廣州新華學院《量子力學（Ⅱ）》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頁廣州新華學院

《量子力學（Ⅱ）》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、在研究靜電場的高斯定理時，通過一個閉合曲面的電通量與曲面內包含的電荷量有什么關系？（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比2、對于自感現(xiàn)象，一個閉合回路中的電流發(fā)生變化時會產生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？（）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3、在電磁學領域，對于一個變化的磁場在其周圍空間產生的電場，以下關于該感應電場的性質和特點的說法，錯誤的是（）A.感應電場的電場線是閉合曲線B.感應電場的方向與磁場變化率的方向有關C.感應電場的強度與磁場變化的快慢成正比D.感應電場對處于其中的電荷不做功4、在相對論力學中，對于物體的動能和質能關系，以下關于高速運動物體的動能表達式、質能方程的意義和應用的闡述，錯誤的是（）A.高速運動物體的動能不再是經典力學中的表達式B.質能方程表明質量和能量可以相互轉化C.質能方程為核能的利用提供了理論基礎D.物體的速度越大，其動能與經典力學計算結果差異越小5、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處質點的振動位移y與哪些因素有關？（）A.只與t有關B.只與x有關C.與t和x都有關D.與t和x都無關6、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.波速由介質的性質決定B.對于同一列波，在不同介質中波速不同C.波的頻率越高，波速越大D.波速與波長和頻率無關7、在熱學中，熱傳遞的方式包括傳導、對流和輻射。一個高溫物體與低溫物體接觸，通過熱傳導進行熱量傳遞。若高溫物體與低溫物體的接觸面積增大一倍，熱傳導的速率會如何變化？（）A.速率不變B.速率增大一倍C.速率增大兩倍D.速率增大四倍8、在波動光學的領域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時保持其他條件不變。以下關于干涉條紋間距的變化，哪一項分析是不正確的？（）A.條紋間距會變小，因為雙縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強度無關9、在熱力學的研究中，一定質量的理想氣體經歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內能、溫度和壓強都發(fā)生了變化。以下關于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）A.氣體內能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內能減小C.壓強減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內能的減少量10、在電磁感應中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉動，產生的感應電動勢的大小與以下哪個因素無關？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應強度C.線圈轉動的角速度D.線圈的電阻11、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質量為m的衛(wèi)星繞質量為M的地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/412、在熱力學中，熵是一個反映系統(tǒng)混亂程度的熱力學量。對于一個絕熱不可逆過程，系統(tǒng)的熵是如何變化的？（）A.不變B.減小C.增大D.可能增大也可能減小13、在靜電場中，電勢是描述電場能的性質的物理量。對于一個點電荷產生的電場，距離點電荷越遠，電勢如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低14、對于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，以下哪種因素會影響半衰期的長短？（）A.元素的化學狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內部結構D.以上因素均不影響15、在波動光學中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當一束光通過一個狹縫時，會在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）請詳細闡述狹義相對論中的洛倫茲速度變換，推導其數(shù)學表達式，解釋其與伽利略速度變換的區(qū)別，并舉例說明其在高速運動物體速度計算中的應用。2、（本題5分）在光的衍射實驗中，單縫衍射和圓孔衍射的條紋特點有何不同？從衍射原理的角度進行詳細解釋。3、（本題5分）闡述在量子力學中波函數(shù)的歸一化條件，說明其物理意義和在計算概率中的作用。4、（本題5分）在光學中，解釋光的色散現(xiàn)象的物理原因，并討論在什么情況下光的色散現(xiàn)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）深入探討量子力學中的斯特恩-蓋拉赫實驗，解釋其實驗現(xiàn)象、物理意義和對原子磁矩和空間量子化的驗證。2、（本題5分）電磁學中的磁滯現(xiàn)象在磁性材料中經常出現(xiàn)，探討磁滯回線的測量、磁滯損耗的計算和在電磁設備（如變壓器、電動機）中的影響。3、（本題5分）詳細研究波動光學中的光的衍射受限系統(tǒng)的分辨率計算和改進方法，探討其物理原理、數(shù)學模型和在光學成像、光刻技術中的應用。4、（本題5分）深入研究靜電場中的高斯定理在求解具有對稱性電場分布問題中的應用，舉例說明并分析解題思路和方法。5、（本題5分）從物理原理出發(fā)，探討等離子體的性質和行為，包括等離子體的組成、溫度和密度等參數(shù)，以及等離子體在核聚變、空間物理和工業(yè)應用中的重要性和面臨的挑戰(zhàn)。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個半徑為R的均勻帶電球體，電荷體密度為ρ。在球內距球心r處挖去一個半徑為r?（r?<r）的小球體，計算剩余部分的電場強度和電勢。2、（本題10分）一絕熱容器內有兩個絕熱的活塞，將容器分為三部分，體積分別為V1、V2、V3，壓強分別為P1、P2、P3，溫度分別為T1、T2、T3。移除中間的活塞，計算最終的壓強和溫度，并分