山東師范大學《物理學導論》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁山東師范大學《物理學導論》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在熱力學第一定律的應用中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱過程。在此過程中，氣體對外做功，其內(nèi)能會發(fā)生怎樣的變化？（）A.內(nèi)能增加B.內(nèi)能不變C.內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化取決于氣體的種類2、在光學的反射定律中，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°3、在量子力學的范疇內(nèi)，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時間改變，以下哪種說法能準確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動量能同時確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運動狀態(tài)是不確定的4、在量子力學中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。以下關于波函數(shù)的物理意義，不正確的是？（）A.波函數(shù)的模的平方表示粒子在空間某點出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)本身可以直接測量C.波函數(shù)滿足一定的邊界條件和歸一化條件D.波函數(shù)的相位具有重要的物理意義5、在振動的合成中，兩個同方向、同頻率的簡諧振動合成后的振動仍然是簡諧振動。以下關于合振動的特點，不正確的是？（）A.合振動的振幅等于分振動振幅之和B.合振動的初相位由分振動的初相位決定C.當分振動的相位差為零時，合振動的振幅最大D.當分振動的相位差為π時，合振動的振幅最小6、在熱力學中，理想氣體的絕熱過程是指沒有熱量交換的過程。在絕熱壓縮過程中，氣體的溫度會：（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定7、關于氣體分子運動論，對于理想氣體分子的速率分布規(guī)律，以下關于麥克斯韋速率分布函數(shù)的特點和意義的闡述，不正確的是（）A.麥克斯韋速率分布函數(shù)反映了氣體分子速率的分布情況B.溫度越高，氣體分子的平均速率越大C.最概然速率是指出現(xiàn)概率最大的速率D.氣體分子的速率可以無限大8、在光學的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實驗具有重要意義。在雙縫干涉實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D9、在相對論中，對于一個高速運動的物體，其質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當速度接近光速時，質(zhì)量的增加趨勢是怎樣的？（）A.質(zhì)量增加得越來越慢B.質(zhì)量增加得越來越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快，后增加得慢10、對于簡諧振動的能量，一個做簡諧振動的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當振幅增大時，以下哪個物理量也會增大？（）A.振動周期B.振動頻率C.振動速度的最大值D.振動的初相位11、在靜電場中，電勢能是一個重要的概念。以下關于電勢能的特點，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點的選擇B.正電荷在電場中電勢越高的地方電勢能越大C.負電荷在電場中電勢越低的地方電勢能越大D.電荷在電場中某點的電勢能與其電荷量的比值就是該點的電勢12、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無法比較13、在電磁學中，一個長直螺線管內(nèi)部的磁場均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長度，以下關于磁場強度的計算，哪一項是不準確的？（）A.磁場強度與電流成正比B.磁場強度與匝數(shù)成正比C.磁場強度與螺線管長度無關D.可以通過安培環(huán)路定理計算磁場強度14、在波動學中，機械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關于它們波速的比較，哪一項是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無法比較15、在量子力學的范疇中，考慮一個處于定態(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。以下關于概率密度的描述，哪一項是不正確的？（）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)的相位對概率密度沒有影響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量的時間無關二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在量子力學的隧道效應中，論述其物理機制、數(shù)學描述和在掃描隧道顯微鏡等領域的應用。2、（本題5分）在光學中，解釋幾何光學的基本定律及其適用范圍？3、（本題5分）隨著量子計算的發(fā)展，探討量子比特的概念、量子門操作和量子算法的原理，以及量子計算在解決特定問題中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。4、（本題5分）結合量子力學中的不確定性原理，解釋其物理內(nèi)涵，推導位置和動量、能量和時間的不確定關系，并舉例說明其應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析量子力學的基本原理和特點，如波粒二象性、不確定性原理等，討論其在微觀世界研究中的作用。2、（本題5分）分析量子力學中的泡利不相容原理的內(nèi)容及意義，討論其在原子結構和化學性質(zhì)中的應用。3、（本題5分）詳細研究波動光學中的阿貝成像原理和空間濾波，探討其物理概念、實驗方法和在光學信息處理、顯微鏡技術中的應用。4、（本題5分）熱力學系統(tǒng)的熵平衡方程用于分析系統(tǒng)的熵變化和熵流，探討熵平衡方程的推導、各項的物理意義以及在熱交換過程和熱工設備中的應用。5、（本題5分）分析量子場論的基本概念和方法，討論其在現(xiàn)代物理學中的重要地位。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在雙折射現(xiàn)象中，一束自然光以入射角i入射到方解石晶體表面，晶體的主折射率分別為no和ne。計算o光和e光的折射角，并分析在什么條件下兩束光的折射角相等。2、（本題10分）在一個由n個完全相同的電阻組成的串聯(lián)電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。已知電源電動勢、內(nèi)阻和電阻個數(shù)n，求通過每個電阻的電流和每個電阻兩端的電壓。3、（本題10分）在一個靜電場中，有一個電偶極子，電偶極矩為p。計算電偶