山東師范大學(xué)《物理學(xué)導(dǎo)論》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)山東師范大學(xué)《物理學(xué)導(dǎo)論》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、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、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱過程。在此過程中，氣體對(duì)外做功，其內(nèi)能會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.內(nèi)能增加B.內(nèi)能不變C.內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化取決于氣體的種類2、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°3、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時(shí)間改變，以下哪種說(shuō)法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動(dòng)量能同時(shí)確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不確定的4、在量子力學(xué)中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。以下關(guān)于波函數(shù)的物理意義，不正確的是？（）A.波函數(shù)的模的平方表示粒子在空間某點(diǎn)出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)本身可以直接測(cè)量C.波函數(shù)滿足一定的邊界條件和歸一化條件D.波函數(shù)的相位具有重要的物理意義5、在振動(dòng)的合成中，兩個(gè)同方向、同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成后的振動(dòng)仍然是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。以下關(guān)于合振動(dòng)的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.合振動(dòng)的振幅等于分振動(dòng)振幅之和B.合振動(dòng)的初相位由分振動(dòng)的初相位決定C.當(dāng)分振動(dòng)的相位差為零時(shí)，合振動(dòng)的振幅最大D.當(dāng)分振動(dòng)的相位差為π時(shí)，合振動(dòng)的振幅最小6、在熱力學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是指沒有熱量交換的過程。在絕熱壓縮過程中，氣體的溫度會(huì)：（）A.升高B.降低C.不變D.無(wú)法確定7、關(guān)于氣體分子運(yùn)動(dòng)論，對(duì)于理想氣體分子的速率分布規(guī)律，以下關(guān)于麥克斯韋速率分布函數(shù)的特點(diǎn)和意義的闡述，不正確的是（）A.麥克斯韋速率分布函數(shù)反映了氣體分子速率的分布情況B.溫度越高，氣體分子的平均速率越大C.最概然速率是指出現(xiàn)概率最大的速率D.氣體分子的速率可以無(wú)限大8、在光學(xué)的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)具有重要意義。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關(guān)系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D9、在相對(duì)論中，對(duì)于一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量的增加趨勢(shì)是怎樣的？（）A.質(zhì)量增加得越來(lái)越慢B.質(zhì)量增加得越來(lái)越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快，后增加得慢10、對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量，一個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當(dāng)振幅增大時(shí)，以下哪個(gè)物理量也會(huì)增大？（）A.振動(dòng)周期B.振動(dòng)頻率C.振動(dòng)速度的最大值D.振動(dòng)的初相位11、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)能是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于電勢(shì)能的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.電勢(shì)能是相對(duì)的，其值取決于零勢(shì)能點(diǎn)的選擇B.正電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能越大C.負(fù)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越大D.電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與其電荷量的比值就是該點(diǎn)的電勢(shì)12、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)。對(duì)于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個(gè)更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無(wú)法比較13、在電磁學(xué)中，一個(gè)長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長(zhǎng)度，以下關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流成正比B.磁場(chǎng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比C.磁場(chǎng)強(qiáng)度與螺線管長(zhǎng)度無(wú)關(guān)D.可以通過安培環(huán)路定理計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度14、在波動(dòng)學(xué)中，機(jī)械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對(duì)于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關(guān)于它們波速的比較，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無(wú)法比較15、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對(duì)概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測(cè)量的時(shí)間無(wú)關(guān)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，論述其物理機(jī)制、數(shù)學(xué)描述和在掃描隧道顯微鏡等領(lǐng)域的應(yīng)用。2、（本題5分）在光學(xué)中，解釋幾何光學(xué)的基本定律及其適用范圍？3、（本題5分）隨著量子計(jì)算的發(fā)展，探討量子比特的概念、量子門操作和量子算法的原理，以及量子計(jì)算在解決特定問題中的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)。4、（本題5分）結(jié)合量子力學(xué)中的不確定性原理，解釋其物理內(nèi)涵，推導(dǎo)位置和動(dòng)量、能量和時(shí)間的不確定關(guān)系，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析量子力學(xué)的基本原理和特點(diǎn)，如波粒二象性、不確定性原理等，討論其在微觀世界研究中的作用。2、（本題5分）分析量子力學(xué)中的泡利不相容原理的內(nèi)容及意義，討論其在原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)研究波動(dòng)光學(xué)中的阿貝成像原理和空間濾波，探討其物理概念、實(shí)驗(yàn)方法和在光學(xué)信息處理、顯微鏡技術(shù)中的應(yīng)用。4、（本題5分）熱力學(xué)系統(tǒng)的熵平衡方程用于分析系統(tǒng)的熵變化和熵流，探討熵平衡方程的推導(dǎo)、各項(xiàng)的物理意義以及在熱交換過程和熱工設(shè)備中的應(yīng)用。5、（本題5分）分析量子場(chǎng)論的基本概念和方法，討論其在現(xiàn)代物理學(xué)中的重要地位。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在雙折射現(xiàn)象中，一束自然光以入射角i入射到方解石晶體表面，晶體的主折射率分別為no和ne。計(jì)算o光和e光的折射角，并分析在什么條件下兩束光的折射角相等。2、（本題10分）在一個(gè)由n個(gè)完全相同的電阻組成的串聯(lián)電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。已知電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和電阻個(gè)數(shù)n，求通過每個(gè)電阻的電流和每個(gè)電阻兩端的電壓。3、（本題10分）在一個(gè)靜電場(chǎng)中，有一個(gè)電偶極子，電偶極矩為p。計(jì)算電偶