遼寧大學(xué)《量子力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁遼寧大學(xué)

《量子力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在電場的學(xué)習(xí)中，電場強(qiáng)度的概念至關(guān)重要。一個(gè)均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場強(qiáng)度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電場強(qiáng)度不變B.電場強(qiáng)度增大一倍C.電場強(qiáng)度減小為原來的一半D.電場強(qiáng)度減小為原來的四分之一2、對于電容和電容器，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關(guān)3、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感都是重要的概念。對于兩個(gè)相鄰的線圈，其中一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與它們之間的互感系數(shù)以及電流變化率之間有怎樣的關(guān)系？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)和電流變化率都成正比B.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)成正比，與電流變化率成反比C.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)成反比，與電流變化率成正比D.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)和電流變化率都成反比4、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個(gè)放射性原子核經(jīng)過一定時(shí)間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.衰變的概率與時(shí)間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時(shí)間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無關(guān)5、在波動(dòng)光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會(huì)變得更加尖銳明亮6、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的研究中，一個(gè)質(zhì)量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若已知圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤的角動(dòng)量和動(dòng)能，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.角動(dòng)量等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積B.動(dòng)能可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的平方計(jì)算C.改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量不變D.圓盤的動(dòng)能與質(zhì)量分布的均勻程度無關(guān)7、在熱力學(xué)第二定律的探討中，關(guān)于熵增加原理及其在熱現(xiàn)象中的體現(xiàn)，以下哪種表述是正確的？（）A.熵增加原理指出，在任何自發(fā)的熱力學(xué)過程中，系統(tǒng)的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發(fā)地流向低溫物體B.熵增加原理表明，封閉系統(tǒng)的熵不可能減少，熵的變化只與系統(tǒng)的初末狀態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學(xué)過程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會(huì)減少D.熵增加原理只是一種理論假設(shè)，在實(shí)際的熱現(xiàn)象中無法得到驗(yàn)證8、在振動(dòng)學(xué)中，簡諧振動(dòng)是一種最簡單的振動(dòng)形式。以下關(guān)于簡諧振動(dòng)的特征，不正確的是？（）A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動(dòng)的頻率與振幅無關(guān)C.振動(dòng)的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動(dòng)一定是等幅振動(dòng)，不存在阻尼9、在熱學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是一種特殊的熱力學(xué)過程。以下關(guān)于絕熱過程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.絕熱壓縮時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大B.絕熱膨脹時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.絕熱過程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過程中10、在相對論力學(xué)中，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)的差異，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)完全相同，只是在高速情況下進(jìn)行了修正B.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量不再是簡單的線性關(guān)系，且能量與動(dòng)量的平方成正比C.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與速度無關(guān)，只與質(zhì)量有關(guān)D.相對論力學(xué)中的動(dòng)量和能量表達(dá)式在低速情況下與經(jīng)典力學(xué)近似相等，在高速情況下則有顯著差異11、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過程，以下哪個(gè)物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強(qiáng)D.熵12、對于熱力學(xué)第一定律，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮，其內(nèi)能會(huì)如何改變？（）A.內(nèi)能不變B.內(nèi)能減小C.內(nèi)能增大D.無法確定13、在電學(xué)中，一個(gè)電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場強(qiáng)度不變B.電容增大，電壓減小，電場強(qiáng)度減小C.電容不變，電壓不變，電場強(qiáng)度不變D.電容減小，電壓不變，電場強(qiáng)度減小14、在波動(dòng)光學(xué)中，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長有關(guān)C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測光學(xué)元件表面的平整度15、在光學(xué)的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中，光源的相干性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有重要影響。以下關(guān)于光源相干性的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.相干性好的光源可以產(chǎn)生清晰的干涉和衍射條紋B.普通光源的相干性較差，因?yàn)槠浒l(fā)光是隨機(jī)的C.激光具有很好的相干性，適用于高精度的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)D.光源的相干性只與光源的波長有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)16、在光學(xué)的折射定律中，折射率是關(guān)鍵參數(shù)。一束光線從玻璃射入空氣中，玻璃的折射率為n，入射角為i。若玻璃的折射率增大，入射角不變，折射光線會(huì)如何變化？（）A.折射角增大B.折射角減小C.折射角不變D.無法確定17、在電磁學(xué)的安培環(huán)路定理中，對于一個(gè)載有恒定電流的長直導(dǎo)線，若以導(dǎo)線為軸作一個(gè)半徑為r的圓形環(huán)路，當(dāng)r<導(dǎo)線半徑時(shí)，環(huán)路上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無關(guān)18、在研究萬有引力定律時(shí)，天體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會(huì)如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/419、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20、在相對論中，當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，以下哪個(gè)物理量會(huì)變得接近于無窮大？（）A.物體的質(zhì)量B.物體的動(dòng)能C.物體的動(dòng)量D.物體的勢能二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在相對論中，質(zhì)速關(guān)系表明物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大。請從相對論的基本原理出發(fā)，推導(dǎo)質(zhì)速關(guān)系的公式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高能物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明放射性衰變的半衰期的概念及計(jì)算方法，分析半衰期在核物理學(xué)中的應(yīng)用。3、（本題5分）在熱力學(xué)中，理想氣體的絕熱自由膨脹是一個(gè)不可逆過程。請解釋絕熱自由膨脹的過程和特點(diǎn)，說明在這個(gè)過程中氣體的溫度、壓強(qiáng)和熵的變化情況，并通過計(jì)算來說明這個(gè)過程的不可逆性。4、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論磁偶極子的概念和磁場分布？5、（本題5分）說明量子力學(xué)中的量子密鑰分發(fā)的原理及應(yīng)用，分析量子密鑰分發(fā)在量子通信中的重要意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一均勻磁場B垂直于紙面，有一長為L的金屬棒在紙面內(nèi)以一端為軸，角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知棒上各點(diǎn)的速度不同，求棒兩端的電動(dòng)勢。2、（本題5分）一質(zhì)點(diǎn)在球坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)，其位置矢量為r=r(θ,φ)，求質(zhì)點(diǎn)的速度矢量和加速度矢量的表達(dá)式。3、（本題5分）一絕熱氣缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，初始壓強(qiáng)為p0，體積為V0，溫度為T0?，F(xiàn)對氣體緩慢做功W，使其體積壓縮到V1。求氣體壓縮后的壓強(qiáng)p1、溫度T1以及內(nèi)能的變化。4、（本題5分）一長直導(dǎo)線中通有交變電流I=I?sin(ωt)，在其附近有一矩形線圈，線圈長為l，寬為b，線圈與直導(dǎo)線平行且距離為d，求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式。5、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷絕熱壓縮過程，初態(tài)溫度為T1，體積為V1，末態(tài)體積為V2。已知?dú)怏w的摩爾質(zhì)量為M，計(jì)算末態(tài)的溫度和壓強(qiáng)。四、論述題（本