天津商業(yè)大學(xué)寶德學(xué)院《量子力學(xué)（Ⅱ）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁天津商業(yè)大學(xué)寶德學(xué)院《量子力學(xué)（Ⅱ）》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、對于簡諧振動(dòng)，一個(gè)做簡諧振動(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.t2、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)與光的波長無關(guān)3、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半4、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)逐個(gè)發(fā)射電子時(shí)，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個(gè)電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動(dòng)性D.干涉條紋的位置和強(qiáng)度與電子的發(fā)射時(shí)間有關(guān)5、在量子物理中，泡利不相容原理是描述原子中電子排布的重要原理。以下關(guān)于泡利不相容原理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.解釋了原子的殼層結(jié)構(gòu)B.確定了每個(gè)原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測元素的化學(xué)性質(zhì)D.對原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響6、在剛體力學(xué)中，一均勻細(xì)棒可繞通過其一端的光滑固定軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)棒從水平位置自由下擺到豎直位置的過程中，其角速度和角加速度如何變化？（）A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度減小C.角速度減小，角加速度減小D.角速度減小，角加速度增大7、在波動(dòng)學(xué)中，多普勒效應(yīng)描述了波源和觀察者相對運(yùn)動(dòng)時(shí)頻率的變化。當(dāng)波源和觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率會(huì)怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低8、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9、在狹義相對論中，長度收縮和時(shí)間膨脹效應(yīng)是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關(guān)于長度收縮和時(shí)間膨脹的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)方向上長度會(huì)收縮B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢，即時(shí)間膨脹C.長度收縮和時(shí)間膨脹效應(yīng)只在接近光速時(shí)才明顯D.長度收縮和時(shí)間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系10、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11、在電磁學(xué)的電容部分，平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。如果在一個(gè)平行板電容器中插入一塊電介質(zhì)，其電容會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小12、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.無法比較13、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經(jīng)過時(shí)間2T后，未衰變的原子核數(shù)目占原原子核數(shù)目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/1614、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15、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個(gè)匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)如何變化？（）A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半16、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的物理量，以下哪種情況會(huì)使剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大？（）A.質(zhì)量分布靠近轉(zhuǎn)軸B.質(zhì)量分布遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸C.轉(zhuǎn)軸位置改變D.剛體的角速度增大17、在研究氣體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)，麥克斯韋速率分布函數(shù)能夠描述氣體分子的速率分布情況。對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的最概然速率會(huì)如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小18、在研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為x=3t，y=4t2，t為時(shí)間。則該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小是多少？（）A.3B.4C.8D.1219、對于氣體分子動(dòng)理論，以下關(guān)于理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.理想氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動(dòng)能無關(guān)B.理想氣體的壓強(qiáng)和溫度都與氣體分子的平均動(dòng)能成正比，分子的平均動(dòng)能越大，壓強(qiáng)和溫度越高C.理想氣體的壓強(qiáng)取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢能有關(guān)D.氣體分子動(dòng)理論無法解釋理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀本質(zhì)，只是一種經(jīng)驗(yàn)性的理論20、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對于一根兩端固定的弦上產(chǎn)生的駐波，其波長與弦長之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.波長等于弦長的整數(shù)倍B.波長等于弦長的半整數(shù)倍C.波長與弦長無關(guān)D.波長是弦長的兩倍21、在光學(xué)的成像問題中，凸透鏡成像具有多種情況。當(dāng)物體位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時(shí)，所成的像是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像22、在相對論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能的增加變得越來越困難D.動(dòng)能的增加變得越來越容易23、在熱力學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低24、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)過程，其內(nèi)能的變化量是多少？（）A.大于零B.小于零C.等于零D.無法確定25、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(gè)物理量保持不變？（）A.壓強(qiáng)B.體積C.內(nèi)能D.溫度二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分析量子力學(xué)中的量子霍爾效應(yīng)的現(xiàn)象及應(yīng)用，探討量子霍爾效應(yīng)在量子物理中的重要意義。2、（本題5分）分析等勢面的特點(diǎn)及與電場線的關(guān)系，探討等勢面在電場中的重要意義。3、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)第三定律，分析絕對零度不可達(dá)到的理論依據(jù)和物理意義，以及在低溫物理研究中的相關(guān)應(yīng)用。4、（本題5分）量子力學(xué)中的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。請闡述薛定諤方程的建立過程，其數(shù)學(xué)形式以及它在量子力學(xué)中的重要地位。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一絕熱氣缸，內(nèi)有一絕熱活塞將氣缸分為體積相等的兩部分。左部分有理想氣體，壓強(qiáng)為P1，溫度為T1；右部分為真空。迅速抽去活塞，氣體自由膨脹。計(jì)算氣體膨脹后的壓強(qiáng)和溫度，并分析此過程中熵的變化。2、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上，受到一個(gè)水平方向的變力F=F0*sin(ωt)的作用，其中F0和ω為常數(shù)。計(jì)算物體在t時(shí)刻的速度和位移，并分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3、（本題5分）一矩形波導(dǎo)，內(nèi)部填充空氣，尺寸為a×b（a>b）。計(jì)算波導(dǎo)中能夠傳輸?shù)碾姶挪ǖ慕刂诡l率和截止波長，并討論不同模式的傳輸特性。4、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷等容冷卻過程，初態(tài)壓強(qiáng)為P1，溫度為T1，末態(tài)溫度為T2。已知?dú)怏w的摩爾定容熱容為Cv，計(jì)算氣體放出的熱量和壓強(qiáng)的變化。5、（本題5分）在折射率為n的介質(zhì)中，有一束光從點(diǎn)A傳播到點(diǎn)B，兩點(diǎn)之間的距離為d，光在介質(zhì)中的傳播速度為v。已知點(diǎn)A的坐標(biāo)為（x1,y1），點(diǎn)B的坐標(biāo)為（x2,y2），求光從點(diǎn)A傳播到點(diǎn)B所需的時(shí)間。