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自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁,共3頁韶關(guān)學(xué)院《量子力學(xué)》
2023-2024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30個小題,每小題1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、在研究光的折射時,一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),當(dāng)入射角增大到一定程度時會發(fā)生全反射現(xiàn)象,以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生?()A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率2、在熱力學(xué)過程中,絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體,經(jīng)過絕熱膨脹后,其溫度會如何變化?()A.升高B.降低C.不變D.無法確定3、在電磁學(xué)中,安培環(huán)路定理用于計算磁場的分布。對于一個無限長直載流導(dǎo)線,通過安培環(huán)路定理計算其周圍的磁場強度,與到導(dǎo)線距離的關(guān)系是怎樣的?()A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比4、在光學(xué)儀器的原理分析中,關(guān)于顯微鏡和望遠鏡的放大原理和分辨本領(lǐng),以下哪種說法是正確的?()A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實像,目鏡再將其放大為虛像,其分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑;望遠鏡通過物鏡形成縮小的實像,目鏡將其放大為虛像,分辨本領(lǐng)取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠鏡的放大原理相同,都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大,分辨本領(lǐng)只與物鏡的質(zhì)量有關(guān)C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高,分辨本領(lǐng)越強;望遠鏡的口徑越大,分辨本領(lǐng)越弱D.顯微鏡和望遠鏡的分辨本領(lǐng)與入射光的波長、光學(xué)系統(tǒng)的缺陷等因素?zé)o關(guān)5、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6、在熱力學(xué)第二定律的表述中,克勞修斯表述和開爾文表述都揭示了熱現(xiàn)象的方向性。以下哪種過程違反了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述?()A.熱從高溫物體自發(fā)傳給低溫物體B.功完全轉(zhuǎn)化為熱C.熱從低溫物體傳給高溫物體而不產(chǎn)生其他影響D.以上都不違反7、在熱力學(xué)過程中,關(guān)于等壓過程、等容過程和等溫過程的特點及內(nèi)能、做功和熱量的變化,以下解釋錯誤的是()A.等壓過程中,系統(tǒng)做功等于壓強與體積變化的乘積B.等容過程中,系統(tǒng)不做功C.等溫過程中,內(nèi)能不變D.等容過程中,熱量的變化等于內(nèi)能的變化8、關(guān)于光學(xué)的薄膜干涉,一束光照射到薄膜上產(chǎn)生干涉條紋,以下哪種因素會影響條紋的間距?()A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會9、在電磁學(xué)的知識體系里,關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性,以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.電磁波只能由電荷的勻速運動產(chǎn)生,其傳播不需要介質(zhì),在真空中的傳播速度與頻率無關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運動產(chǎn)生,其傳播需要介質(zhì),在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運動無關(guān),其傳播速度在真空中恒定,但在不同介質(zhì)中會發(fā)生變化,且頻率越高,折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生,在真空中以光速傳播,頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同10、在波動光學(xué)的薄膜干涉中,增透膜是利用光的干涉原理來減少反射光,增加透射光。對于一種折射率為1.38的薄膜材料,要使其在波長為550nm的光下起到增透效果,薄膜的最小厚度應(yīng)該是多少?()A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm11、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,不準確的是?()A.絕熱壓縮時,溫度升高,壓強增大B.絕熱膨脹時,溫度降低,壓強減小C.絕熱過程中,氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過程中12、在電磁學(xué)的電磁波部分,電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對于一個頻率為f的電磁波,其波長λ與頻率f的關(guān)系是怎樣的?()A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f13、在熱力學(xué)過程中,等壓過程和等容過程具有不同的特點。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14、在熱力學(xué)中,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫過程,以下哪個物理量保持不變?()A.壓強B.體積C.內(nèi)能D.溫度15、在振動學(xué)中,簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關(guān)于簡諧振動的特征,不正確的是?()A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關(guān)C.振動的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動一定是等幅振動,不存在阻尼16、在電學(xué)中,電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量。以下關(guān)于電容的決定因素,不正確的是?()A.電容器的電容與極板間的距離成反比B.電容器的電容與極板的正對面積成正比C.電容器的電容與極板間的介質(zhì)有關(guān)D.電容器所帶電荷量越多,電容越大17、對于電場中的電勢能和電勢差,以下關(guān)于電荷在電場中電勢能的變化、電勢差的定義和計算,以及它們與電場強度的關(guān)系的表述,不準確的是()A.正電荷在電勢高處電勢能大,負電荷在電勢低處電勢能大B.電勢差等于電場中兩點電勢之差C.電場強度越大,電勢差越大D.電荷在電場中移動時,電勢能的變化等于電場力做的功18、對于熱力學(xué)過程,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程,其吸收的熱量、對外做功以及內(nèi)能的變化之間有怎樣的關(guān)系?()A.吸收的熱量等于對外做功與內(nèi)能增加量之和B.吸收的熱量等于對外做功C.吸收的熱量等于內(nèi)能增加量D.對外做功等于內(nèi)能增加量19、在光學(xué)領(lǐng)域,光的干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動性的重要表現(xiàn)。對于楊氏雙縫干涉實驗,以下關(guān)于干涉條紋特點的描述,不正確的是?()A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長成正比C.條紋的亮度分布是均勻的,與位置無關(guān)D.當(dāng)雙縫間距減小時,條紋間距增大20、在靜電場中,電場強度的環(huán)流恒等于零,這反映了靜電場的什么性質(zhì)?()A.有源無旋B.有旋無源C.有源有旋D.無源無旋21、在近代物理中,關(guān)于原子核的放射性衰變,一個放射性原子核經(jīng)過一定時間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述,哪一項是不正確的?()A.衰變的概率與時間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時間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)22、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中,對于一個熱機,從高溫?zé)嵩次諢崃縌1,向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2,對外做功W。以下關(guān)于熱機效率的表達式,哪一項是不正確的?()A.η=W/Q1B.η=(Q1-Q2)/Q1C.熱機效率不可能達到100%D.熱機效率與工作物質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)23、對于光的偏振現(xiàn)象,以下關(guān)于其產(chǎn)生原因和應(yīng)用領(lǐng)域,哪一項是恰當(dāng)?shù)??()A.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導(dǎo)致的,廣泛應(yīng)用于攝影、通信、液晶顯示等領(lǐng)域B.光的偏振只與光的傳播方向有關(guān),與光源和介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān),其應(yīng)用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失,因此在大多數(shù)情況下應(yīng)盡量避免D.光的偏振無法通過人工方法產(chǎn)生,只能在自然條件下觀察到24、在量子物理中,氫原子的能級是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時,會發(fā)射出一個光子,該光子的波長大約是多少?()A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm25、關(guān)于磁場對電流的作用,一根長為L的直導(dǎo)線,通有電流I,放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,導(dǎo)線所受安培力的大小與以下哪個因素?zé)o關(guān)?()A.導(dǎo)線的材料B.導(dǎo)線的放置方向C.電流的大小D.磁場的方向26、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27、在相對論中,考慮兩個相對運動的慣性系S和S',在S系中同時發(fā)生的兩個事件,在S'系中觀測可能不同時發(fā)生。以下關(guān)于這種時間相對性的解釋,哪一項是不正確的?()A.時間的相對性是由光速不變原理導(dǎo)致的B.可以通過洛倫茲變換來計算時間的差異C.這種時間差異只在高速運動時才明顯D.時間的相對性與觀察者的位置無關(guān)28、在相對論力學(xué)中,考慮一個物體的動能。當(dāng)物體的速度接近光速時,以下關(guān)于動能的表達式和變化趨勢,哪一項分析是不準確的?()A.動能的表達式與經(jīng)典力學(xué)中的不同B.動能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過相對論的能量方程推導(dǎo)動能的表達式D.當(dāng)速度較小時,相對論動能與經(jīng)典動能近似相等29、對于熱力學(xué)過程中的可逆過程和不可逆過程,以下關(guān)于其區(qū)別和判斷標準,哪一項是準確的?()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行,只要能夠反向進行的過程就是可逆過程B.可逆過程是一種理想過程,在實際中不存在,不可逆過程則是普遍存在的,判斷標準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30、在研究動量守恒定律時,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如何變化?()A.v1'=v2,v2'=v1B.v1'=v1,v2'=v2C.v1'=0,v2'=v1+v2D.無法確定二、論述題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)量子力學(xué)中的量子霍爾效應(yīng)是一種重要的量子現(xiàn)象,闡述量子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)、物理機制和實驗特征,以及在計量學(xué)和凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用。2、(本題5分)牛頓力學(xué)中的碰撞問題在物理學(xué)和工程中經(jīng)常出現(xiàn),論述完全彈性碰撞、非完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點、規(guī)律和能量轉(zhuǎn)化,以及在機械設(shè)計和粒子物理中的應(yīng)用。3、(本題5分)電動力學(xué)中的電磁波在金屬中的傳播和表面等離子體激元有關(guān),分析表面等離子體激元的激發(fā)條件、特性和在納米光學(xué)、傳感技術(shù)中的應(yīng)用。4、(本題5分)深入探討量子力學(xué)中的量子隧穿效應(yīng),解釋其物理原理、數(shù)學(xué)模型以及在微觀粒子行為和半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。5、(本題5分)在相對論中,廣義相對論的引力紅移現(xiàn)象是一個重要的預(yù)言,分析引力紅移的原理、實驗驗證以及在天體物理觀測和引力波探測中的應(yīng)用。三、簡答題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)解釋熱力學(xué)第三定律,即在絕對零度時,純凈物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。并探討其在低溫物理和化學(xué)研究中的意義。2、(本題5分)在研究物體的振動時,固有頻率的概念是什么?說明影響物體固有頻率的因素,并舉例說明其在工程中的應(yīng)用,如橋梁的共振現(xiàn)象。3、(本題5分)在波動學(xué)中,解釋波的多普勒效應(yīng)中觀察者和波源運動方向?qū)︻l率變化的影響?4、(本題5分)結(jié)合電磁學(xué)中的電磁波輻射功率和方向性,推導(dǎo)偶極輻射和天線輻射的功率表達式,分析影響輻射方向性的因素,并舉例說明其在通信和雷
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