鄭州信息科技職業(yè)學(xué)院《熱力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《熱力學(xué)》2023-2024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15個小題，每小題2分，共30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、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小2、在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理用于計算磁場的分布。對于一個無限長直載流導(dǎo)線，通過安培環(huán)路定理計算其周圍的磁場強度，與到導(dǎo)線距離的關(guān)系是怎樣的？（）A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比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，入射光波長為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過光程差的計算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會導(dǎo)致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強度有關(guān)4、對于熱力學(xué)第二定律，以下關(guān)于熱機效率、熵的概念以及自發(fā)過程的方向性的闡述，不準確的是（）A.熱機效率不可能達到100%B.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)C.自發(fā)過程總是朝著熵減小的方向進行D.熵是系統(tǒng)無序程度的度量5、在靜電場中，電勢能是一個重要的概念。以下關(guān)于電勢能的特點，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點的選擇B.正電荷在電場中電勢越高的地方電勢能越大C.負電荷在電場中電勢越低的地方電勢能越大D.電荷在電場中某點的電勢能與其電荷量的比值就是該點的電勢6、在熱力學(xué)第一定律的表達式ΔU=Q+W中，W表示外界對系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能7、在熱力學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低8、在磁場對電流的作用中，對于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計算，以下說法錯誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導(dǎo)線長度和磁感應(yīng)強度有關(guān)B.安培力的方向用左手定則判斷C.當載流導(dǎo)線與磁場方向平行時，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積9、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動特性的重要物理量。對于一個質(zhì)量分布均勻的細圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動慣量，以下哪個表達式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR210、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當光從光密介質(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.1:011、在經(jīng)典力學(xué)的范疇中，關(guān)于牛頓運動定律的適用范圍和局限性，以下哪種說法是較為準確的？（）A.牛頓運動定律適用于所有宏觀和微觀物體的運動，沒有任何局限性B.牛頓運動定律只適用于宏觀低速物體的運動，在高速和微觀領(lǐng)域需要相對論和量子力學(xué)來修正C.牛頓運動定律對于高速運動的物體仍然適用，但對于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運動定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對象和問題12、在光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，當單色光通過單縫時，在屏幕上形成的衍射條紋的特點是什么？（）A.中央條紋寬而亮，兩側(cè)條紋對稱分布且逐漸變暗變窄B.中央條紋窄而暗，兩側(cè)條紋對稱分布且逐漸變亮變寬C.條紋等寬等亮，均勻分布D.條紋無規(guī)律分布13、在量子力學(xué)的應(yīng)用中，關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和能級的理論，以下哪種說法是準確的？（）A.原子的能級是連續(xù)分布的，電子可以在任意能級之間躍遷，發(fā)出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級是分立的，電子只能在特定的能級之間躍遷，發(fā)出或吸收特定頻率的光子，符合玻爾的原子模型C.量子力學(xué)中的原子結(jié)構(gòu)理論無法解釋原子光譜的精細結(jié)構(gòu)和復(fù)雜現(xiàn)象D.原子的能級結(jié)構(gòu)和電子躍遷與原子核的性質(zhì)無關(guān)，只取決于電子的運動狀態(tài)14、對于簡諧振動的能量，一個做簡諧振動的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當振幅增大時，以下哪個物理量也會增大？（）A.振動周期B.振動頻率C.振動速度的最大值D.振動的初相位15、關(guān)于萬有引力定律，兩個質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述剛體的定軸轉(zhuǎn)動的特點及轉(zhuǎn)動定律，分析轉(zhuǎn)動定律在剛體力學(xué)中的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述熱力學(xué)中的熵增原理的內(nèi)容及應(yīng)用，分析熵增原理在熱力學(xué)中的重要地位。3、（本題5分）闡述狹義相對論中的質(zhì)速關(guān)系，即物體的質(zhì)量隨其速度的增加而增大的現(xiàn)象，并解釋其產(chǎn)生的原因和對物理現(xiàn)象的影響。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細論述熱力學(xué)第一定律，解釋其能量守恒的內(nèi)涵，通過實例分析其在熱機、制冷機等熱工設(shè)備中的應(yīng)用以及能量轉(zhuǎn)化和守恒的情況。2、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的可逆過程和不可逆過程，探討它們的定義、區(qū)別和在熱力學(xué)分析中的重要性。3、（本題5分）電動力學(xué)中的電磁波傳播特性對于通信技術(shù)至關(guān)重要，分析電磁波的極化、色散等特性，論述其在無線電通信、雷達等領(lǐng)域的應(yīng)用。4、（本題5分）論述相對論性量子力學(xué)中的狄拉克方程，解釋其物理意義、數(shù)學(xué)形式和與薛定諤方程的區(qū)別，以及狄拉克方程在描述電子等自旋為1/2粒子中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論能量-動量關(guān)系，分析其數(shù)學(xué)推導(dǎo)、物理意義和在相對論性粒子碰撞和衰變中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一質(zhì)量為m?的物體與一質(zhì)量為m?的物體通過一根輕彈簧和一根輕繩相連，放在光滑水平面上。當兩物體靜止時，給m?一個水平向右的初速度v?，求兩物體的運動速度和加速度。2、（本題10分）在一個LC并聯(lián)諧振電路中，電感L=10