廣東培正學(xué)院《量子力學(xué)專題講座》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣東培正學(xué)院

《量子力學(xué)專題講座》2023-2024學(xué)年第二學(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15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在相對論力學(xué)中，對于物體的動(dòng)能和質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能表達(dá)式、質(zhì)能方程的意義和應(yīng)用的闡述，錯(cuò)誤的是（）A.高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能不再是經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式B.質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化C.質(zhì)能方程為核能的利用提供了理論基礎(chǔ)D.物體的速度越大，其動(dòng)能與經(jīng)典力學(xué)計(jì)算結(jié)果差異越小2、在牛頓力學(xué)的研究中，對于一個(gè)物體在光滑水平面上受到水平力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.物體的加速度與所受的力成正比B.力消失后，物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)C.物體的速度會(huì)一直線性增加D.物體的質(zhì)量越大，加速度越小3、在相對論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一（）4、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程。以下關(guān)于氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.壓強(qiáng)增大B.體積減小C.內(nèi)能不變D.內(nèi)能的變化與壓強(qiáng)的變化成正比5、在研究靜電平衡的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零。如果在導(dǎo)體內(nèi)部放入一個(gè)電荷，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對6、關(guān)于相對論性動(dòng)量和能量，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)量和能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動(dòng)量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動(dòng)量還與速度有關(guān)7、在量子物理的原子結(jié)構(gòu)模型中，對于玻爾模型和量子力學(xué)模型的區(qū)別與聯(lián)系，以下關(guān)于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準(zhǔn)確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學(xué)模型中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用波函數(shù)描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D.電子躍遷會(huì)吸收或放出特定頻率的光子8、在研究帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，它將做什么運(yùn)動(dòng)？（）A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.平拋運(yùn)動(dòng)9、在研究磁場對電流的作用時(shí)，安培力的大小可以用公式F=BIL計(jì)算。如果電流方向與磁場方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設(shè)B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F10、關(guān)于相對論性質(zhì)量，當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其質(zhì)量會(huì)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11、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對于一根兩端固定的弦上產(chǎn)生的駐波，其波長與弦長之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.波長等于弦長的整數(shù)倍B.波長等于弦長的半整數(shù)倍C.波長與弦長無關(guān)D.波長是弦長的兩倍12、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(yàn)方法以及偏振光的應(yīng)用，表述錯(cuò)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(dòng)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(yàn)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13、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。對于一個(gè)質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR214、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會(huì)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(qiáng)會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小15、在光學(xué)的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中，光源的相干性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有重要影響。以下關(guān)于光源相干性的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.相干性好的光源可以產(chǎn)生清晰的干涉和衍射條紋B.普通光源的相干性較差，因?yàn)槠浒l(fā)光是隨機(jī)的C.激光具有很好的相干性，適用于高精度的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)D.光源的相干性只與光源的波長有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說明理想氣體狀態(tài)方程的表達(dá)式及各物理量的含義，分析其在氣體性質(zhì)研究中的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述熱力學(xué)過程中的功、熱量和內(nèi)能的變化關(guān)系，分析其在熱力學(xué)分析中的重要性。3、（本題5分）在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。請推導(dǎo)薄透鏡成像公式，并說明凸透鏡和凹透鏡成像的特點(diǎn)及區(qū)別？4、（本題5分）光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。請解釋光的偏振原理，說明如何產(chǎn)生和檢測偏振光，并舉例說明其在通信和光學(xué)儀器中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入研究量子力學(xué)中波粒二象性的概念，解釋其對微觀世界粒子行為的描述以及在現(xiàn)代物理學(xué)中的重要應(yīng)用。2、（本題5分）電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中的重要內(nèi)容，探討其發(fā)現(xiàn)過程、規(guī)律和產(chǎn)生條件，論述電磁感應(yīng)在發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備中的應(yīng)用和原理。3、（本題5分）在流體力學(xué)中，分析渦旋的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)和演化，論述渦旋的物理特性、數(shù)學(xué)描述，以及渦旋在流體流動(dòng)和湍流研究中的作用和應(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(jī)制、分類和在通信、光學(xué)材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。5、（本題5分）波動(dòng)光學(xué)中的多光束干涉現(xiàn)象在干涉儀和高分辨率光譜學(xué)中有重要應(yīng)用，分析多光束干涉的原理、特點(diǎn)和計(jì)算方法，論述其實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢和局限性。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹，體積由V1增大到V2，已知?dú)怏w的初始溫度為T1，比熱容比為γ。計(jì)算氣體膨脹后的溫度。2、（本題10分）一電子在均勻電場和均勻磁場中運(yùn)動(dòng)，電場強(qiáng)度為E，磁場強(qiáng)度為B，電子的初速度為v0。計(jì)算電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，并討論在不同條件下運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。3、（