青海師范大學《量子力學》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁青海師范大學

《量子力學》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在相對論中，考慮兩個相對運動的慣性系S和S'，在S系中同時發(fā)生的兩個事件，在S'系中觀測可能不同時發(fā)生。以下關于這種時間相對性的解釋，哪一項是不正確的？（）A.時間的相對性是由光速不變原理導致的B.可以通過洛倫茲變換來計算時間的差異C.這種時間差異只在高速運動時才明顯D.時間的相對性與觀察者的位置無關2、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3、在相對論中，質能方程E=mc2揭示了質量和能量的等價性。當一個物體的速度接近光速時，其動能的增加與速度的關系是怎樣的？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能的增加變得越來越困難D.動能的增加變得越來越容易4、在相對論的框架下，對于高速運動物體的長度收縮和時間膨脹現象，以下關于其產生條件和影響因素的描述，不準確的是（）A.物體運動速度越快，長度收縮越明顯B.時間膨脹只在接近光速時才顯著C.長度收縮和時間膨脹與觀察者的參考系有關D.對于低速運動物體，長度收縮和時間膨脹可以忽略不計5、在波動光學的干涉和衍射實驗中，對于楊氏雙縫干涉實驗和夫瑯禾費單縫衍射實驗的裝置、條紋特點和物理意義，以下描述錯誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實驗中條紋等間距B.夫瑯禾費單縫衍射實驗中中央亮紋最寬C.兩個實驗都證明了光的波動性D.干涉和衍射現象不能同時發(fā)生6、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(tǒng)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(tǒng)誤差具有確定性和重復性B.偶然誤差服從正態(tài)分布C.多次測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7、在相對論中，長度收縮效應是指物體沿運動方向的長度會變短。一個長度為L0的物體，在相對觀察者以速度v運動時，觀察者測得的長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無法確定8、在熱力學第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的?？藙谛匏贡硎鲋赋?，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。那么，要實現熱量從低溫物體傳到高溫物體，必須滿足什么條件？（）A.消耗外部能量B.改變物體的性質C.等待足夠長的時間D.以上都不對9、在電磁學中，磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關于洛倫茲力的特點，不準確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向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.電荷在磁場中運動時一定受到洛倫茲力10、在狹義相對論中，時間膨脹效應會導致高速運動的時鐘走得比靜止時鐘慢。如果一個飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測到飛船上的時間流逝與地球上的時間流逝相比如何？（）A.飛船上的時間流逝更慢B.飛船上的時間流逝更快C.兩者時間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向11、在波動光學中，薄膜干涉是一種常見的現象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發(fā)生干涉現象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定12、在機械波的學習中，波的傳播特性需要深入理解。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t=0時刻的波形如圖所示。已知波速為v，經過時間t，x=2m處的質點第一次到達波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v13、在相對論中，質能方程E=mc2揭示了質量和能量的等價性。一個物體的靜止質量為m0，以速度v運動時，其動能為Ek。若速度增大到2v，動能會如何變化？（）A.動能增大到原來的2倍B.動能增大到原來的4倍C.動能增大到原來的8倍D.動能增大到原來的16倍14、在物理光學中，對于光的衍射現象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現象的應用的描述，錯誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長相當或更小時發(fā)生明顯衍射C.光的衍射現象證明了光具有波動性D.衍射現象在光學儀器的分辨率提高方面沒有作用15、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.先增大后減小二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在研究光的全反射現象時，說明發(fā)生全反射的條件和臨界角的計算方法，并舉例說明其在光纖通信中的應用。2、（本題5分）在量子物理中，解釋量子霍爾效應的原理和應用？3、（本題5分）在光學中，解釋光的色散現象的物理原因，并討論在什么情況下光的色散現象會比較明顯？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述熱力學中的焦耳定律，探討其物理意義、數學表達式以及在電流熱效應和能量轉化中的應用。2、（本題5分）詳細探討光的散射現象，分析其物理機制、分類和在大氣光學、材料科學等領域的應用。3、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論多普勒效應，解釋其物理意義、數學推導和在天文學、光譜學中的應用。4、（本題5分）論述相對論性力學中質量與能量的關系，探討其對核能開發(fā)和利用的影響。5、（本題5分）分析量子力學中的散射理論，論述散射截面的計算方法、物理意義，以及散射理論在原子分子碰撞和核物理中的應用和實驗研究。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一電子在均勻電場和均勻磁場中運動，電場強度為E，磁場強度為B，電子的初速度為v0。計算電子的運動軌跡，并討論在不同條件下運動的特點。2、（本題10分）在一個RLC串聯電路中，電