuǎn)化。并舉例說明其在核能利用和高能物理中的應(yīng)用。2、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)中的熱傳導(dǎo)定律，解釋其物理意義，推導(dǎo)熱傳導(dǎo)方程，分析熱傳導(dǎo)過程中的溫度分布和熱流密度，并舉例說明其在傳熱學(xué)中的應(yīng)用。3、（本題5分）隨著天體物理學(xué)中的恒星演化末期現(xiàn)象研究，探討白矮星、中子星和黑洞的形成條件、物理特性和觀測證據(jù)。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一束光強為I0的自然光，依次通過兩個偏振片，第一個偏振片的偏振化方向與入射光的夾角為30°，第二個偏振片的偏振化方向與第一個偏振片的夾角為60°。求通過第二個偏振片后的光強。2、（本題5分）一個質(zhì)量為0.5kg的小球，用一根長為1m的細繩拴在一個固定點上，在豎直平面內(nèi)做圓周運動。已知小球在最高點的速度為3m/s，求小球在最低點的速度以及繩子在最低點所受的拉力。3、（本題5分）一個理想氣體的熱機循環(huán)由兩個等容過程和兩個等溫過程組成，已知等溫過程的溫度分別為T1和T2，求循環(huán)的效率。4、（本題5分）一個無限長的同軸電纜，內(nèi)導(dǎo)體半徑為a，外導(dǎo)體半徑為b，內(nèi)外導(dǎo)體間充滿介電常數(shù)為ε的電介質(zhì)。內(nèi)導(dǎo)體帶電荷線密度為λ，計算內(nèi)外導(dǎo)體間的電場強度和電勢差。5、（本題5分）一簡諧波的波函數(shù)為y=Acos(