長(zhǎng)春大學(xué)《原子物理學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《原子物理學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、對(duì)于量子力學(xué)的基本概念，以下關(guān)于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.波粒二象性指出微觀粒子有時(shí)表現(xiàn)為粒子，有時(shí)表現(xiàn)為波，不確定性原理則限制了我們同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量B.波粒二象性意味著微觀粒子既是粒子又是波，不確定性原理表明我們可以同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量，但測(cè)量精度有限C.波粒二象性和不確定性原理只適用于微觀世界，對(duì)宏觀物體沒有任何意義D.微觀粒子的波粒二象性和不確定性原理是相互矛盾的，無法統(tǒng)一解釋微觀粒子的行為2、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)能是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于電勢(shì)能的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.電勢(shì)能是相對(duì)的，其值取決于零勢(shì)能點(diǎn)的選擇B.正電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能越大C.負(fù)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越大D.電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與其電荷量的比值就是該點(diǎn)的電勢(shì)3、在波動(dòng)方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關(guān)于邊界條件的類型，不準(zhǔn)確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無限大邊界條件4、在研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無關(guān)5、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對(duì)位置、匝數(shù)以及周圍介質(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比6、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長(zhǎng)無關(guān)7、在電磁學(xué)中，對(duì)于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)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(xiàng)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(shí)，電容減小會(huì)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8、在研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為x=3t，y=4t2，t為時(shí)間。則該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小是多少？（）A.3B.4C.8D.129、在靜電學(xué)的知識(shí)體系中，庫(kù)侖定律描述了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力。有兩個(gè)電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷，距離為r，它們之間的庫(kù)侖力大小如何計(jì)算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r210、對(duì)于自感現(xiàn)象，一個(gè)閉合回路中的電流發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，以下哪種情況會(huì)使自感電動(dòng)勢(shì)增大？（）A.電流變化率增大B.線圈匝數(shù)減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大11、在光學(xué)的折射定律中，對(duì)于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)的折射情況，以下關(guān)于入射角和折射角的正弦值之比與介質(zhì)折射率的關(guān)系，描述不準(zhǔn)確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的相對(duì)折射率B.折射率大的介質(zhì)中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)D.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的折射率相同12、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強(qiáng)的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強(qiáng)成正比13、在電場(chǎng)的高斯定理的理解中，關(guān)于其表述和適用條件，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電場(chǎng)的高斯定理表明，通過任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場(chǎng)B.高斯定理適用于任何電場(chǎng)，包括變化的電場(chǎng)，但對(duì)于非對(duì)稱的電場(chǎng)，應(yīng)用高斯定理求解電場(chǎng)強(qiáng)度比較困難C.電場(chǎng)的高斯定理可以直接求出任意電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，不需要考慮電場(chǎng)的對(duì)稱性D.高斯定理只適用于均勻電場(chǎng)，對(duì)于非均勻電場(chǎng)無法應(yīng)用14、在光學(xué)的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)具有重要意義。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長(zhǎng)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(guān)系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D15、在研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，回復(fù)力的特點(diǎn)需要明確。一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向相反。當(dāng)位移為最大位移的一半時(shí)，回復(fù)力的大小是最大回復(fù)力的多少倍？（）A.1/2B.√2/2C.1/√2D.1/416、在電磁學(xué)的知識(shí)體系中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)。一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果磁通量在極短時(shí)間內(nèi)從Φ1變化到Φ2，以下哪個(gè)表達(dá)式能正確計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??？（）A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t17、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，劈尖干涉可以用來測(cè)量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長(zhǎng)為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對(duì)應(yīng)的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ18、在電磁感應(yīng)的現(xiàn)象研究中，關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的內(nèi)涵及應(yīng)用，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.法拉第電磁感應(yīng)定律指出，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應(yīng)電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應(yīng)定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對(duì)于復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象無法給出準(zhǔn)確的電流方向判斷C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向只由法拉第電磁感應(yīng)定律決定，楞次定律沒有實(shí)際作用D.法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律都是經(jīng)驗(yàn)定律，缺乏理論基礎(chǔ)和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)19、在相對(duì)論中，質(zhì)速關(guān)系表明物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增加。以下關(guān)于質(zhì)速關(guān)系的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，其質(zhì)量會(huì)趨于無窮大B.質(zhì)速關(guān)系是狹義相對(duì)論的重要推論之一C.質(zhì)速關(guān)系說明在低速情況下，經(jīng)典力學(xué)的質(zhì)量概念仍然適用D.物體的質(zhì)量增加是由于其動(dòng)能的增加導(dǎo)致的20、在波動(dòng)方程中，波速、波長(zhǎng)和頻率之間存在著一定的關(guān)系。以下關(guān)于波速的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定B.對(duì)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(zhǎng)和頻率無關(guān)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)中的卡諾定理，解釋其內(nèi)容和物理意義，推導(dǎo)卡諾熱機(jī)效率的表達(dá)式，并舉例說明其在熱機(jī)性能評(píng)估中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論中，討論相對(duì)論對(duì)牛頓萬有引力定律的修正和發(fā)展？3、（本題5分）簡(jiǎn)述光的干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生條件及特點(diǎn)，舉例說明光的干涉在實(shí)際中的應(yīng)用。4、（本題5分）在電磁學(xué)中，位移電流的概念在麥克斯韋方程組中具有重要地位。請(qǐng)解釋位移電流的物理意義，并討論其與傳導(dǎo)電流的區(qū)別和聯(lián)系？5、（本題5分）在量子物理中，解釋量子點(diǎn)的物理特性和應(yīng)用？三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一束平行光垂直照射在一個(gè)半徑為r的圓孔上，在距離圓孔為L(zhǎng)的光屏上形成一個(gè)光斑。已知光的波長(zhǎng)為λ，計(jì)算光斑的半徑。2、（本題5分）一個(gè)理想變壓器，原線圈匝數(shù)為N1，副線圈匝數(shù)為N2，原線圈接在交流電源上，電壓的有效值為U1。副線圈接一個(gè)電阻為R的負(fù)載，計(jì)算原線圈中的電流I1。3、（本題5分）在一個(gè)光滑的斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從斜面頂端由靜止下滑，經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)斜面底端。已知斜面的傾角為θ，重力加速度為g。計(jì)算物體到達(dá)斜面底端時(shí)的速度和斜面的長(zhǎng)度。4、（本題5分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，縫到屏的距離為D，波長(zhǎng)為λ的單色光入射。若在其中一縫前放置一厚度為t、折射率為n的透明薄片，求此時(shí)中央明紋的位置移動(dòng)量。5、（本題5分）在真空中，一帶電荷量為+Q的點(diǎn)電荷固定在原點(diǎn)O，另一帶電荷量為-q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷繞O點(diǎn)做半徑為