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學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁,共3頁安徽理工大學(xué)《大學(xué)物理A:光學(xué)》
2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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,并且與實驗結(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、在量子物理中,泡利不相容原理是描述原子中電子排布的重要原理。以下關(guān)于泡利不相容原理的應(yīng)用,不準確的是?()A.解釋了原子的殼層結(jié)構(gòu)B.確定了每個原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測元素的化學(xué)性質(zhì)D.對原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響3、在靜電場中,電勢能的變化與電場力做功有關(guān)。一個帶正電的粒子在電場中運動,電場力做正功,粒子的電勢能會如何變化?()A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小4、在熱力學(xué)第三定律的探討中,關(guān)于絕對零度不可達到的原理和其意義,以下哪種描述是正確的?()A.熱力學(xué)第三定律指出,絕對零度可以通過有限的步驟達到,只是目前的技術(shù)還無法實現(xiàn)B.絕對零度不可達到意味著在任何過程中,系統(tǒng)的溫度都不可能降低到絕對零度,這反映了熱現(xiàn)象的方向性和有限性C.熱力學(xué)第三定律對實際的熱學(xué)過程沒有任何指導(dǎo)意義,只是一種理論上的假設(shè)D.絕對零度不可達到是因為在接近絕對零度時,物質(zhì)的性質(zhì)會發(fā)生奇異的變化,使得進一步降溫變得不可能5、在波動學(xué)中,多普勒效應(yīng)描述了波源和觀察者相對運動時頻率的變化。當(dāng)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6、在相對論中,對于一個高速運動的物體,其質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時,質(zhì)量的增加趨勢是怎樣的?()A.質(zhì)量增加得越來越慢B.質(zhì)量增加得越來越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快,后增加得慢7、在熱力學(xué)的研究中,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中,氣體的內(nèi)能、溫度和壓強都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述,哪一項是不準確的?()A.氣體內(nèi)能減小,因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低,因為內(nèi)能減小C.壓強減小,且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內(nèi)能的減少量8、對于光學(xué)中的光的散射現(xiàn)象,以下關(guān)于瑞利散射和米氏散射的特點、產(chǎn)生條件以及在大氣光學(xué)中的應(yīng)用,表述錯誤的是()A.瑞利散射強度與波長的四次方成反比B.米氏散射的強度與波長關(guān)系不大C.天空呈現(xiàn)藍色是瑞利散射的結(jié)果D.光的散射現(xiàn)象對光通信沒有影響9、在熱學(xué)中,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q,壓強的變化量為Δp,以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量,哪一項計算是不正確的?()A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T,其中m為氣體質(zhì)量,M為氣體摩爾質(zhì)量,R為普適氣體常量,T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強成正比10、在磁場中,一根通有電流I、長度為L的直導(dǎo)線,垂直于磁場方向放置,若磁感應(yīng)強度為B,那么導(dǎo)線所受的安培力大小是多少?()A.BILB.0C.BIL/2D.無法確定11、在熱學(xué)中,理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。以下關(guān)于理想氣體內(nèi)能的變化,不準確的是?()A.一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高,內(nèi)能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹,內(nèi)能一定減小C.理想氣體等壓壓縮,內(nèi)能一定減小D.理想氣體等溫變化,內(nèi)能一定不變,但對外做功12、在光學(xué)的折射定律中,入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì),且n1>n2時,如果入射角逐漸增大,那么折射角會如何變化?()A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變?yōu)?0度D.保持不變13、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中,自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上,已知自然光的光強為I0,那么通過偏振片后的光強是多少?()A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/814、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中,力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體,受到多個力矩的作用,合力矩為零,則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化?()A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小15、在量子物理中,電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論,電子在特定的軌道上運動時,具有怎樣的能量特點?()A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比二、簡答題(本大題共3個小題,共15分)1、(本題5分)量子力學(xué)中的薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)隨時間變化的基本方程。請闡述薛定諤方程的建立過程,其數(shù)學(xué)形式以及它在量子力學(xué)中的重要地位。2、(本題5分)說明量子力學(xué)中的全同粒子的概念及性質(zhì),分析全同粒子在量子力學(xué)中的重要意義。3、(本題5分)在量子物理中,解釋量子密鑰分發(fā)的安全性原理?三、論述題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)在量子場論中,超對稱理論是一種對標準模型的擴展,闡述超對稱的基本概念、超對稱粒子的性質(zhì)和在粒子物理中的探索現(xiàn)狀。2、(本題5分)分析電磁學(xué)中的高斯定理的意義及應(yīng)用,探討其在電場和磁場計算中的重要性。3、(本題5分)在量子力學(xué)的框架下,分析薛定諤方程的物理意義、數(shù)學(xué)形式以及其在描述微觀粒子狀態(tài)和求解量子力學(xué)問題中的重要性和應(yīng)用方法。4、(本題5分)全面論述狹義相對論中的相對論性動量和能量,分析其與經(jīng)典力學(xué)中動量和能量的區(qū)別和聯(lián)系,以及在高能物理中的應(yīng)用。5、(本題5分)分析量子力學(xué)中的散射理論,論述散射截面的計算方法、物理意義,以及散射理論在原子分子碰撞和核物理中的應(yīng)用和實驗研究。四、計算題(本大題共3個小題,共30分)1、(本題10分)一個單擺的擺長為L,擺球質(zhì)量為m,最大擺角為θ。已知重力加速度為g,求單擺的振動周期和擺球在最低點的速度大
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