西安電子科技大學《量子力學概論》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《量子力學概論》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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、在電路分析的領域中，關于交流電路中電阻、電容和電感對電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當?shù)?？（）A.在交流電路中，電阻對電流和電壓的相位沒有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對電流和電壓的影響可以忽略不計，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關系與直流電路相同2、在光學實驗中，用分光計測量三棱鏡的頂角。若測量過程中存在偏心誤差，以下關于對測量結(jié)果的影響及修正方法，哪一項描述是不準確的？（）A.偏心誤差會導致測量結(jié)果偏大或偏小B.可以通過多次測量取平均值來減小偏心誤差的影響C.了解分光計的結(jié)構(gòu)和原理有助于分析偏心誤差D.偏心誤差無法通過任何方法修正3、對于原子物理學，氫原子從高能級向低能級躍遷時會發(fā)射光子，若從n=3的能級躍遷到n=1的能級，發(fā)射的光子頻率是多少？（）A.由能級差決定B.固定不變C.與原子種類有關D.無法計算4、在振動的合成中，兩個同方向、同頻率的簡諧振動合成后的振動仍然是簡諧振動。以下關于合振動的特點，不正確的是？（）A.合振動的振幅等于分振動振幅之和B.合振動的初相位由分振動的初相位決定C.當分振動的相位差為零時，合振動的振幅最大D.當分振動的相位差為π時，合振動的振幅最小5、在電磁感應的現(xiàn)象研究中，關于法拉第電磁感應定律和楞次定律的內(nèi)涵及應用，以下哪種描述是恰當?shù)?？（）A.法拉第電磁感應定律指出，感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對于復雜的電磁感應現(xiàn)象無法給出準確的電流方向判斷C.電磁感應現(xiàn)象中，感應電動勢的大小和方向只由法拉第電磁感應定律決定，楞次定律沒有實際作用D.法拉第電磁感應定律和楞次定律都是經(jīng)驗定律，缺乏理論基礎和嚴格的數(shù)學推導6、在波動學中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關于駐波的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節(jié)B.相鄰波節(jié)之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播7、在研究物體的振動時，阻尼振動是一種常見的情況。一個做阻尼振動的物體，其振幅逐漸減小。在阻尼振動過程中，物體的周期和頻率會如何變化？（）A.周期不變，頻率不變B.周期不變，頻率減小C.周期增大，頻率減小D.周期減小，頻率增大8、在波動光學中，楊氏雙縫干涉實驗是研究光的干涉現(xiàn)象的經(jīng)典實驗。在實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，若要使干涉條紋間距變大，以下哪種方法可行？（）A.減小d，增大DB.增大d，減小DC.減小λ，增大dD.增大λ，減小D9、在電磁學的磁場中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產(chǎn)生的磁場。對于一段長度為L的直導線，通有電流I，距離導線為r處一點的磁感應強度大小與哪些因素有關？（）A.只與I和r有關B.只與I、r和L有關C.與I、r、L以及導線的形狀有關D.與I、r、L、導線的形狀以及周圍介質(zhì)有關10、在靜電學的知識體系中，庫侖定律描述了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力。有兩個電荷量分別為q1和q2的點電荷，距離為r，它們之間的庫侖力大小如何計算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r211、在熱力學第一定律的應用中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱過程。在此過程中，氣體對外做功，其內(nèi)能會發(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12、對于電磁振蕩，在LC振蕩電路中，電容器放電完畢時，以下哪個物理量達到最大值？（）A.電容器的電荷量B.電路中的電流C.電感中的自感電動勢D.電容器兩極板間的電壓13、關于光學的知識，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角為i，折射角為r，該介質(zhì)的折射率n應該如何計算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi14、關于熱力學第一定律，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時，以下關于內(nèi)能變化、外界做功和熱量傳遞的表述，不正確的是（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加C.系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化量等于外界做功的大小，與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關15、在量子力學中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。以下關于波函數(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出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)本身可以直接測量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二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述量子力學中的量子糾錯碼的概念及原理，分析量子糾錯碼在量子計算中的重要性。2、（本題5分）解釋電阻定律，即導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料的電阻率之間的關系。并舉例說明如何根據(jù)電阻定律計算導體的電阻。3、（本題5分）狹義相對論中的時間膨脹效應表明，運動的時鐘會變慢。請從相對論的基本原理出發(fā)，推導時間膨脹的公式，并解釋其在高速運動中的實際應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述流體力學中湍流現(xiàn)象的特點及研究方法，舉例說明其在自然界和工程中的應用。2、（本題5分）從物理角度論述電介質(zhì)中的電導現(xiàn)象，包括電介質(zhì)電導的機制、電導率的計算和影響因素，以及電介質(zhì)電導在絕緣材料和電子器件中的應用。3、（本題5分）在相對論中，相對論速度變換公式對于理解高速運動物體的相對速度具有重要意義，分析其推導過程、與經(jīng)典速度變換的區(qū)別以及在粒子碰撞等過程中的應用。4、（本題5分）深入研究光的干涉和衍射現(xiàn)象，闡述其產(chǎn)生的條件、特點和在光學儀器、精密測量等領域的應用。5、（本題5分）論述光學中的全反射現(xiàn)象的原理及應用，舉例說明其在光纖通信和光學儀器中的重要性。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一長直導線通有電流I1，在其附近有一矩形回路，邊長分別為L1和L2，矩形回路與長直導線共面，且矩形的一邊與導線平行，距離為d。計算通過矩形回路的磁通量。2、（本題10分）一個半徑為0.10m的金屬圓環(huán)，電阻為2.0Ω，垂直放置在一個磁感應強度為0.50T的勻強磁場中。