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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…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè),共3頁(yè)北京郵電大學(xué)
《量子力學(xué)》2022-2023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15個(gè)小題,每小題1分,共15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、在熱學(xué)中,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過(guò)程。以下關(guān)于氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能的變化,哪一項(xiàng)分析是不正確的?()A.壓強(qiáng)增大B.體積減小C.內(nèi)能不變D.內(nèi)能的變化與壓強(qiáng)的變化成正比2、在靜電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流恒等于零,這反映了靜電場(chǎng)的什么性質(zhì)?()A.有源無(wú)旋B.有旋無(wú)源C.有源有旋D.無(wú)源無(wú)旋3、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)4、在量子物理中,氫原子的能級(jí)是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí),會(huì)發(fā)射出一個(gè)光子,該光子的波長(zhǎng)大約是多少?()A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm5、在波動(dòng)光學(xué)中,光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用,不準(zhǔn)確的是?()A.偏振片可以用于減少反射光的強(qiáng)度B.可以通過(guò)偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對(duì)所有光學(xué)儀器的性能都沒(méi)有影響6、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中,斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關(guān)系。以下關(guān)于斯涅爾定律的應(yīng)用,不正確的是?()A.可以用于計(jì)算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí),折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí),斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見(jiàn)光,對(duì)其他電磁波不適用7、對(duì)于固體物理的知識(shí),以下關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和晶格振動(dòng)的特點(diǎn),哪一項(xiàng)是正確的?()A.晶體具有規(guī)則的周期性結(jié)構(gòu),晶格振動(dòng)對(duì)晶體的熱學(xué)性質(zhì)沒(méi)有影響B(tài).晶體中的原子或分子在空間呈無(wú)序排列,晶格振動(dòng)的頻率與晶體的彈性常數(shù)無(wú)關(guān)C.晶體結(jié)構(gòu)的類型眾多,晶格振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致晶體產(chǎn)生熱膨脹和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象D.晶格振動(dòng)只在高溫下對(duì)晶體的性質(zhì)有作用,在低溫時(shí)可以忽略不計(jì)8、在機(jī)械波的學(xué)習(xí)中,波的傳播特性需要深入理解。一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波,在t=0時(shí)刻的波形如圖所示。已知波速為v,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰,那么t的值是多少?()A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v9、在量子力學(xué)的應(yīng)用中,關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)的理論,以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的?()A.原子的能級(jí)是連續(xù)分布的,電子可以在任意能級(jí)之間躍遷,發(fā)出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級(jí)是分立的,電子只能在特定的能級(jí)之間躍遷,發(fā)出或吸收特定頻率的光子,符合玻爾的原子模型C.量子力學(xué)中的原子結(jié)構(gòu)理論無(wú)法解釋原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜現(xiàn)象D.原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和電子躍遷與原子核的性質(zhì)無(wú)關(guān),只取決于電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)10、在量子力學(xué)中,不確定關(guān)系限制了我們同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子,如果其位置的不確定量為Δx,那么其動(dòng)量的不確定量Δp至少為多少?()A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)11、在波動(dòng)光學(xué)的領(lǐng)域,考慮一束相干光通過(guò)雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離,同時(shí)保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化,哪一項(xiàng)分析是不正確的?()()A.條紋間距會(huì)變小,因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過(guò)雙縫干涉的公式來(lái)定量計(jì)算條紋間距的變化C.光的波長(zhǎng)不變的情況下,雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無(wú)關(guān)12、對(duì)于電容和電容器,以下關(guān)于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質(zhì)的關(guān)系,以及電容器的充電和放電過(guò)程的理解,不準(zhǔn)確的是()A.電容與極板面積成正比,與極板間距成反比B.介質(zhì)的介電常數(shù)越大,電容越大C.電容器充電時(shí)電流逐漸減小,放電時(shí)電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無(wú)關(guān)13、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14、在研究動(dòng)量守恒定律時(shí),系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零是重要條件。在光滑水平面上,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小球發(fā)生正碰,碰撞前速度分別為v1和v2,碰撞后速度分別為v1'和v2'。若m1=m2,且碰撞為完全彈性碰撞,碰撞后兩球的速度會(huì)如何變化?()A.v1'=v2,v2'=v1B.v1'=v1,v2'=v2C.v1'=0,v2'=v1+v2D.無(wú)法確定15、在相對(duì)論中,長(zhǎng)度收縮效應(yīng)指出運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短。如果一個(gè)物體在相對(duì)觀察者以0.9c的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),其在運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍?()A.0.1B.0.44C.0.9D.0.5二、簡(jiǎn)答題(本大題共4個(gè)小題,共20分)1、(本題5分)分析多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象及產(chǎn)生原因,舉例說(shuō)明多普勒效應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用。2、(本題5分)在電磁學(xué)中,討論自感和互感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和物理意義,并舉例說(shuō)明其在實(shí)際電路中的應(yīng)用?3、(本題5分)在量子物理中,解釋量子糾纏的概念和其在量子通信中的應(yīng)用?4、(本題5分)請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述狹義相對(duì)論中的同時(shí)性相對(duì)性,解釋其物理意義,推導(dǎo)相關(guān)公式,并舉例說(shuō)明其對(duì)時(shí)空觀念的影響。三、論述題(本大題共5個(gè)小題,共25分)1、(本題5分)詳細(xì)論述熱力學(xué)第三定律,解釋其絕對(duì)零度不可達(dá)到的內(nèi)涵,分析其在低溫物理研究和熱力學(xué)理論完善中的作用和意義。2、(本題5分)量子力學(xué)中的密度矩陣概念在描述量子態(tài)的混合和統(tǒng)計(jì)特性時(shí)很有用,闡述密度矩陣的定義、性質(zhì)和計(jì)算方法,以及在量子光學(xué)和凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用。3、(本題5分)幾何光學(xué)中的光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨率受到衍射限制,分析衍射極限的概念、計(jì)算方法和提高光學(xué)系統(tǒng)分辨率的途徑,以及在顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。4、(本題5分)深入研究靜電場(chǎng)中的高斯定理在求解具有對(duì)稱性電場(chǎng)分布問(wèn)題中的應(yīng)用,舉例說(shuō)明并分析解題思路和方法。5、(本題5分)論述相對(duì)論性力學(xué)中質(zhì)量與能量的關(guān)系,探討其對(duì)核能開(kāi)發(fā)和利用的影響。四、計(jì)算題(本大題共4個(gè)小題,共40分)1、(本題10分)一個(gè)絕熱容器被隔板分成兩部分,體積分別為V1和V2,壓強(qiáng)分別為P1和P2,溫度分別為T(mén)1和T2。抽去隔板后,氣體達(dá)到平衡態(tài)。已知?dú)怏w的比熱容比為γ,計(jì)算平衡后的溫度和壓強(qiáng)。2、(本題10分)一電子在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t,電子的位移為x。已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。3、(本題10分)一長(zhǎng)
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