華南理工大學(xué)《量子力學(xué)基礎(chǔ)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)華南理工大學(xué)《量子力學(xué)基礎(chǔ)》

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、在光學(xué)的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°2、在靜電場(chǎng)中，高斯定理是一個(gè)非常重要的定理。以下關(guān)于高斯定理的應(yīng)用條件，不正確的是？（）A.電場(chǎng)必須是由對(duì)稱性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場(chǎng)具有高度的對(duì)稱性C.可以用于計(jì)算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過該曲面的電通量3、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢(shì)壘的能力。對(duì)于一個(gè)給定的勢(shì)壘，粒子穿越勢(shì)壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢(shì)壘高度有關(guān)B.只與勢(shì)壘寬度有關(guān)C.與勢(shì)壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)4、在近代物理學(xué)的發(fā)展中，黑體輻射現(xiàn)象引發(fā)了重要的理論突破。對(duì)于一個(gè)黑體，其單位面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的能量與波長(zhǎng)和溫度有關(guān)。在一定溫度下，隨著波長(zhǎng)的增加，輻射能量會(huì)如何變化？（）A.一直增加B.先增加后減小C.一直減小D.先減小后增加5、在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們常常需要考慮力的作用。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變?yōu)?F，其他條件不變，物體達(dá)到速度v所需的時(shí)間會(huì)如何變化？（）A.時(shí)間不變B.時(shí)間縮短為原來的一半C.時(shí)間縮短為原來的四分之一D.無法確定6、在量子力學(xué)中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)的基本方程。對(duì)于一個(gè)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(guān)于定態(tài)的說法正確的是：（）A.定態(tài)時(shí)粒子的能量不隨時(shí)間變化B.定態(tài)時(shí)粒子的位置不隨時(shí)間變化C.定態(tài)時(shí)粒子的速度不隨時(shí)間變化D.以上說法都不正確7、關(guān)于萬有引力定律，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)8、在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。若磁通量的變化率恒定，以下關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小恒定B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與回路的電阻無關(guān)9、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（）10、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。一個(gè)絕熱封閉系統(tǒng)，內(nèi)部發(fā)生不可逆過程，系統(tǒng)的熵會(huì)怎樣變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少11、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個(gè)過程吸收的熱量更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類12、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(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）（）A.氣體內(nèi)能減小，因?yàn)榻^熱膨脹對(duì)外做功B.溫度降低，因?yàn)閮?nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對(duì)外做功的值等于內(nèi)能的減少量13、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低14、在量子力學(xué)的發(fā)展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的基本方程。以下關(guān)于薛定諤方程的性質(zhì)，不準(zhǔn)確的是？（）A.薛定諤方程是線性方程B.薛定諤方程的解是波函數(shù)C.薛定諤方程適用于所有微觀粒子D.薛定諤方程不包含相對(duì)論效應(yīng)15、在物理光學(xué)中，對(duì)于光的衍射現(xiàn)象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關(guān)于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現(xiàn)象的應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)發(fā)生明顯衍射C.光的衍射現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性D.衍射現(xiàn)象在光學(xué)儀器的分辨率提高方面沒有作用16、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長(zhǎng)無關(guān)17、對(duì)于熱力學(xué)過程中的可逆過程和不可逆過程，以下關(guān)于其區(qū)別和判斷標(biāo)準(zhǔn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否能夠反向進(jìn)行，只要能夠反向進(jìn)行的過程就是可逆過程B.可逆過程是一種理想過程，在實(shí)際中不存在，不可逆過程則是普遍存在的，判斷標(biāo)準(zhǔn)是看過程是否引起了外界的變化C.可逆過程中系統(tǒng)和外界的熵都不變，不可逆過程中系統(tǒng)的熵增加，外界的熵不變D.可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于能量轉(zhuǎn)化的效率，效率高的是可逆過程，效率低的是不可逆過程18、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)無關(guān)，只取決于電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)19、在量子物理中，光子的能量與頻率有關(guān)。一個(gè)光子的頻率為ν，其能量為E。若光子的頻率變?yōu)?ν，能量會(huì)變?yōu)槎嗌伲浚ǎ〢.2EB.E/2C.4ED.E/420、對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)，一個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=Asin(ωt+φ)，以下哪個(gè)物理量決定了振動(dòng)的初相位？（）A.AB.ωC.φD.t21、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)儀器的性能都沒有影響22、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23、在波動(dòng)學(xué)中，兩列頻率相同、振幅相同、振動(dòng)方向相同但傳播方向相反的波疊加會(huì)形成駐波。以下關(guān)于駐波的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.有些位置始終靜止不動(dòng)，稱為波節(jié)B.相鄰波節(jié)之間的距離為半個(gè)波長(zhǎng)C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時(shí)間傳播24、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測(cè)量電阻時(shí)，由于電表內(nèi)阻的影響會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在誤差，以下哪種接法適用于測(cè)量阻值較大的電阻？（）A.電流表內(nèi)接法B.電流表外接法C.兩種接法均可D.兩種接法均不可25、在量子物理中，氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對(duì)于氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh26、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。以下關(guān)于熵的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.在絕熱可逆過程中，熵不變B.在絕熱不可逆過程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)D.熵的變化只與初末狀態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)27、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線圈的電阻28、關(guān)于熱力學(xué)中的循環(huán)過程，對(duì)于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機(jī)效率和制冷系數(shù)的計(jì)算，以及卡諾循環(huán)的特點(diǎn)和效率極限的闡述，描述錯(cuò)誤的是（）A.正循環(huán)對(duì)外做功，逆循環(huán)外界對(duì)系統(tǒng)做功B.熱機(jī)效率和制冷系數(shù)都與工作物質(zhì)無關(guān)C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%29、在物理實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于測(cè)量誤差的來源、分類和減小誤差的方法，以下關(guān)于系統(tǒng)誤差、偶然誤差的特點(diǎn)和處理方式的描述，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差具有確定性和重復(fù)性B.偶然誤差服從正態(tài)分布C.多次測(cè)量取平均值可以消除系統(tǒng)誤差D.選擇更精密的儀器可以減小系統(tǒng)誤差30、關(guān)于相對(duì)論性動(dòng)量和能量，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)量和能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動(dòng)量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動(dòng)量還與速度有關(guān)二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）牛頓萬有引力定律在天體力學(xué)中有著廣泛應(yīng)用，詳細(xì)論述其內(nèi)容、推導(dǎo)過程以及在解釋行星運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星軌道等方面的成功和局限性。2、（本題5分）詳細(xì)論述量子力學(xué)中的密度矩陣和量子統(tǒng)計(jì)，解釋密度矩陣的物理意義、計(jì)算方法和量子統(tǒng)計(jì)分布，以及其在多粒子系統(tǒng)和量子光學(xué)中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)探討光的受激輻射和激光原理，解釋其物理過程、條件和在激光技術(shù)、光通信中的重要性和應(yīng)用。4、（本題5分）在量子場(chǎng)論中，弦理論是一種試圖統(tǒng)一自然界基本相互作用的理論，闡述弦理論的基本假設(shè)、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和面臨的挑戰(zhàn)，以及在理論物理學(xué)中的地位和研究進(jìn)展。5、（本題5分）在量子場(chǎng)論中，分析規(guī)范場(chǎng)的概念和作用，論述電磁場(chǎng)作為規(guī)范場(chǎng)的數(shù)學(xué)表述和物理意義，以及規(guī)范場(chǎng)論在粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的地位和應(yīng)用。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在研究原子核的放射性衰變時(shí)，說明α衰變、β衰變和γ衰變的特點(diǎn)和規(guī)律，并舉例說明其在核醫(yī)學(xué)和考古學(xué)中的應(yīng)用。2、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋熱膨脹現(xiàn)象的微觀機(jī)制？3、（本題5分）闡述晶體的缺陷類型及對(duì)晶體性質(zhì)的影響，分析晶體缺陷在材料科學(xué)中的研究意義。4、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象和磁化強(qiáng)度的