西南交通大學(xué)《量子力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)西南交通大學(xué)

《量子力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在量子物理中，對(duì)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(lái)C.波動(dòng)性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對(duì)微觀粒子的描述需要同時(shí)考慮波動(dòng)性和粒子性2、關(guān)于光學(xué)的知識(shí)，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角為i，折射角為r，該介質(zhì)的折射率n應(yīng)該如何計(jì)算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi3、在相對(duì)論力學(xué)中，相對(duì)論動(dòng)量和相對(duì)論能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有所不同。以下關(guān)于相對(duì)論動(dòng)量和能量的關(guān)系，不準(zhǔn)確的是？（）A.相對(duì)論能量和相對(duì)論動(dòng)量滿足一定的關(guān)系式B.當(dāng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論動(dòng)量和能量近似等于經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式C.相對(duì)論能量總是大于相對(duì)論動(dòng)量D.相對(duì)論動(dòng)量和能量的表達(dá)式只適用于高速運(yùn)動(dòng)的粒子4、在電磁學(xué)領(lǐng)域，法拉第電磁感應(yīng)定律描述了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化之間的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)閉合線圈在均勻磁場(chǎng)中以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大一倍，而線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不變，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變5、對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量，一個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當(dāng)振幅增大時(shí)，以下哪個(gè)物理量也會(huì)增大？（）A.振動(dòng)周期B.振動(dòng)頻率C.振動(dòng)速度的最大值D.振動(dòng)的初相位6、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的物理量，以下哪種情況會(huì)使剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大？（）A.質(zhì)量分布靠近轉(zhuǎn)軸B.質(zhì)量分布遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸C.轉(zhuǎn)軸位置改變D.剛體的角速度增大7、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。對(duì)于垂直入射的光，要使某波長(zhǎng)的光在薄膜表面反射時(shí)產(chǎn)生相消干涉，薄膜的厚度應(yīng)該滿足什么條件？（）A.厚度為該波長(zhǎng)的四分之一B.厚度為該波長(zhǎng)的二分之一C.厚度為該波長(zhǎng)的整數(shù)倍D.厚度為該波長(zhǎng)的半整數(shù)倍8、在波動(dòng)方程的推導(dǎo)和應(yīng)用中，關(guān)于一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程及其解的物理意義，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程描述了波的傳播規(guī)律，其解表示了在不同位置和時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移，波速只與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)B.波動(dòng)方程的解只取決于波源的振動(dòng)情況，與介質(zhì)的性質(zhì)和傳播方向無(wú)關(guān)C.一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程可以用于描述任何形式的波，包括電磁波和機(jī)械波，其波速在不同介質(zhì)中相同D.波動(dòng)方程的推導(dǎo)基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，只適用于機(jī)械波，對(duì)電磁波不適用9、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.4Q10、在相對(duì)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(shì)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來(lái)越大，趨向于無(wú)窮大B.可以通過(guò)相對(duì)論質(zhì)量公式來(lái)定量計(jì)算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)11、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系中是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.取決于兩個(gè)慣性系的相對(duì)速度大小12、在光學(xué)的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長(zhǎng)為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過(guò)光程差的計(jì)算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng)D.干涉條紋的條件與光源的強(qiáng)度有關(guān)13、在光學(xué)的折射定律中，對(duì)于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)的折射情況，以下關(guān)于入射角和折射角的正弦值之比與介質(zhì)折射率的關(guān)系，描述不準(zhǔn)確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的相對(duì)折射率B.折射率大的介質(zhì)中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)D.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的折射率相同14、在熱力學(xué)過(guò)程中，關(guān)于等壓過(guò)程、等容過(guò)程和等溫過(guò)程的特點(diǎn)及內(nèi)能、做功和熱量的變化，以下解釋錯(cuò)誤的是（）A.等壓過(guò)程中，系統(tǒng)做功等于壓強(qiáng)與體積變化的乘積B.等容過(guò)程中，系統(tǒng)不做功C.等溫過(guò)程中，內(nèi)能不變D.等容過(guò)程中，熱量的變化等于內(nèi)能的變化15、在磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，對(duì)于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計(jì)算，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)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(chǎng)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16、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測(cè)電阻的誤差分析，不準(zhǔn)確的是？（）A.電流表內(nèi)接法適用于測(cè)量大電阻，誤差主要來(lái)自電壓表的分流B.電流表外接法適用于測(cè)量小電阻，誤差主要來(lái)自電流表的分壓C.無(wú)論采用哪種接法，測(cè)量值總是大于真實(shí)值D.合理選擇測(cè)量電路可以減小誤差17、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述都揭示了熱現(xiàn)象的方向性。以下哪種過(guò)程違反了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述？（）A.熱從高溫物體自發(fā)傳給低溫物體B.功完全轉(zhuǎn)化為熱C.熱從低溫物體傳給高溫物體而不產(chǎn)生其他影響D.以上都不違反18、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量電阻是常見(jiàn)的操作。用伏安法測(cè)量一個(gè)未知電阻R的阻值，實(shí)驗(yàn)中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測(cè)量值會(huì)比真實(shí)值偏大還是偏小？（）A.偏大B.偏小C.相等D.無(wú)法確定19、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。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20、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時(shí)間改變，以下哪種說(shuō)法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動(dòng)量能同時(shí)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不確定的二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)處于斜面上的物體，已知斜面的傾角、物體與斜面之間的摩擦系數(shù)和物體的質(zhì)量，如何分析物體的受力情況并計(jì)算其加速度？2、（本題5分）在研究光的量子性時(shí)，說(shuō)明光子的能量和動(dòng)量與光的頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系，并舉例說(shuō)明其在光電效應(yīng)和康普頓散射中的體現(xiàn)。3、（本題5分）解釋在靜電場(chǎng)中電介質(zhì)的極化現(xiàn)象，說(shuō)明極化強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一束單色光照射在雙縫上，在屏上形成了間距為0.50mm的干涉條紋。已知雙縫間距為0.10mm，雙縫到屏的距離為1.0m，光的波長(zhǎng)為500nm。計(jì)算兩縫之間的距離差。2、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹，體積從V1增大到V2。已知該氣體的初始溫度為T1，摩爾熱容比為γ。計(jì)算氣體膨脹后的溫度T2，并分析此過(guò)程中內(nèi)能、熵的變化。3、（本題5分）一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k，振子質(zhì)量為m，在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。已知振子在t=0時(shí)刻位于平衡位置，速度為v?，振幅為A。寫出振子的位移表達(dá)式，并計(jì)算t=T/4（T為振動(dòng)周期）時(shí)刻振子的位移、速度和加速度。4、（本題5分）在一個(gè)LC振蕩電路中，電感L=10mH，電容C=1μF，初始時(shí)電容器充電至電壓U0=100V。計(jì)算電路的振蕩頻率、電流的最大值以及能量在電感和電容之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程。5、（本題5分）一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k