韶關學院《量子力學》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《量子力學》2021-2022學年第一學期期末試卷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、在相對論力學中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價性。當一個物體的速度為0.6c時，其動能與靜能的比值是多少？（）A.1/4B.1/2C.3/4D.4/92、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關。一個帶正電的粒子在電場中運動，電場力做正功，粒子的電勢能會如何變化？（）A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小3、在研究牛頓運動定律時，一個質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經(jīng)過時間t后，它的速度會發(fā)生怎樣的變化？（）A.速度不變B.速度增加Ft/mC.速度增加F/mtD.速度增加mFt4、關于熱力學第一定律，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時，以下關于內(nèi)能變化、外界做功和熱量傳遞的表述，不正確的是（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加C.系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化量等于外界做功的大小，與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關5、在電磁感應現(xiàn)象中，一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時會產(chǎn)生感應電動勢，以下哪種情況會導致磁通量發(fā)生變化？（）A.磁場強度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場強度改變C.磁場強度和回路面積同時改變D.以上情況均可6、在光學領域，光的干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動性的重要表現(xiàn)。對于楊氏雙縫干涉實驗，以下關于干涉條紋特點的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無關D.當雙縫間距減小時，條紋間距增大7、關于相對論性質(zhì)量，當一個物體的速度接近光速時，其質(zhì)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8、在波動學中，一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波速為v，波長為λ，周期為T。某一時刻的波形圖如圖所示。以下關于經(jīng)過時間t后波形的移動距離，哪一項計算是不準確的？（）A.移動距離為vtB.當t=nT（n為整數(shù)）時，波形不變C.移動距離與波長和周期無關D.可以通過波速和時間的乘積計算移動距離9、在研究簡諧運動的圖像時，圖像可以反映出振動的特征。一個簡諧運動的位移-時間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度10、關于相對論性動量和能量，當一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達式與經(jīng)典力學有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關11、在光學的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關系。以下關于斯涅爾定律的應用，不正確的是？（）A.可以用于計算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時，斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見光，對其他電磁波不適用12、在光學的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小13、在熱力學第三定律中，絕對零度不能達到。如果一個系統(tǒng)的溫度接近絕對零度，那么其熵會趨近于什么值？（）A.零B.正值C.負值D.無窮大14、在波動方程中，波速、波長和頻率之間存在著一定的關系。以下關于波速的決定因素，不準確的是？（）A.波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定B.對于同一列波，在不同介質(zhì)中波速不同C.波的頻率越高，波速越大D.波速與波長和頻率無關15、在電磁學中，位移電流的概念是由麥克斯韋提出的。對于一個充滿均勻電介質(zhì)的平行板電容器，在充電過程中，位移電流與傳導電流的大小關系是怎樣的？（）A.位移電流大于傳導電流B.位移電流小于傳導電流C.位移電流等于傳導電流D.兩者大小沒有固定關系二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在研究簡諧波的傳播時，說明波源的振動方程和波的傳播方程之間的關系，以及如何根據(jù)已知條件求出波的傳播方程。2、（本題5分）在電磁學中，磁場的高斯定理表明磁場是無源場。請解釋磁場高斯定理的內(nèi)容和物理意義，說明其與靜電場高斯定理的區(qū)別，并舉例說明其在計算磁場中的應用。3、（本題5分）在熱力學平衡態(tài)的概念中，論述其定義、條件和判斷方法，分析平衡態(tài)下系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)和微觀狀態(tài)分布。4、（本題5分）請詳細論述牛頓運動定律的內(nèi)容、適用范圍以及在解決實際力學問題中的應用，并舉例說明其局限性。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細研究波動光學中的牛頓環(huán)實驗，探討實驗原理、現(xiàn)象和結(jié)果，以及其對光的干涉和球面曲率測量的應用。2、（本題5分）深入探討狹義相對論中的洛倫茲變換，分析其數(shù)學推導、物理意義以及在不同慣性系之間物理量轉(zhuǎn)換中的應用。3、（本題5分）全面論述電磁學中的電磁波的群速度和相速度的概念，分析其物理意義、數(shù)學關系和在波導、光纖通信中的應用。4、（本題5分）波動光學中的光的散射現(xiàn)象在大氣光學和材料研究中具有重要意義，分析光散射的類型（如瑞利散射、米氏散射）、規(guī)律和影響因素，以及在天空顏色、激光粒度分析中的應用。5、（本題5分）分析熱力學第三定律的內(nèi)容及意義，探討其在低溫物理和材料科學中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在光滑的水平軌道上，有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的滑塊，中間用一根輕質(zhì)彈簧連接，彈簧的彈性系數(shù)為k?，F(xiàn)給m1一個初速度v0，求彈簧壓縮到最短時系統(tǒng)的動能損失和彈簧的最大彈性勢能。2、（本題10分）一粗細均勻的玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段長度為h的水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，氣體柱長度為L，大氣壓強為p0。現(xiàn)將玻璃管緩慢旋轉(zhuǎn)180°，使開口向下，求此時封閉氣體的壓強和長度。3、（本題10分）在盧瑟福散射實驗中，