北京郵電大學(xué)《量子力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理專題》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)北京郵電大學(xué)

《量子力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理專題》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、在熱力學(xué)過(guò)程中，可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程的區(qū)別在于過(guò)程是否存在耗散。一個(gè)熱機(jī)經(jīng)歷可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)，哪種循環(huán)的效率更高？（）A.可逆循環(huán)B.不可逆循環(huán)C.效率相同D.取決于工作物質(zhì)2、在熱力學(xué)第二定律的探討中，熱機(jī)的效率存在一定的限制。對(duì)于一個(gè)在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的卡諾熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，以下關(guān)于其效率η的表達(dá)式，哪個(gè)是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T13、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=BSω24、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關(guān)系。以下關(guān)于斯涅爾定律的應(yīng)用，不正確的是？（）A.可以用于計(jì)算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見(jiàn)光，對(duì)其他電磁波不適用5、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過(guò)程，與等容升溫過(guò)程相比，哪個(gè)過(guò)程吸收的熱量更多？（）A.等壓過(guò)程B.等容過(guò)程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類6、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7、對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量，一個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當(dāng)振幅增大時(shí)，以下哪個(gè)物理量也會(huì)增大？（）A.振動(dòng)周期B.振動(dòng)頻率C.振動(dòng)速度的最大值D.振動(dòng)的初相位8、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對(duì)于絕熱過(guò)程，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，不正確的是？（）A.絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換B.絕熱膨脹時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)能增加，溫度升高D.絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外做功等于內(nèi)能的減少量9、在相對(duì)論力學(xué)中，考慮一個(gè)物體的動(dòng)能。當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于動(dòng)能的表達(dá)式和變化趨勢(shì)，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)中的不同B.動(dòng)能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過(guò)相對(duì)論的能量方程推導(dǎo)動(dòng)能的表達(dá)式D.當(dāng)速度較小時(shí)，相對(duì)論動(dòng)能與經(jīng)典動(dòng)能近似相等10、對(duì)于熱力學(xué)過(guò)程，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過(guò)程，其吸收的熱量、對(duì)外做功以及內(nèi)能的變化之間有怎樣的關(guān)系？（）A.吸收的熱量等于對(duì)外做功與內(nèi)能增加量之和B.吸收的熱量等于對(duì)外做功C.吸收的熱量等于內(nèi)能增加量D.對(duì)外做功等于內(nèi)能增加量11、在熱力學(xué)第二定律的探討中，關(guān)于熵增加原理及其在熱現(xiàn)象中的體現(xiàn)，以下哪種表述是正確的？（）A.熵增加原理指出，在任何自發(fā)的熱力學(xué)過(guò)程中，系統(tǒng)的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發(fā)地流向低溫物體B.熵增加原理表明，封閉系統(tǒng)的熵不可能減少，熵的變化只與系統(tǒng)的初末狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學(xué)過(guò)程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會(huì)減少D.熵增加原理只是一種理論假設(shè)，在實(shí)際的熱現(xiàn)象中無(wú)法得到驗(yàn)證12、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢(shì)壘的能力。對(duì)于一個(gè)給定的勢(shì)壘，粒子穿越勢(shì)壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢(shì)壘高度有關(guān)B.只與勢(shì)壘寬度有關(guān)C.與勢(shì)壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)13、在電場(chǎng)的學(xué)習(xí)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的概念至關(guān)重要。一個(gè)均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.電場(chǎng)強(qiáng)度增大一倍C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的一半D.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的四分之一14、在波動(dòng)光學(xué)的多縫衍射中，光柵衍射條紋的特點(diǎn)與單縫衍射和雙縫干涉都有關(guān)系。當(dāng)光柵的縫數(shù)增加時(shí)，主極大的寬度會(huì)如何變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變窄后變寬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、在機(jī)械波的學(xué)習(xí)中，波的傳播特性需要深入理解。一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示。已知波速為v，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v17、在電磁學(xué)中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。以下關(guān)于畢奧-薩伐爾定律的適用范圍，不準(zhǔn)確的是？（）A.適用于恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B.適用于各種形狀的載流導(dǎo)線C.對(duì)于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)也適用D.只適用于無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)18、在光學(xué)成像的原理中，對(duì)于薄透鏡成像公式的推導(dǎo)、適用條件以及像的性質(zhì)和特點(diǎn)，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.薄透鏡成像公式適用于各種類型的透鏡B.像的虛實(shí)、正倒和大小與物距和焦距有關(guān)C.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數(shù)越大19、關(guān)于光的色散現(xiàn)象，一束白光通過(guò)三棱鏡后會(huì)被分解成不同顏色的光，以下哪種顏色的光偏折程度最大？（）A.紅光B.綠光C.藍(lán)光D.紫光20、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過(guò)程。以下關(guān)于氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.壓強(qiáng)增大B.體積減小C.內(nèi)能不變D.內(nèi)能的變化與壓強(qiáng)的變化成正比21、在物理實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于測(cè)量誤差的來(lái)源、分類和減小誤差的方法，以下關(guān)于系統(tǒng)誤差、偶然誤差的特點(diǎn)和處理方式的描述，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差具有確定性和重復(fù)性B.偶然誤差服從正態(tài)分布C.多次測(cè)量取平均值可以消除系統(tǒng)誤差D.選擇更精密的儀器可以減小系統(tǒng)誤差22、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的熱力學(xué)量。對(duì)于一個(gè)絕熱不可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵是如何變化的？（）A.不變B.減小C.增大D.可能增大也可能減小23、在波動(dòng)光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見(jiàn)的。當(dāng)一束光通過(guò)一個(gè)狹縫時(shí)，會(huì)在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會(huì)怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄24、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)25、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測(cè)量電阻時(shí)，由于電表內(nèi)阻的影響會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在誤差，以下哪種接法適用于測(cè)量阻值較大的電阻？（）A.電流表內(nèi)接法B.電流表外接法C.兩種接法均可D.兩種接法均不可26、在剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律有著重要的應(yīng)用。一個(gè)旋轉(zhuǎn)的飛輪，在不受外力矩作用時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量發(fā)生變化，角速度會(huì)怎樣相應(yīng)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(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比變化27、在研究物體的振動(dòng)時(shí)，阻尼振動(dòng)是一種常見(jiàn)的情況。一個(gè)做阻尼振動(dòng)的物體，其振幅逐漸減小。在阻尼振動(dòng)過(guò)程中，物體的周期和頻率會(huì)如何變化？（）A.周期不變，頻率不變B.周期不變，頻率減小C.周期增大，頻率減小D.周期減小，頻率增大28、對(duì)于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，以下哪種因素會(huì)影響半衰期的長(zhǎng)短？（）A.元素的化學(xué)狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.以上因素均不影響29、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)30、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對(duì)折后接入同一電源，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）熱力學(xué)中的熱擴(kuò)散現(xiàn)象在材料加工和熱傳遞中不可忽視，深入探討熱擴(kuò)散方程的推導(dǎo)、解的形式和在熱傳導(dǎo)問(wèn)題中的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的焦耳定律，探討其物理意義、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在電流熱效應(yīng)和能量轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述熱力學(xué)中的焦耳定律和熱功當(dāng)量，解釋其物理實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)關(guān)系，以及焦耳定律在熱學(xué)和能量轉(zhuǎn)化研究中的重要性和應(yīng)用。4、（本題5分）在量子力學(xué)的框架下，分析薛定諤方程的物理意義、數(shù)學(xué)形式以及其在描述微觀粒子狀態(tài)和求解量子力學(xué)問(wèn)題中的重要性和應(yīng)用方法。5、（本題5分）深入研究量子力學(xué)中波粒二象性的概念，解釋其對(duì)微觀世界粒子行為的描述以及在現(xiàn)代物理學(xué)中的重要應(yīng)用。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析波動(dòng)光學(xué)中的光的干涉和衍射的實(shí)驗(yàn)方法，探討光的干涉和衍射在光學(xué)研究中的應(yīng)用。2、（本題5分）簡(jiǎn)述量子力學(xué)中的量子糾錯(cuò)碼的概念及原理，分析量子糾錯(cuò)碼在量子計(jì)算中的重要性。3、（本題5分）在光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象在很多情況下都會(huì)出現(xiàn)。請(qǐng)解釋光的衍射產(chǎn)生的原因，并比較單縫衍射和