安陽(yáng)師范學(xué)院《量子力學(xué)》2021-2022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)安陽(yáng)師范學(xué)院《量子力學(xué)》

2021-2022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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對(duì)于一根兩端固定的弦上產(chǎn)生的駐波，其波長(zhǎng)與弦長(zhǎng)之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.波長(zhǎng)等于弦長(zhǎng)的整數(shù)倍B.波長(zhǎng)等于弦長(zhǎng)的半整數(shù)倍C.波長(zhǎng)與弦長(zhǎng)無(wú)關(guān)D.波長(zhǎng)是弦長(zhǎng)的兩倍2、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著廣泛的應(yīng)用。一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強(qiáng)為P1、體積為V1、溫度為T(mén)1，經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程，體積變?yōu)?V1，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻2。若該過(guò)程為等溫過(guò)程，氣體的壓強(qiáng)又會(huì)變?yōu)槎嗌?？（）A.P1/2B.2P1C.P1D.P1/43、在波動(dòng)光學(xué)中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強(qiáng)度B.可以通過(guò)偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對(duì)所有光學(xué)儀器的性能都沒(méi)有影響4、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見(jiàn)的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對(duì)位置、匝數(shù)以及周?chē)橘|(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比5、在剛體力學(xué)中，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，以及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，以下說(shuō)法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動(dòng)C.只有保守力做功時(shí)，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無(wú)關(guān)6、在波動(dòng)方程中，波速、波長(zhǎng)和頻率之間存在著一定的關(guān)系。以下關(guān)于波速的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定B.對(duì)于同一列波，在不同介質(zhì)中波速不同C.波的頻率越高，波速越大D.波速與波長(zhǎng)和頻率無(wú)關(guān)7、在量子力學(xué)中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)的基本方程。對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足薛定諤方程，以下關(guān)于定態(tài)的說(shuō)法正確的是：（）A.定態(tài)時(shí)粒子的能量不隨時(shí)間變化B.定態(tài)時(shí)粒子的位置不隨時(shí)間變化C.定態(tài)時(shí)粒子的速度不隨時(shí)間變化D.以上說(shuō)法都不正確8、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要概念。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)運(yùn)動(dòng)的慣性系中是否一定同時(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.取決于兩個(gè)慣性系的相對(duì)速度大小9、在量子力學(xué)的發(fā)展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的基本方程。以下關(guān)于薛定諤方程的性質(zhì)，不準(zhǔn)確的是？（）A.薛定諤方程是線性方程B.薛定諤方程的解是波函數(shù)C.薛定諤方程適用于所有微觀粒子D.薛定諤方程不包含相對(duì)論效應(yīng)10、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動(dòng)量守恒的條件，不準(zhǔn)確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內(nèi)力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動(dòng)量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用11、在研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過(guò)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期公式來(lái)分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無(wú)關(guān)12、在熱學(xué)中，熱傳遞的方式包括傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。一個(gè)高溫物體與低溫物體接觸，通過(guò)熱傳導(dǎo)進(jìn)行熱量傳遞。若高溫物體與低溫物體的接觸面積增大一倍，熱傳導(dǎo)的速率會(huì)如何變化？（）A.速率不變B.速率增大一倍C.速率增大兩倍D.速率增大四倍13、在光學(xué)的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°14、在靜電場(chǎng)的高斯定理應(yīng)用中，對(duì)于一個(gè)帶有均勻電荷分布的球體，通過(guò)高斯面計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，與高斯面的半徑有怎樣的關(guān)系？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑成正比B.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑成反比C.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑的平方成正比D.在球外，電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑的平方成反比15、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過(guò)程。在此過(guò)程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.氣體內(nèi)能減小，因?yàn)榻^熱膨脹對(duì)外做功B.溫度降低，因?yàn)閮?nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對(duì)外做功的值等于內(nèi)能的減少量16、在量子物理中，光子的能量與頻率有關(guān)。一個(gè)光子的頻率為ν，其能量為E。若光子的頻率變?yōu)?ν，能量會(huì)變?yōu)槎嗌?？（）A.2EB.E/2C.4ED.E/417、在振動(dòng)學(xué)中，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的振動(dòng)形式。以下關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征，不正確的是？（）A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動(dòng)的頻率與振幅無(wú)關(guān)C.振動(dòng)的能量與振幅的平方成正比D.簡(jiǎn)諧振動(dòng)一定是等幅振動(dòng)，不存在阻尼18、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過(guò)程。此過(guò)程中，氣體的溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低19、在研究動(dòng)量守恒定律時(shí)，系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零是重要條件。在光滑水平面上，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小球發(fā)生正碰，碰撞前速度分別為v1和v2，碰撞后速度分別為v1'和v2'。若m1=m2，且碰撞為完全彈性碰撞，碰撞后兩球的速度會(huì)如何變化？（）A.v1'=v2，v2'=v1B.v1'=v1，v2'=v2C.v1'=0，v2'=v1+v2D.無(wú)法確定20、在狹義相對(duì)論中，對(duì)于同時(shí)的相對(duì)性概念，以下關(guān)于在不同慣性參考系中觀察兩個(gè)事件是否同時(shí)發(fā)生的判斷，描述不準(zhǔn)確的是（）A.在一個(gè)參考系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)參考系中一定不同時(shí)發(fā)生B.同時(shí)的相對(duì)性是由于光速不變?cè)韺?dǎo)致的C.當(dāng)兩個(gè)參考系的相對(duì)速度較小時(shí)，同時(shí)的相對(duì)性不明顯D.同時(shí)的相對(duì)性與觀察者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)21、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對(duì)概率密度沒(méi)有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測(cè)量的時(shí)間無(wú)關(guān)22、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低23、在熱力學(xué)第三定律的探討中，關(guān)于絕對(duì)零度不可達(dá)到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學(xué)第三定律指出，絕對(duì)零度可以通過(guò)有限的步驟達(dá)到，只是目前的技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)B.絕對(duì)零度不可達(dá)到意味著在任何過(guò)程中，系統(tǒng)的溫度都不可能降低到絕對(duì)零度，這反映了熱現(xiàn)象的方向性和有限性C.熱力學(xué)第三定律對(duì)實(shí)際的熱學(xué)過(guò)程沒(méi)有任何指導(dǎo)意義，只是一種理論上的假設(shè)D.絕對(duì)零度不可達(dá)到是因?yàn)樵诮咏^對(duì)零度時(shí)，物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)發(fā)生奇異的變化，使得進(jìn)一步降溫變得不可能24、對(duì)于相對(duì)論性動(dòng)能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說(shuō)法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能趨于無(wú)窮大D.動(dòng)能增長(zhǎng)速度逐漸變慢25、在相對(duì)論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能的增加變得越來(lái)越困難D.動(dòng)能的增加變得越來(lái)越容易26、在光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，當(dāng)單色光通過(guò)單縫時(shí)，在屏幕上形成的衍射條紋的特點(diǎn)是什么？（）A.中央條紋寬而亮，兩側(cè)條紋對(duì)稱(chēng)分布且逐漸變暗變窄B.中央條紋窄而暗，兩側(cè)條紋對(duì)稱(chēng)分布且逐漸變亮變寬C.條紋等寬等亮，均勻分布D.條紋無(wú)規(guī)律分布27、在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量水平位移和豎直位移來(lái)計(jì)算初速度。如果實(shí)驗(yàn)中忽略了空氣阻力的影響，實(shí)際測(cè)量的初速度會(huì)比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無(wú)法確定28、在相對(duì)論中，當(dāng)兩個(gè)觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于同一事件的時(shí)間和空間測(cè)量會(huì)有所不同，這被稱(chēng)為“相對(duì)性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時(shí)間的相對(duì)性？（）A.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止的時(shí)鐘快B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止的時(shí)鐘慢C.運(yùn)動(dòng)和靜止的時(shí)鐘走得一樣快D.時(shí)間的測(cè)量與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)29、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用歐姆表測(cè)量電阻時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)零操作。如果在測(cè)量前沒(méi)有進(jìn)行調(diào)零，測(cè)量結(jié)果會(huì)比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無(wú)法確定30、在熱學(xué)中，理想氣體的絕熱過(guò)程是一種特殊的熱力學(xué)過(guò)程。以下關(guān)于絕熱過(guò)程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.絕熱壓縮時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大B.絕熱膨脹時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.絕熱過(guò)程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過(guò)程中二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的安培定律，分析其物理意義、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁相互作用中的應(yīng)用。2、（本題5分）從物理原理出發(fā)，探討固體物理中的超導(dǎo)微觀理論，包括BCS理論、高溫超導(dǎo)機(jī)制的研究進(jìn)展，以及超導(dǎo)在強(qiáng)磁場(chǎng)和量子計(jì)算中的應(yīng)用前景。3、（本題5分）熱力學(xué)中的熱力學(xué)第三定律對(duì)低溫物理和化學(xué)平衡有重要影響，深入探討熱力學(xué)第三定律的表述、物理意義以及在低溫物性研究和化學(xué)反應(yīng)平衡計(jì)算中的應(yīng)用。4、（本題5分）分析量子力學(xué)中的薛定諤方程的意義及求解方法，討論其在原子和分子物理中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述狹義相對(duì)論中的相對(duì)論性粒子的動(dòng)力學(xué)方程和運(yùn)動(dòng)軌跡，分析其數(shù)學(xué)形式、物理意義和在高能粒子加速器中的應(yīng)用。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在相對(duì)論中，時(shí)間延緩效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得較慢。請(qǐng)解釋時(shí)間延緩效應(yīng)的物理機(jī)制，推導(dǎo)時(shí)間延緩的公式，并舉例說(shuō)明其在衛(wèi)星導(dǎo)航和高能物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。2、（本題5分）在量子物理中，隧道效應(yīng)是一種奇特的量子現(xiàn)象。請(qǐng)解釋隧道效應(yīng)的概念和原理，說(shuō)明其產(chǎn)生的條件，并舉例說(shuō)明其在半導(dǎo)體器件和掃描隧道顯微鏡中的應(yīng)用。3、（本題5分）在研究剛體的平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以將其分解為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)解釋平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的概念，說(shuō)明如何確定剛體的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度，并舉例說(shuō)明其在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。4、（本題5分）說(shuō)明放射性衰變的半