福建理工大學(xué)《量子力學(xué)專題講座》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)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)福建理工大學(xué)

《量子力學(xué)專題講座》2023-2024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2分，共30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、在靜電場(chǎng)的高斯定理中，對(duì)于一個(gè)帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關(guān)于通過(guò)球面的電通量，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無(wú)關(guān)C.可以通過(guò)高斯定理計(jì)算電通量D.電通量的大小與電場(chǎng)的分布有關(guān)2、在量子力學(xué)的應(yīng)用中，關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)的理論，以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的？（）A.原子的能級(jí)是連續(xù)分布的，電子可以在任意能級(jí)之間躍遷，發(fā)出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級(jí)是分立的，電子只能在特定的能級(jí)之間躍遷，發(fā)出或吸收特定頻率的光子，符合玻爾的原子模型C.量子力學(xué)中的原子結(jié)構(gòu)理論無(wú)法解釋原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜現(xiàn)象D.原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和電子躍遷與原子核的性質(zhì)無(wú)關(guān)，只取決于電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)3、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(huì)影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長(zhǎng)C.薄膜的折射率D.以上因素均會(huì)4、在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用分光計(jì)測(cè)量三棱鏡的頂角。若測(cè)量過(guò)程中存在偏心誤差，以下關(guān)于對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響及修正方法，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.偏心誤差會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大或偏小B.可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值來(lái)減小偏心誤差的影響C.了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理有助于分析偏心誤差D.偏心誤差無(wú)法通過(guò)任何方法修正5、在磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，對(duì)于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計(jì)算，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)B.安培力的方向用左手定則判斷C.當(dāng)載流導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積6、在波動(dòng)光學(xué)中，楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是研究光的干涉現(xiàn)象的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。在實(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，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D7、在量子物理中，對(duì)于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動(dòng)性和粒子性的關(guān)系，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動(dòng)性和粒子性不能同時(shí)表現(xiàn)出來(lái)C.波動(dòng)性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對(duì)微觀粒子的描述需要同時(shí)考慮波動(dòng)性和粒子性8、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。以下關(guān)于等壓過(guò)程和等容過(guò)程的比較，不正確的是？（）A.在等壓過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外做功等于壓力與體積變化的乘積B.在等容過(guò)程中，系統(tǒng)不對(duì)外做功C.等壓過(guò)程中內(nèi)能的變化與等容過(guò)程中內(nèi)能的變化相同D.等壓過(guò)程和等容過(guò)程的熱容量不同9、在熱力學(xué)第二定律中，指出了熱傳導(dǎo)過(guò)程的方向性。從高溫物體向低溫物體傳熱是自發(fā)的，那么反過(guò)來(lái)，從低溫物體向高溫物體傳熱是否可能自發(fā)進(jìn)行？（）A.可能B.不可能C.在一定條件下可能D.無(wú)法確定10、在熱學(xué)的熱傳遞過(guò)程中，以下哪種方式是通過(guò)微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞熱量的？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對(duì)流C.熱輻射D.以上方式均是11、在相對(duì)論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速的一半時(shí)，其質(zhì)量相對(duì)于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%12、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(guò)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(zhǎng)無(wú)關(guān)13、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14、在研究靜電平衡的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零。如果在導(dǎo)體內(nèi)部放入一個(gè)電荷，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無(wú)法確定D.以上都不對(duì)15、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過(guò)偏振片后變成了偏振光。如果兩個(gè)偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過(guò)這兩個(gè)偏振片后，光強(qiáng)會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的多少？（）A.1/2B.1/4C.0D.1二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在狹義相對(duì)論的速度變換公式中，論述其推導(dǎo)過(guò)程，分析其與經(jīng)典速度疊加原理的區(qū)別，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。2、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋熱平衡的概念和條件？3、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述狹義相對(duì)論中的長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，推導(dǎo)其數(shù)學(xué)表達(dá)式，解釋其物理意義，并舉例說(shuō)明其在高速運(yùn)動(dòng)物體測(cè)量中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）探討光學(xué)中的阿貝成像原理，論述其物理內(nèi)涵、數(shù)學(xué)表述以及在顯微鏡設(shè)計(jì)和光學(xué)信息處理中的應(yīng)用和改進(jìn)。2、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的熱平衡態(tài)的微觀解釋和統(tǒng)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)，探討其物理概念、數(shù)學(xué)模型和在熱力學(xué)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。3、（本題5分）牛頓力學(xué)中的天體力學(xué)問(wèn)題涉及到引力相互作用和軌道運(yùn)動(dòng)，論述開(kāi)普勒定律、萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，以及三體問(wèn)題和軌道穩(wěn)定性的研究。4、（本題5分）在量子場(chǎng)論中，規(guī)范場(chǎng)的量子化是構(gòu)建理論的重要步驟，闡述規(guī)范場(chǎng)量子化的方法、困難和解決途徑，以及在量子電動(dòng)力學(xué)和量子色動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用。5、（本題5分）幾何光學(xué)中的像差理論對(duì)于提高光學(xué)成像質(zhì)量至關(guān)重要，分析像差的種類（如球差、彗差、像散等）、產(chǎn)生原因以及校正像差的方法和技術(shù)。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電薄圓盤，面電荷密度為σ。計(jì)算圓盤軸線上距圓心為x處的電場(chǎng)強(qiáng)度，并分析當(dāng)x趨近于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的變化。2、（本題10分）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為0