华南理工大学《统计热力学》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《统计热力学》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W中，W表示外界对系统做功。以下哪种情况中，系统对外做功？A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能2、对于磁场的安培环路定理，以下关于其内容和应用中的注意事项，哪一个是准确的？A.安培环路定理指出，在稳恒磁场中，磁感应强度沿任何闭合回路的线积分等于穿过该回路所包围面积的电流代数和的μ0倍，但该定理不能用于求解非对称电流分布产生的磁场。B.安培环路定理适用于任何磁场，只要知道回路所包围的电流，就可以直接求出磁感应强度。C.应用安培环路定理时，不需要考虑磁场的对称性和电流的分布情况。D.安培环路定理中的电流必须是传导电流，不包括位移电流。3、在静电场的研究中，电场强度和电势是两个重要的物理量。对于一个点电荷产生的电场，电场强度为零的地方，电势一定为零吗？（）A.一定为零B.一定不为零C.可能为零，也可能不为零D.取决于点电荷的电荷量4、在光学的衍射现象中，当单色光通过单缝时，在屏幕上形成的衍射条纹的特点是什么？A.中央条纹宽而亮，两侧条纹对称分布且逐渐变暗变窄B.中央条纹窄而暗，两侧条纹对称分布且逐渐变亮变宽C.条纹等宽等亮，均匀分布D.条纹无规律分布5、在静电场中，高斯定理可以用来计算电场强度。对于一个带有电荷量Q、半径为R的均匀带电球体，在球外距离球心为r（r>R）处的电场强度大小与距离r的关系是怎样的？A.与r成正比B.与r的平方成正比C.与r成反比D.与r的平方成反比6、在振动和波动的综合问题中，驻波是一种特殊的现象。以下关于驻波的特点，不正确的是？A.驻波中各点的振幅不同，有些点始终静止B.相邻两波节之间的各点振动相位相同C.驻波的频率与波源的频率相同D.驻波不传播能量7、对于热力学第一定律，一定质量的理想气体在绝热容器中被压缩，其内能会如何改变？A.内能不变B.内能减小C.内能增大D.无法确定8、在热力学过程中，卡诺循环具有重要的理论意义。以下关于卡诺循环效率的描述，不准确的是？A.卡诺循环效率只与高温热源和低温热源的温度有关B.提高高温热源温度或降低低温热源温度可以提高卡诺循环效率C.卡诺循环效率可以达到100%D.实际热机的效率总是低于卡诺循环效率9、在光学的折射定律中，当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角i和折射角r满足什么关系？A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr10、在电磁感应现象中，一个闭合回路中的磁通量发生变化时会产生感应电动势，以下哪种情况会导致磁通量发生变化？A.磁场强度不变，回路面积改变B.回路面积不变，磁场强度改变C.磁场强度和回路面积同时改变D.以上情况均可11、在量子物理中，泡利不相容原理是描述原子中电子排布的重要原理。以下关于泡利不相容原理的应用，不准确的是？A.解释了原子的壳层结构B.确定了每个原子轨道最多能容纳的电子数C.可以预测元素的化学性质D.对原子核的结构没有影响12、在电磁学中，一个长直螺线管内部的磁场均匀分布。若已知螺线管的匝数、电流和长度，以下关于磁场强度的计算，哪一项是不准确的？（）A.磁场强度与电流成正比B.磁场强度与匝数成正比C.磁场强度与螺线管长度无关D.可以通过安培环路定理计算磁场强度13、关于波动方程，对于一列沿x轴正方向传播的简谐波的波动方程的物理意义和求解方法，以下理解不准确的是（）A.波动方程描述了任意时刻波线上各质点的位移B.已知波速和初始条件可以确定波动方程C.波动方程中的相位表示质点振动的状态D.波动方程只适用于机械波14、关于热力学过程中的绝热过程和等温过程，以下对于绝热压缩和等温压缩过程中压强变化、内能变化和做功情况的分析，不正确的是（）A.绝热压缩过程压强增加较快B.等温压缩过程内能不变C.绝热压缩过程外界对系统做功全部转化为内能D.绝热压缩和等温压缩过程外界做功相同15、对于热学中的热平衡定律，以下关于两个温度不同的物体相互接触达到热平衡时的温度变化、热量传递和熵的变化的解释，不正确的是（）A.最终达到热平衡时，两个物体温度相同B.热量从高温物体传递到低温物体C.热平衡过程中总熵增加D.热平衡定律只适用于固体之间的热传递16、在波动方程的求解中，边界条件和初始条件起着重要的作用。以下关于边界条件的类型，不准确的是？A.固定端边界条件B.自由端边界条件C.周期性边界条件D.无限大边界条件17、对于简谐振动，一个做简谐振动的物体，其位移随时间的变化规律为x=Asin(ωt+φ)，以下哪个物理量决定了振动的初相位？A.AB.ωC.φD.t18、在静电场的高斯定理中，对于一个带有均匀电荷分布的球体，若已知球体的电荷量和半径，以下关于通过球面的电通量，哪一项分析是不准确的？（）A.电通量与球体的电荷量成正比B.电通量与球面的半径无关C.可以通过高斯定理计算电通量D.电通量的大小与电场的分布有关19、在研究物体的运动时，我们常常需要考虑力的作用。一个质量为m的物体在光滑水平面上受到一个水平恒力F的作用，经过时间t后，物体的速度从0增加到v。若力的大小变为2F，其他条件不变，物体达到速度v所需的时间会如何变化？A.时间不变B.时间缩短为原来的一半C.时间缩短为原来的四分之一D.无法确定20、在研究狭义相对论时，当一个物体以接近光速的速度运动时，以下哪个物理量会发生显著的变化？A.质量B.长度C.时间D.以上物理量都会二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）分析物质波的概念及德布罗意波长的计算公式，探讨物质波在量子力学中的意义。2、（本题10分）在热力学中，解释焦耳实验的意义和对热力学第一定律的验证？3、（本题10分）分析量子力学中的态叠加原理的内容及意义，探讨其在量子力学中的应用。4、（本题10分）在研究热传递过程时，热传导、热对流和热辐射是三种主要方式。请分别阐述这三种热传递方式的物理机制和特点，并举例说明它们在实际中的应用？三、论述题（本