湖南科技學(xué)院《量子力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)湖南科技學(xué)院

《量子力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在光學(xué)的折射定律中，對(duì)于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)的折射情況，以下關(guān)于入射角和折射角的正弦值之比與介質(zhì)折射率的關(guān)系，描述不準(zhǔn)確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的相對(duì)折射率B.折射率大的介質(zhì)中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)D.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的折射率相同2、在波動(dòng)學(xué)中，兩列頻率相同、振幅相同、振動(dòng)方向相同但傳播方向相反的波疊加會(huì)形成駐波。以下關(guān)于駐波的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.有些位置始終靜止不動(dòng)，稱為波節(jié)B.相鄰波節(jié)之間的距離為半個(gè)波長(zhǎng)C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時(shí)間傳播3、對(duì)于量子力學(xué)的基本概念，以下關(guān)于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.波粒二象性指出微觀粒子有時(shí)表現(xiàn)為粒子，有時(shí)表現(xiàn)為波，不確定性原理則限制了我們同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量B.波粒二象性意味著微觀粒子既是粒子又是波，不確定性原理表明我們可以同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量，但測(cè)量精度有限C.波粒二象性和不確定性原理只適用于微觀世界，對(duì)宏觀物體沒(méi)有任何意義D.微觀粒子的波粒二象性和不確定性原理是相互矛盾的，無(wú)法統(tǒng)一解釋微觀粒子的行為4、在靜電場(chǎng)的高斯定理中，對(duì)于一個(gè)帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關(guān)于通過(guò)球面的電通量，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無(wú)關(guān)C.可以通過(guò)高斯定理計(jì)算電通量D.電通量的大小與電場(chǎng)的分布有關(guān)5、在光學(xué)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(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)，且n1>n2時(shí)，如果入射角逐漸增大，那么折射角會(huì)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?yōu)?0度D.保持不變6、在相對(duì)論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)表明運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢。如果一個(gè)飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測(cè)量飛船上的時(shí)間流逝速度與地球上的時(shí)間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/57、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述是等價(jià)的。對(duì)于一個(gè)熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛镼1，向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛镼2，對(duì)外做功為W，如果該熱機(jī)的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J8、在電磁學(xué)中，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關(guān)于洛倫茲力的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)方向B.洛倫茲力不做功C.洛倫茲力的大小與電荷的速度成正比D.電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定受到洛倫茲力9、在電磁學(xué)中，對(duì)于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)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(xiàng)說(shuō)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(shí)，電容減小會(huì)導(dǎo)致電壓降低D.可以通過(guò)電容的定義式和決定式來(lái)分析電壓的變化10、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數(shù)）。以下關(guān)于電子軌道能量的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關(guān)B.可以通過(guò)庫(kù)侖定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質(zhì)量無(wú)關(guān)11、關(guān)于靜電場(chǎng)中的電勢(shì)，在一個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，等勢(shì)面的形狀是什么？（）A.圓形B.橢圓形C.球面D.不規(guī)則曲面12、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，角速度為ω。若對(duì)剛體施加一個(gè)恒定的合外力矩M，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項(xiàng)表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無(wú)關(guān)13、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的方向可以用楞次定律來(lái)判斷。當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向的關(guān)系是：（）A.相同B.相反C.垂直D.無(wú)法確定14、在靜電場(chǎng)的研究中，電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是兩個(gè)重要的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)一定為零嗎？（）A.一定為零B.一定不為零C.可能為零，也可能不為零D.取決于點(diǎn)電荷的電荷量15、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，力矩的作用會(huì)改變剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。一個(gè)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體，受到多個(gè)力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小16、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個(gè)放射性原子核經(jīng)過(guò)一定時(shí)間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.衰變的概率與時(shí)間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時(shí)間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無(wú)關(guān)17、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(diǎn)，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的二分之一C.對(duì)于特定波長(zhǎng)的光，增透膜可以增加其透過(guò)率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無(wú)關(guān)18、在相對(duì)論中，質(zhì)速關(guān)系表明物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增加。以下關(guān)于質(zhì)速關(guān)系的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，其質(zhì)量會(huì)趨于無(wú)窮大B.質(zhì)速關(guān)系是狹義相對(duì)論的重要推論之一C.質(zhì)速關(guān)系說(shuō)明在低速情況下，經(jīng)典力學(xué)的質(zhì)量概念仍然適用D.物體的質(zhì)量增加是由于其動(dòng)能的增加導(dǎo)致的19、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)匝數(shù)為N、面積為S的線圈在均勻磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω220、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述都揭示了熱現(xiàn)象的方向性。以下哪種過(guò)程違反了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述？（）A.熱從高溫物體自發(fā)傳給低溫物體B.功完全轉(zhuǎn)化為熱C.熱從低溫物體傳給高溫物體而不產(chǎn)生其他影響D.以上都不違反二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）狹義相對(duì)論中的時(shí)間膨脹效應(yīng)表明，運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢。請(qǐng)從相對(duì)論的基本原理出發(fā)，推導(dǎo)時(shí)間膨脹的公式，并解釋其在高速運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際應(yīng)用。2、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論電動(dòng)勢(shì)的定義和種類？3、（本題5分）請(qǐng)全面論述光的吸收現(xiàn)象，包括吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式、吸收系數(shù)的物理意義，以及吸收在光通信和光譜分析中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上，木板上表面粗糙，質(zhì)量為m的物塊以初速度v0滑上木板，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求物塊在木板上滑行的時(shí)間和相對(duì)位移。2、（本題5分）一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在保守力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，勢(shì)能函數(shù)為U(x)=kx^2/2，其中k為常數(shù)。計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程和周期，并分析當(dāng)勢(shì)能函數(shù)變化時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。3、（本題5分）一質(zhì)量為m的小球以速度v?與一質(zhì)量為M的靜止光滑凹面發(fā)生彈性碰撞，凹面形狀為y=-ax2，求碰撞后小球的速度大小和方向。4、（本題5分）一長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流I，在其旁邊有一個(gè)共面的矩形線圈，邊長(zhǎng)分別為a和b，線圈與導(dǎo)線距離為r。計(jì)算線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并討論當(dāng)線圈移動(dòng)或電流變化時(shí)電動(dòng)勢(shì)的變化。5、（本題5分）一均勻帶電球體，半徑為R，總電荷量為Q，在球外