吉林師范大學(xué)《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁吉林師范大學(xué)

《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》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、關(guān)于理想氣體的狀態(tài)方程，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體在不同狀態(tài)下壓強(qiáng)、體積和溫度的關(guān)系，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.當(dāng)溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比B.當(dāng)體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與溫度成正比C.當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，體積與溫度成正比D.狀態(tài)方程只適用于高溫高壓的氣體2、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(diǎn)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3、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。對(duì)于一個(gè)質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR24、在相對(duì)論中，對(duì)于一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量的增加趨勢是怎樣的？（）A.質(zhì)量增加得越來越慢B.質(zhì)量增加得越來越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快，后增加得慢5、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線圈的電阻6、對(duì)于熱學(xué)中的熱平衡定律，以下關(guān)于兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度變化、熱量傳遞和熵的變化的解釋，不正確的是（）A.最終達(dá)到熱平衡時(shí)，兩個(gè)物體溫度相同B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體C.熱平衡過程中總熵增加D.熱平衡定律只適用于固體之間的熱傳遞7、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/2π8、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測量一個(gè)未知電阻的阻值。若實(shí)驗(yàn)中電流表采用內(nèi)接法，電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為Ra，測量值為Rx'。以下關(guān)于測量值與真實(shí)值的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.測量值大于真實(shí)值，因?yàn)殡娏鞅矸謮築.真實(shí)值可以通過相關(guān)公式計(jì)算得出C.當(dāng)Rv遠(yuǎn)大于Rx且Ra較小時(shí)，測量誤差較小D.測量值與電源的電動(dòng)勢無關(guān)9、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測量電阻時(shí)，由于電表內(nèi)阻的影響會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果存在誤差，以下哪種接法適用于測量阻值較大的電阻？（）A.電流表內(nèi)接法B.電流表外接法C.兩種接法均可D.兩種接法均不可10、對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以下關(guān)于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件和大小的分析，不正確的是（）A.只要導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢B.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D.當(dāng)導(dǎo)體平行于磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢11、在相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要的概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)該慣性系運(yùn)動(dòng)的慣性系中觀察，這兩個(gè)事件是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.條件不足，無法判斷12、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/cosr13、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的物理量，以下哪種情況會(huì)使剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大？（）A.質(zhì)量分布靠近轉(zhuǎn)軸B.質(zhì)量分布遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸C.轉(zhuǎn)軸位置改變D.剛體的角速度增大14、在相對(duì)論的理論框架下，時(shí)間和空間的概念發(fā)生了深刻的變化。一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其長度會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生收縮。如果一個(gè)靜止時(shí)長為L0的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)15、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測電阻的誤差分析，不準(zhǔn)確的是？（）A.電流表內(nèi)接法適用于測量大電阻，誤差主要來自電壓表的分流B.電流表外接法適用于測量小電阻，誤差主要來自電流表的分壓C.無論采用哪種接法，測量值總是大于真實(shí)值D.合理選擇測量電路可以減小誤差二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）熱力學(xué)第一定律表明了能量守恒與轉(zhuǎn)化的關(guān)系。請解釋熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容，并通過一個(gè)具體的熱力學(xué)過程（如絕熱膨脹）來說明其應(yīng)用。2、（本題5分）在研究帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題時(shí)，如何運(yùn)用電場力和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來計(jì)算粒子的末速度、偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角度？3、（本題5分）分析光的反射定律的內(nèi)容及特點(diǎn)，說明其在日常生活和科學(xué)研究中的意義。4、（本題5分）說明熱力學(xué)中的自由能的概念及計(jì)算方法，分析自由能在熱力學(xué)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）在量子力學(xué)的框架下，分析薛定諤方程的物理意義、數(shù)學(xué)形式以及其在描述微觀粒子狀態(tài)和求解量子力學(xué)問題中的重要性和應(yīng)用方法。2、（本題5分）電磁學(xué)中的磁滯現(xiàn)象在磁性材料中經(jīng)常出現(xiàn)，探討磁滯回線的測量、磁滯損耗的計(jì)算和在電磁設(shè)備（如變壓器、電動(dòng)機(jī)）中的影響。3、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波在分層介質(zhì)中的傳播會(huì)產(chǎn)生反射和折射，分析分層介質(zhì)中的電磁波傳播方程、邊界條件和在地球物理勘探、光學(xué)多層膜中的應(yīng)用。4、（本題5分）量子力學(xué)中的量子糾纏現(xiàn)象是量子信息科學(xué)的核心概念之一，闡述量子糾纏的定義、性質(zhì)以及在量子通信、量子計(jì)算中的應(yīng)用和發(fā)展前景。5、（本題5分）深入研究靜電場中的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分析其受力情況、運(yùn)動(dòng)方程和在示波器、加速器等設(shè)備中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一質(zhì)量為5kg的物體在光滑水平面上受到水平方向的力F=10N作用，從靜止開始運(yùn)動(dòng)。已知力的作用時(shí)間為5s，求物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移，以及力所做的功和功率。2、（本題10分）一質(zhì)量為m的物體在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)時(shí)速度為v，不計(jì)空氣阻力。計(jì)算物體在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力