裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁湖北師范大學

《量子信息導論》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在電磁感應的現象研究中，關于法拉第電磁感應定律和楞次定律的內涵及應用，以下哪種描述是恰當的？（）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象無法給出準確的電流方向判斷C.電磁感應現象中，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驗定律，缺乏理論基礎和嚴格的數學推導2、關于靜電場中的電介質，對于電介質的極化現象、極化強度和電介質對電場的影響，以下說法不準確的是（）A.電介質在電場中會發生極化B.極化強度與外加電場強度成正比C.插入電介質會使電場強度減小D.電介質的極化是瞬間完成的3、在研究平拋運動的實驗中，通過測量水平位移和豎直位移來計算初速度。如果實驗中忽略了空氣阻力的影響，實際測量的初速度會比真實值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定4、在牛頓力學的研究中，對于一個物體在光滑水平面上受到水平力作用時的運動情況，以下描述不準確的是（）A.物體的加速度與所受的力成正比B.力消失后，物體將保持勻速直線運動C.物體的速度會一直線性增加D.物體的質量越大，加速度越小5、在波動光學的衍射現象中，一束光通過一個狹縫后發生衍射。若狹縫寬度減小，同時保持其他條件不變。以下關于衍射條紋的寬度和強度的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.衍射條紋寬度增大B.衍射條紋強度減弱C.可以通過衍射的理論分析條紋的變化D.衍射條紋的變化與光的頻率無關6、在研究簡諧振動時，一個質量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數增大，而其他條件不變。以下關于振動周期的變化，哪一項判斷是不準確的？（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數增大必然導致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關7、在光學的折射現象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質折射率的關系。以下關于斯涅爾定律的應用，不正確的是？（）A.可以用于計算光線在不同介質界面的折射角B.當光從光疏介質射向光密介質時，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質中傳播時，斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見光，對其他電磁波不適用8、在靜電場中，電勢能是一個重要的概念。以下關于電勢能的特點，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點的選擇B.正電荷在電場中電勢越高的地方電勢能越大C.負電荷在電場中電勢越低的地方電勢能越大D.電荷在電場中某點的電勢能與其電荷量的比值就是該點的電勢9、在波動學中，機械波的波速由介質的性質決定。對于在同一均勻介質中傳播的橫波和縱波，以下關于它們波速的比較，哪一項是正確的？（）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10、在波動學的研究中，機械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源的振動方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時刻，x處質點的振動位移y與哪些因素有關？（）A.只與t有關B.只與x有關C.與t和x都有關D.與t和x都無關11、在量子物理的原子結構模型中，對于玻爾模型和量子力學模型的區別與聯系，以下關于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學模型中電子運動狀態用波函數描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子12、在熱力學第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述都揭示了熱現象的方向性。以下哪種過程違反了熱力學第二定律的克勞修斯表述？（）A.熱從高溫物體自發傳給低溫物體B.功完全轉化為熱C.熱從低溫物體傳給高溫物體而不產生其他影響D.以上都不違反13、在原子核物理中，比結合能越大，原子核越穩定。以下哪種原子核的比結合能最大？（）A.氫原子核B.氦原子核C.鈾原子核D.鐵原子核14、在光學的偏振現象研究中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小15、在波動光學的薄膜干涉中，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，薄膜的最小厚度應該是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm16、在熱力學中，熵是一個反映系統混亂程度的物理量。以下關于熵的變化，不準確的是？（）A.在絕熱可逆過程中，熵不變B.在絕熱不可逆過程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統D.熵的變化只與初末狀態有關，與過程無關17、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要概念。在一個慣性系中同時發生的兩個事件，在另一個相對運動的慣性系中是否一定同時發生？（）A.一定同時發生B.一定不同時發生C.可能同時發生，也可能不同時發生D.取決于兩個慣性系的相對速度大小18、在波動光學中，光柵衍射是一種重要的衍射現象。以下關于光柵衍射條紋的特點，不準確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數，條紋會變得更加尖銳明亮19、在熱力學的研究中，一定質量的理想氣體經歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內能、溫度和壓強都發生了變化。以下關于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）A.氣體內能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內能減小C.壓強減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內能的減少量20、關于簡諧振動，對于一個水平彈簧振子的運動，以下關于振幅、周期、頻率和相位等物理量的意義和變化規律的敘述，錯誤的是（）A.振幅表示振子偏離平衡位置的最大距離B.周期和頻率只與振子的質量和彈簧的勁度系數有關C.相位描述振子在不同時刻的運動狀態D.振子通過平衡位置時，速度最大，加速度為零二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）隨著量子霍爾效應的發現，探討其物理機制、實驗現象和在精密測量及量子計算中的應用前景。2、（本題5分）隨著光學纖維通信技術的進步，探討光纖的結構、導光原理和通信系統中的關鍵技術（如光源、調制解調），以及光纖通信的發展趨勢。3、（本題5分）對于一個在磁場中運動的導體棒，已知磁場強度、導體棒的長度和速度，如何計算導體棒產生的感應電動勢？4、（本題5分）在波動光學中，偏振光的產生方式有哪些？解釋偏振光的特性以及在實際中的應用，如在立體電影和偏振光顯微鏡中的應用。5、（本題5分）結合量子力學中的不確定性原理，解釋其物理內涵，推導位置和動量、能量和時間的不確定關系，并舉例說明其應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個絕熱容器中，有一定量的理想氣體，初始壓強為P?=1×10^5Pa，體積為V?=0.01m3，經過絕熱壓縮，體積變為V?=0.005m3。計算氣體的終態壓強P?以及絕熱過程中外界對氣體所做的功。2、（本題5分）在一個串聯電路中，電源電動勢為12V，內阻為1.0Ω，電阻R1為5.0Ω，R2為10.0Ω。計算電路中的電流、R1兩端的電壓和電源的輸出功率。3、（本題5分）一長直導線通有電流I，在其垂直方向距離為d處有一平行的金屬棒，金屬棒長度為L，以速度v平行于導線運動。計算金屬棒中的動生電動勢，并分析其方向。4、（本題5分）一個質量為m的物體在半徑為R的光滑半球形碗內做小幅度擺動。計算擺動的周期，并分析當半徑和質量變化時周期的變化規律。5、（本題5分）在一個靜電場中，有一個半徑為R的空心導體球，球內有一點電荷q。計算球外的電場強度和電勢分布，并討論當電荷位置變化時電場和電勢的變化。四、論述題（本大題共3個小題，共3