吉首大學(xué)《量子力學(xué)A》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)吉首大學(xué)《量子力學(xué)A》

2021-2022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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)匝數(shù)為N、面積為S的線(xiàn)圈在均勻磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω22、對(duì)于近代物理實(shí)驗(yàn)中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實(shí)驗(yàn)規(guī)律和愛(ài)因斯坦光電方程的解釋?zhuān)囊豁?xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，愛(ài)因斯坦光電方程無(wú)法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時(shí)發(fā)射等，愛(ài)因斯坦光電方程成功地解釋了這些規(guī)律，指出光具有粒子性C.光電效應(yīng)表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強(qiáng)度和頻率都成正比D.愛(ài)因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應(yīng)的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進(jìn)一步修正3、在光學(xué)部分，光的折射現(xiàn)象是重要的知識(shí)點(diǎn)。一束光線(xiàn)從空氣斜射入水中，入射角為i，折射角為r。若光線(xiàn)在水中的傳播速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，入射角不變，此時(shí)折射角會(huì)如何變化？（）A.折射角增大B.折射角減小C.折射角不變D.無(wú)法確定4、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來(lái)的2倍C.水平位移增大到原來(lái)的4倍D.水平位移減小到原來(lái)的一半5、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。對(duì)于一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)，通有電流I，距離導(dǎo)線(xiàn)為r處一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與I和r有關(guān)B.只與I、r和L有關(guān)C.與I、r、L以及導(dǎo)線(xiàn)的形狀有關(guān)D.與I、r、L、導(dǎo)線(xiàn)的形狀以及周?chē)橘|(zhì)有關(guān)6、在電磁學(xué)的電磁波部分，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對(duì)于一個(gè)頻率為f的電磁波，其波長(zhǎng)λ與頻率f的關(guān)系是怎樣的？（）A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f7、在剛體力學(xué)中，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，以及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，以下說(shuō)法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動(dòng)C.只有保守力做功時(shí)，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無(wú)關(guān)8、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著重要的應(yīng)用。假設(shè)一定量的理想氣體在初始狀態(tài)時(shí)，壓強(qiáng)為P1，體積為V1，溫度為T(mén)1，經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程后，壓強(qiáng)變?yōu)镻2，體積變?yōu)閂2，溫度變?yōu)門(mén)2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2與T1的比值是多少？（）A.2B.4C.8D.169、在波動(dòng)學(xué)中，一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，其波速為v，波長(zhǎng)為λ，周期為T(mén)。某一時(shí)刻的波形圖如圖所示。以下關(guān)于經(jīng)過(guò)時(shí)間t后波形的移動(dòng)距離，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.移動(dòng)距離為vtB.當(dāng)t=nT（n為整數(shù)）時(shí)，波形不變C.移動(dòng)距離與波長(zhǎng)和周期無(wú)關(guān)D.可以通過(guò)波速和時(shí)間的乘積計(jì)算移動(dòng)距離10、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.1211、在磁場(chǎng)中，安培環(huán)路定理可以用來(lái)計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度。以下關(guān)于安培環(huán)路定理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.要求磁場(chǎng)具有高度的對(duì)稱(chēng)性B.閉合回路必須選取在磁場(chǎng)為零的區(qū)域C.可以用于計(jì)算無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度D.對(duì)于非對(duì)稱(chēng)的磁場(chǎng)分布，不能直接應(yīng)用安培環(huán)路定理12、在光學(xué)的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線(xiàn)以入射角i照射到平面鏡上，反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°13、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，角速度為ω。若對(duì)剛體施加一個(gè)恒定的合外力矩M，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項(xiàng)表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無(wú)關(guān)14、關(guān)于相對(duì)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15、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過(guò)程，以下哪個(gè)物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強(qiáng)D.熵16、在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量水平位移和豎直位移來(lái)計(jì)算初速度。如果實(shí)驗(yàn)中忽略了空氣阻力的影響，實(shí)際測(cè)量的初速度會(huì)比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無(wú)法確定17、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對(duì)折后接入同一電源，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q18、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19、在相對(duì)論的理論框架下，時(shí)間和空間的概念發(fā)生了深刻的變化。一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其長(zhǎng)度會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生收縮。如果一個(gè)靜止時(shí)長(zhǎng)為L(zhǎng)0的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長(zhǎng)度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)20、在熱力學(xué)第二定律中，指出了熱傳導(dǎo)過(guò)程的方向性。從高溫物體向低溫物體傳熱是自發(fā)的，那么反過(guò)來(lái)，從低溫物體向高溫物體傳熱是否可能自發(fā)進(jìn)行？（）A.可能B.不可能C.在一定條件下可能D.無(wú)法確定21、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其滿(mǎn)足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過(guò)程通常需要特定的邊界條件C.對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對(duì)論情況22、在波動(dòng)光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見(jiàn)的。當(dāng)一束光通過(guò)一個(gè)狹縫時(shí)，會(huì)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(huì)怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄23、在剛體力學(xué)中，一均勻細(xì)棒可繞通過(guò)其一端的光滑固定軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)棒從水平位置自由下擺到豎直位置的過(guò)程中，其角速度和角加速度如何變化？（）A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度減小C.角速度減小，角加速度減小D.角速度減小，角加速度增大24、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著廣泛的應(yīng)用。一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強(qiáng)為P1、體積為V1、溫度為T(mén)1，經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程，體積變?yōu)?V1，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻2。若該過(guò)程為等溫過(guò)程，氣體的壓強(qiáng)又會(huì)變?yōu)槎嗌?？（）A.P1/2B.2P1C.P1D.P1/425、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)?？（）A.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(méi)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(wú)法統(tǒng)一解釋微觀粒子的行為26、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數(shù)）。以下關(guān)于電子軌道能量的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關(guān)B.可以通過(guò)庫(kù)侖定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質(zhì)量無(wú)關(guān)27、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功有關(guān)。一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，粒子的電勢(shì)能會(huì)如何變化？（）A.電勢(shì)能增大B.電勢(shì)能減小C.電勢(shì)能不變D.先增大后減小28、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)逐個(gè)發(fā)射電子時(shí)，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個(gè)電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動(dòng)性D.干涉條紋的位置和強(qiáng)度與電子的發(fā)射時(shí)間有關(guān)29、在研究電阻的串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)，總電阻的計(jì)算方法不同。有三個(gè)電阻R1、R2、R3，分別為2Ω、3Ω、4Ω，將它們并聯(lián)，總電阻為多少？（）A.9/11ΩB.12/11ΩC.13/11ΩD.1Ω30、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T(mén)，經(jīng)過(guò)時(shí)間2T后，未衰變的原子核數(shù)目占原原子核數(shù)目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波在介質(zhì)中的傳播特性與介質(zhì)的電磁參數(shù)有關(guān)，分析電磁波在不同介質(zhì)（如電介質(zhì)、磁介質(zhì)）中的傳播規(guī)律、折射和反射現(xiàn)象，以及在光學(xué)材料和電磁屏蔽中的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的法拉第電磁感應(yīng)定律，解釋其物理意義、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用和實(shí)際例子。3、（本題5分）分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理及其在現(xiàn)代科技中的重要應(yīng)用，如發(fā)電機(jī)、變壓器等，闡述其工作機(jī)制。4、（本題5分）深入探討量子力學(xué)中的量子阱和超晶格的結(jié)構(gòu)和特性，解釋其物理原理、電子態(tài)和在半導(dǎo)體光電器件中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的關(guān)系，探討其定義、轉(zhuǎn)換公式和在熱力學(xué)計(jì)算和溫度測(cè)量中的應(yīng)用。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在研究靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體時(shí)，靜電平衡是一個(gè)重要的概念。請(qǐng)解釋靜電平衡的條件和性質(zhì)，說(shuō)明處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)和電荷分布的特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明其在靜電屏蔽中的應(yīng)用。2、（本題5分）隨著超導(dǎo)現(xiàn)象的研究進(jìn)展，探討超導(dǎo)材料的特性（如零電阻、邁斯納效應(yīng)）、微觀機(jī)制和在能源傳輸、磁懸浮等方面的應(yīng)用前景。3、（本題5分）結(jié)合電磁學(xué)中的安培環(huán)路定理，解釋其數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義，推導(dǎo)在計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度中的應(yīng)用實(shí)例。4、（本題5分）在研究熱傳遞過(guò)程時(shí)，熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射是三種主要方式。請(qǐng)分別闡述這三種熱傳遞方式的