蘇州大學(xué)《原子物理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁蘇州大學(xué)《原子物理》

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、在量子場論的初步介紹中，關(guān)于場的量子化和粒子的產(chǎn)生與湮滅，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.量子場論認(rèn)為場是連續(xù)的，不存在粒子的產(chǎn)生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產(chǎn)生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進(jìn)行量子化處理，成功解釋了粒子的產(chǎn)生與湮滅現(xiàn)象，并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符D.粒子的產(chǎn)生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響2、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中，W表示外界對系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能3、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。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像4、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過程，以下哪個(gè)物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強(qiáng)D.熵5、在光學(xué)的折射定律中，當(dāng)光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時(shí)，入射角i和折射角r滿足什么關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr6、關(guān)于萬有引力定律，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)7、在磁場對電流的作用中，對于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計(jì)算，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導(dǎo)線長度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)B.安培力的方向用左手定則判斷C.當(dāng)載流導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積8、在電磁學(xué)中，對于一個(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9、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，對于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念和計(jì)算，以及角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用條件和結(jié)果，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)B.質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大C.角動(dòng)量守恒定律只適用于合外力矩為零的情況D.系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量改變時(shí)，角動(dòng)量一定改變10、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)與光的波長無關(guān)11、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個(gè)原子中，不能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具有完全相同的量子態(tài)。那么在一個(gè)原子的同一軌道上，最多能容納幾個(gè)電子？（）A.1B.2C.3D.412、關(guān)于光學(xué)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(huì)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(huì)13、在量子力學(xué)中，對于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其歸一化條件的物理意義是什么？（）A.保證波函數(shù)的連續(xù)性B.保證波函數(shù)的單值性C.表示粒子在空間出現(xiàn)的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒14、在量子物理中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動(dòng)性和粒子性的關(guān)系，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動(dòng)性和粒子性不能同時(shí)表現(xiàn)出來C.波動(dòng)性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時(shí)考慮波動(dòng)性和粒子性15、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個(gè)過程吸收的熱量更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類16、在電磁學(xué)中，一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框，在勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框轉(zhuǎn)動(dòng)平面與磁場方向垂直，那么線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω17、在光的衍射現(xiàn)象中，衍射條紋的寬度與波長、障礙物尺寸等因素有關(guān)。一束波長為λ的光通過一個(gè)寬度為a的狹縫發(fā)生衍射，若波長增大到2λ，其他條件不變，衍射條紋的寬度會(huì)如何變化？（）A.寬度不變B.寬度增大到原來的2倍C.寬度增大到原來的4倍D.寬度減小到原來的一半18、在研究簡諧振動(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)19、在研究光的折射時(shí)，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率20、在機(jī)械波的學(xué)習(xí)中，波的傳播特性需要深入理解。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示。已知波速為v，經(jīng)過時(shí)間t，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在量子物理中，解釋斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)的原理和意義？2、（本題5分）對于一個(gè)在勻強(qiáng)電場中做曲線運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，如何利用電場線和等勢面來分析粒子的受力和運(yùn)動(dòng)軌跡？3、（本題5分）分析熱力學(xué)中的熱機(jī)效率的計(jì)算方法及影響因素，探討熱機(jī)效率在熱力學(xué)中的重要意義。4、（本題5分）在研究簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，說明回復(fù)力的特點(diǎn)及其與位移之間的關(guān)系，并解釋為什么簡諧運(yùn)動(dòng)具有周期性和對稱性。5、（本題5分）闡述量子力學(xué)中的不確定性原理，即不能同時(shí)精確測量粒子的位置和動(dòng)量。并說明其對微觀世界認(rèn)識(shí)的影響。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹，體積由V1增大到V2。已知該氣體的比熱容比為γ，求氣體內(nèi)能的變化和溫度的變化。2、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過程，其中1-2為等壓過程，2-3為絕熱過程，3-1為等溫過程。已知1點(diǎn)狀態(tài)參量為P1、V1、T1，2點(diǎn)狀態(tài)參量為P2、V2、T2，3點(diǎn)狀態(tài)參量為P3、V3、T3。求該循環(huán)的效率。3、（本題5分）一質(zhì)量為5kg的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平向右的力F的作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系為F=10t（N），t從0到5s。求5s內(nèi)物體的速度變化量以及此時(shí)物體的速度大小。4、（本題5分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體，電荷量為Q，計(jì)算球體內(nèi)外的電場強(qiáng)度分布。5、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的物體在一個(gè)豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，繩子的一端固定在圓心，另一端連接物體。在最低點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力為T1，物體的速度為v1。已知物體質(zhì)量m、拉力T1和速度v1，求物體在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力T2和速度v2。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述熱力