邢臺學院《量子力學》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15個小題，每小題2分，共30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、在波動學中，多普勒效應描述了波源和觀察者相對運動時頻率的變化。當波源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率會怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低2、在量子力學中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)的基本方程。對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足薛定諤方程，以下關于定態(tài)的說法正確的是：（）A.定態(tài)時粒子的能量不隨時間變化B.定態(tài)時粒子的位置不隨時間變化C.定態(tài)時粒子的速度不隨時間變化D.以上說法都不正確3、對于狹義相對論中的質能關系，以下關于其表達式和物理意義，哪一項是恰當?shù)?？（）A.質能關系為E=mc^2，表明質量和能量是相互獨立的物理量，沒有直接的聯(lián)系B.質能關系指出能量和質量可以相互轉化，一定的質量對應著一定的能量，在核反應等過程中得到了廣泛的驗證C.質能關系只適用于高速運動的物體，對于低速運動的物體，質量和能量的關系可以忽略不計D.質能關系中的光速c是一個可以變化的量，取決于參考系的選擇4、在光學的全反射現(xiàn)象中，當光從光密介質射向光疏介質時，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全反射。對于某種介質，臨界角為45度，當入射角為60度時，反射光和折射光的強度比是多少？（）A.無窮大B.2:1C.1:1D.1:05、在研究平拋運動時，水平方向和豎直方向的運動需要分別分析。一個物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過時間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，水平位移會如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半6、在波動學中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關于駐波的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節(jié)B.相鄰波節(jié)之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播7、對于氣體分子動理論，以下關于理想氣體壓強和溫度的微觀解釋，哪一項是正確的？（）A.理想氣體的壓強是由大量氣體分子對容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動能無關B.理想氣體的壓強和溫度都與氣體分子的平均動能成正比，分子的平均動能越大，壓強和溫度越高C.理想氣體的壓強取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢能有關D.氣體分子動理論無法解釋理想氣體壓強和溫度的微觀本質，只是一種經(jīng)驗性的理論8、在量子物理中，氫原子的能級結構遵循特定的規(guī)律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時，會發(fā)射出光子。以下關于光子能量的計算，哪個公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh9、在靜電場中，對于電場強度和電勢的關系，以下關于電場線和等勢面的性質以及它們之間的相互聯(lián)系，說法不正確的是（）A.電場線總是垂直于等勢面B.電場強度的方向總是指向電勢降低的方向C.等勢面上各點的電場強度大小相等D.沿著電場線方向，電勢逐漸降低10、在研究物體的振動時，阻尼振動是一種常見的情況。一個做阻尼振動的物體，其振幅逐漸減小。在阻尼振動過程中，物體的周期和頻率會如何變化？（）A.周期不變，頻率不變B.周期不變，頻率減小C.周期增大，頻率減小D.周期減小，頻率增大11、在波動光學的多縫衍射中，光柵衍射條紋的特點與單縫衍射和雙縫干涉都有關系。當光柵的縫數(shù)增加時，主極大的寬度會如何變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變窄后變寬12、在電磁學中，自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應現(xiàn)象。一個電感為L的線圈，通過的電流為I。若電流在極短時間內(nèi)從I變?yōu)?，線圈兩端產(chǎn)生的自感電動勢的大小為多少？（）A.0B.LC.LID.無法確定13、在波動光學的干涉和衍射實驗中，對于楊氏雙縫干涉實驗和夫瑯禾費單縫衍射實驗的裝置、條紋特點和物理意義，以下描述錯誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實驗中條紋等間距B.夫瑯禾費單縫衍射實驗中中央亮紋最寬C.兩個實驗都證明了光的波動性D.干涉和衍射現(xiàn)象不能同時發(fā)生14、在波動光學中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當一束光通過一個狹縫時，會在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄15、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個偏振片后，光強會變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？（）A.1/2B.1/4C.0D.1二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在波動學中，解釋波的多普勒效應中觀察者和波源運動方向對頻率變化的影響？2、（本題5分）簡述相對論中的時空觀與經(jīng)典時空觀的區(qū)別，分析相對論時空觀在現(xiàn)代物理學中的重要性。3、（本題5分）在波動學中，解釋行波和駐波在能量傳遞上的差異？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在相對論中，黑洞是一種極端的引力現(xiàn)象，分析黑洞的形成條件、特性（如事件視界、奇點）和觀測證據(jù)，以及在天體物理學和引力理論研究中的重要性。2、（本題5分）論述固體物理中晶體結構的特點及分類，分析其對材料性能的影響。3、（本題5分）從物理角度分析等離子體中的波現(xiàn)象，包括等離子體波的類型、色散關系和激發(fā)機制，論述等離子體波在核聚變、空間物理和等離子體診斷中的應用。4、（本題5分）全面論述狹義相對論中的同時性的相對性，解釋其概念、數(shù)學推導和在高速運動中的實際觀測和物理意義。5、（本題5分）深入探討熱力學中的熵增原理，分析其物理意義、數(shù)學表達式以及在判斷熱力學過程方向性中的作用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一絕熱容器被隔板分成兩部分，左邊裝有理想氣體，壓強為p1，體積為V1，溫度為T1；右邊為真空。現(xiàn)將隔板抽去，氣體自由膨脹充滿整個容器。求氣體膨脹后的壓強、溫度和熵的變化。2、（本題10分）一個質量為m的衛(wèi)星繞地球做