西安電子科技大學《量子物理基礎(chǔ)》2022-2023學年第一學期期末試卷

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2022-2023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、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小2、在狹義相對論中，時間膨脹效應(yīng)會導(dǎo)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3、在電磁學中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導(dǎo)致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化4、關(guān)于光學的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，以下哪種因素會影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會5、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6、在熱力學過程中，可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否存在耗散。一個熱機經(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)7、在熱力學第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對氣體做功D.氣體對外界做功8、在量子力學中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)的基本方程。對于一個處于定態(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)的說法正確的是：（）A.定態(tài)時粒子的能量不隨時間變化B.定態(tài)時粒子的位置不隨時間變化C.定態(tài)時粒子的速度不隨時間變化D.以上說法都不正確9、在波動學中，多普勒效應(yīng)描述了波源和觀察者相對運動時頻率的變化。當波源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率會怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低10、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11、在電學實驗中，測量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測電阻的誤差分析，不準確的是？（）A.電流表內(nèi)接法適用于測量大電阻，誤差主要來自電壓表的分流B.電流表外接法適用于測量小電阻，誤差主要來自電流表的分壓C.無論采用哪種接法，測量值總是大于真實值D.合理選擇測量電路可以減小誤差12、在光學的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過光程差的計算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會導(dǎo)致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強度有關(guān)13、在波動學的研究中，機械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源的振動方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時刻，x處質(zhì)點的振動位移y與哪些因素有關(guān)？（）A.只與t有關(guān)B.只與x有關(guān)C.與t和x都有關(guān)D.與t和x都無關(guān)14、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于自然光、偏振光的產(chǎn)生和檢驗方法以及偏振光的應(yīng)用，表述錯誤的是（）A.自然光通過偏振片可以變成偏振光B.偏振光的振動方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)是固定的C.可以用偏振片檢驗光是否為偏振光D.光的偏振現(xiàn)象在通信領(lǐng)域沒有應(yīng)用15、關(guān)于光的色散現(xiàn)象，一束白光通過三棱鏡后會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.藍光D.紫光二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在研究剛體的轉(zhuǎn)動時，角動量守恒定律有著廣泛的應(yīng)用。請解釋角動量守恒定律的內(nèi)容和條件，說明其與動量守恒定律的區(qū)別，并舉例說明其在天體物理和機械運動中的應(yīng)用。2、（本題5分）在熱力學中，熱容量是描述物體吸收或放出熱量與溫度變化關(guān)系的物理量。請解釋定容熱容量和定壓熱容量的概念，推導(dǎo)它們的表達式，并討論在理想氣體情況下兩者的關(guān)系。3、（本題5分）隨著超導(dǎo)現(xiàn)象的研究進展，探討超導(dǎo)材料的特性（如零電阻、邁斯納效應(yīng)）、微觀機制和在能源傳輸、磁懸浮等方面的應(yīng)用前景。4、（本題5分）在光學中，解釋光的散射對光通信的影響？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在量子力學中，分析量子點的物理性質(zhì)和應(yīng)用，論述量子點的能級結(jié)構(gòu)、光學特性和在量子計算、發(fā)光器件中的應(yīng)用前景和研究進展。2、（本題5分）電磁學在現(xiàn)代科技中有著廣泛的應(yīng)用，請全面論述電磁波的產(chǎn)生、傳播特性以及在通信、醫(yī)療和雷達等領(lǐng)域中的具體應(yīng)用和原理。3、（本題5分）詳細探討光的康普頓散射，解釋其物理過程、實驗結(jié)果和對光的粒子性的進一步驗證，以及在材料分析和醫(yī)學中的應(yīng)用。4、（本題5分）深入探討光的偏振現(xiàn)象，闡述其產(chǎn)生機制、分類和在通信、光學材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。5、（本題5分）電動力學中的電磁波輻射理論對于天線設(shè)計和電磁輻射防護具有指導(dǎo)意義，分析電磁波輻射的條件、機制和輻射功率的計算方法。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上與一勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，彈簧的另一端固定。初始時刻物體位于平衡位置，以速度v0向右運動。求物體的運動方程和最大位移。2、（本題10分）一個質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射入木塊并留在其中。已知木塊與子彈的共同速度為v，求子彈射入木塊過程中系統(tǒng)損失的機械能。3、（本題10分）一個質(zhì)量為0.5kg