吉林大學《量子力學ⅡA》2021-2022學年第一學期期末試卷

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2021-2022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批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、在狹義相對論中，長度收縮和時間膨脹效應是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關于長度收縮和時間膨脹的描述，不準確的是？（）A.運動的物體在運動方向上長度會收縮B.運動的時鐘會變慢，即時間膨脹C.長度收縮和時間膨脹效應只在接近光速時才明顯D.長度收縮和時間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系2、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3、關于簡諧振動，對于一個水平彈簧振子的運動，以下關于振幅、周期、頻率和相位等物理量的意義和變化規(guī)律的敘述，錯誤的是（）A.振幅表示振子偏離平衡位置的最大距離B.周期和頻率只與振子的質量和彈簧的勁度系數有關C.相位描述振子在不同時刻的運動狀態(tài)D.振子通過平衡位置時，速度最大，加速度為零4、在振動學中，簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關于簡諧振動的特征，不正確的是？（）A.回復力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關C.振動的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動一定是等幅振動，不存在阻尼5、在量子力學的范疇內，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數滿足一定的方程。若已知粒子的勢能函數為U(x)，且在某一區(qū)域內U(x)=0，那么在此區(qū)域內粒子的波函數滿足怎樣的方程？（）A.波動方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程6、在近代物理中，盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型。在實驗中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他條件不變，那么散射角大于90度的α粒子數會如何變化？（）A.增多B.減少C.不變D.無法確定7、在量子力學的范疇內，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時間改變，以下哪種說法能準確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動量能同時確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運動狀態(tài)是不確定的8、在光學的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°9、對于磁場的安培環(huán)路定理，以下關于其內容和應用中的注意事項，哪一個是準確的？（）A.安培環(huán)路定理指出，在穩(wěn)恒磁場中，磁感應強度沿任何閉合回路的線積分等于穿過該回路所包圍面積的電流代數和的μ0倍，但該定理不能用于求解非對稱電流分布產生的磁場B.安培環(huán)路定理適用于任何磁場，只要知道回路所包圍的電流，就可以直接求出磁感應強度C.應用安培環(huán)路定理時，不需要考慮磁場的對稱性和電流的分布情況D.安培環(huán)路定理中的電流必須是傳導電流，不包括位移電流10、對于固體物理的知識，以下關于晶體結構和晶格振動的特點，哪一項是正確的？（）A.晶體具有規(guī)則的周期性結構，晶格振動對晶體的熱學性質沒有影響B(tài).晶體中的原子或分子在空間呈無序排列，晶格振動的頻率與晶體的彈性常數無關C.晶體結構的類型眾多，晶格振動會導致晶體產生熱膨脹和熱傳導等現(xiàn)象D.晶格振動只在高溫下對晶體的性質有作用，在低溫時可以忽略不計11、在相對論中，時間膨脹效應表明運動的時鐘會變慢。如果一個飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測量飛船上的時間流逝速度與地球上的時間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/512、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13、在光學的折射定律中，當光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角i和折射角r滿足什么關系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr14、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，洛倫茲力起著決定性作用。一個帶電量為q、質量為m的粒子，以速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，做勻速圓周運動。若粒子的速度增大到2v，圓周運動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半15、在光學的成像問題中，凸透鏡成像具有多種情況。當物體位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時，所成的像是怎樣的？（）A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像16、在電磁學的知識體系中，法拉第電磁感應定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質。一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，會產生感應電動勢。如果磁通量在極短時間內從Φ1變化到Φ2，以下哪個表達式能正確計算感應電動勢的大??？（）A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t17、在熱力學第一定律的應用中，一定量的理想氣體經歷絕熱過程。在此過程中，氣體對外做功，其內能會發(fā)生怎樣的變化？（）A.內能增加B.內能不變C.內能減小D.內能的變化取決于氣體的種類18、在熱力學第一定律的應用中，對于絕熱過程，以下關于其特點的描述，不正確的是？（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.絕熱膨脹時，系統(tǒng)內能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時，系統(tǒng)內能增加，溫度升高D.絕熱過程中，系統(tǒng)對外做功等于內能的減少量19、在電場的研究中，一個點電荷在空間中產生電場。若在該點電荷附近放置一個試探電荷，以下關于試探電荷所受電場力的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.電場力的大小與試探電荷的電量成正比B.電場力的方向與電場強度的方向相同C.電場力的大小與點電荷和試探電荷之間的距離的平方成反比D.電場力對試探電荷做功與路徑無關20、在波動學中，波的疊加原理指出，幾列波在同一介質中傳播時會相互疊加。兩列頻率相同、振幅相等、振動方向相同的波在相遇區(qū)域會形成什么現(xiàn)象？（）A.干涉B.衍射C.折射D.反射二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）請詳細闡述狹義相對論中的相對論動量守恒和能量守恒，推導其數學表達式，解釋其與經典動量和能量守恒的區(qū)別，并舉例說明其在高能物理中的應用。2、（本題5分）對于一個在豎直方向上做振動的彈簧振子，已知彈簧的彈性系數和振子的質量，如何分析振子在不同位置的速度、加速度和勢能？3、（本題5分）在研究物體的平拋運動時，已知物體的初速度、拋出點高度和水平位移，如何通過這些數據計算物體在空中運動的時間以及落地時的速度大小和方向？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一均勻帶電圓環(huán)，半徑為R，電荷線密度為λ，軸線上一點P到圓心的距離為x。求P點的電場強度和電勢。2、（本題5分）在一個電容器中，兩極板間的距離為d，面積為S，中間充滿相對介電常數為εr的電介質。求電容器的電容，并計算當兩極板間加上電壓U時，電容器儲存的電場能量。3、（本題5分）一個熱機工作于溫度分別為T?和T?（T?>T?）的兩個熱源之間，熱機從高溫熱源吸收的熱量為Q?，對外做功為W。計算熱機向低溫熱源放出的熱量Q?和熱機的效率。4、（本題5分）一個邊長為a的正立方體，在其頂點放置電荷量為q的點電荷。計算立方體中心的電勢和電場強度。5、（本題5分）一個絕熱容器被隔板分成兩部分，左邊充滿理想氣體，壓強為P1，體積為V1，溫度為T