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《熱力學基礎》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、關于氣體分子運動論，對于理想氣體分子的速率分布規律，以下關于麥克斯韋速率分布函數的特點和意義的闡述，不正確的是（）A.麥克斯韋速率分布函數反映了氣體分子速率的分布情況B.溫度越高，氣體分子的平均速率越大C.最概然速率是指出現概率最大的速率D.氣體分子的速率可以無限大2、在波動光學中，兩束相干光疊加產生干涉條紋，條紋間距與以下哪個因素有關？（）A.光的波長B.兩束光的強度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關3、在剛體的轉動中，角動量守恒定律有著重要的應用。一個旋轉的飛輪，在不受外力矩作用時，其轉動慣量發生變化，角速度會怎樣相應地變化？（）A.角速度不變B.角速度增大C.角速度減小D.角速度與轉動慣量成反比變化4、對于熱力學過程，一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程，其吸收的熱量、對外做功以及內能的變化之間有怎樣的關系？（）A.吸收的熱量等于對外做功與內能增加量之和B.吸收的熱量等于對外做功C.吸收的熱量等于內能增加量D.對外做功等于內能增加量5、在相對論力學中，相對論動量和相對論能量的表達式與經典力學有所不同。以下關于相對論動量和能量的關系，不準確的是？（）A.相對論能量和相對論動量滿足一定的關系式B.當速度遠小于光速時，相對論動量和能量近似等于經典力學中的表達式C.相對論能量總是大于相對論動量D.相對論動量和能量的表達式只適用于高速運動的粒子6、在光學的研究中，光的折射現象遵循一定的規律。對于一束光線從空氣斜射入水中，入射角為45度，已知水的折射率為1.33，那么折射角大約是多少度？（）A.30度B.32度C.35度D.40度7、在電磁感應現象中，自感和互感是常見的概念。以下關于自感和互感系數的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數與線圈的形狀、大小、匝數以及是否有鐵芯有關B.互感系數與兩個線圈的相對位置、匝數以及周圍介質有關C.兩個線圈靠得越近，互感系數越大D.自感系數和互感系數都與電流的變化率成正比8、在光學的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質的折射率之比。當光線從折射率為n1的介質射向折射率為n2的介質，且n1>n2時，如果入射角逐漸增大，那么折射角會如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變為90度D.保持不變9、在電磁感應現象中，一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動。如果磁場的磁感應強度增大，而其他條件不變，線圈中產生的感應電動勢會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小10、在物理實驗中，對于測量誤差的來源、分類和減小誤差的方法，以下關于系統誤差、偶然誤差的特點和處理方式的描述，不正確的是（）A.系統誤差具有確定性和重復性B.偶然誤差服從正態分布C.多次測量取平均值可以消除系統誤差D.選擇更精密的儀器可以減小系統誤差11、在量子力學中，對于一個微觀粒子的波函數，其歸一化條件的物理意義是什么？（）A.保證波函數的連續性B.保證波函數的單值性C.表示粒子在空間出現的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒12、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規律。一個質量為m的衛星繞質量為M的地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/413、在靜電場中，電勢是描述電場能的性質的物理量。對于一個點電荷產生的電場，距離點電荷越遠，電勢如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低14、對于電磁感應現象，以下關于導體在磁場中運動產生感應電動勢的條件和大小的分析，不正確的是（）A.只要導體在磁場中運動就會產生感應電動勢B.感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導體切割磁感線的速度越大，感應電動勢越大D.當導體平行于磁感線運動時，不產生感應電動勢15、在光的偏振現象中，自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個偏振片后，光強會變為原來的多少？（）A.1/2B.1/4C.0D.116、關于自感和互感現象，以下對于自感系數、互感系數的影響因素以及自感和互感在電路中的作用和應用的理解，不正確的是（）A.自感系數與線圈的匝數、形狀和是否有鐵芯有關B.互感系數與兩個線圈的相對位置和匝數有關C.自感現象總是阻礙電流的變化D.互感現象在變壓器中沒有作用17、對于波動光學，兩列頻率相同、振動方向相同、相位差恒定的光波在空間相遇會產生干涉現象，若兩束光的光程差為半波長的奇數倍，那么相遇處的光強會怎樣？（）A.最強B.最弱C.介于最強和最弱之間D.無法確定18、在相對論中，時間膨脹效應表明運動的時鐘會變慢。如果一個飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測量飛船上的時間流逝速度與地球上的時間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/519、在波動學中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關于駐波的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節B.相鄰波節之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播20、關于相對論性質量，當一個物體的速度接近光速時，其質量會怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小21、在熱力學的領域，理想氣體的狀態方程具有重要的意義。對于一定質量的理想氣體，在壓強不變的情況下，溫度升高時其體積會發生變化。以下關于體積變化的描述，哪一項是正確的？（）A.體積增大B.體積減小C.體積不變D.體積的變化取決于氣體的種類22、在研究狹義相對論時，當一個物體以接近光速的速度運動時，以下哪個物理量會發生顯著的變化？（）A.質量B.長度C.時間D.以上物理量都會23、在波動學的研究中，機械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源的振動方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時刻，x處質點的振動位移y與哪些因素有關？（）A.只與t有關B.只與x有關C.與t和x都有關D.與t和x都無關24、在熱力學過程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體，經過絕熱膨脹后，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定25、在熱學中，一定質量的理想氣體經歷等溫壓縮過程。以下關于氣體的壓強、體積和內能的變化，哪一項分析是不正確的？（）A.壓強增大B.體積減小C.內能不變D.內能的變化與壓強的變化成正比二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在光的衍射實驗中，單縫衍射和圓孔衍射的條紋特點有何不同？從衍射原理的角度進行詳細解釋。2、（本題5分）分析楞次定律的內涵及判斷感應電流方向的方法，探討其在電磁感應中的作用。3、（本題5分）簡述相對論的基本假設及主要結論，分析相對論在現代物理學中的地位。4、（本題5分）分析波動光學中的光的干涉和衍射的實驗方法，探討光的干涉和衍射在光學研究中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個質量為m的小球在光滑的固定斜面上，從高度h處由靜止下滑。斜面與水平方向的夾角為θ，求小球滑到斜面底端時的速度大小以及重力對小球做的功。2、（本題5分）一質點在柱坐標系中運動，其位置矢量為r=ρ(cosφi+sinφj)+zk，求質點的速度矢量和加速度矢量的表達式。3、（本題5分）在一個折射率連續變化的介質中，光線沿曲線傳播。已知折射率n與位置的關系，計算光線的軌跡方程，并分析光線傳播的特點。4、（本題5分）一束頻率為ν的單色光垂直入射到一個光柵上，光柵常數為d，縫寬為a，且d=3a。計算衍射光的主極大和次極大的位置，并分析光強分布。5、（本題5分）一個質量為m的衛星繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，地球質量為M。計算衛星的線速度、角速度、周期和向心加速度，并分析當軌道半徑變化時這些物理量的變化規律。四、論述題（本大題共3個小