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《量子力學B》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、在電磁學的知識體系中，法拉第電磁感應定律揭示了電磁現象的本質。一個閉合回路中的磁通量發生變化時，會產生感應電動勢。如果磁通量在極短時間內從Φ1變化到Φ2，以下哪個表達式能正確計算感應電動勢的大??？（）A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t2、在剛體力學中，一均勻細棒可繞通過其一端的光滑固定軸在豎直平面內轉動，當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3、對于簡諧振動，一個做簡諧振動的物體，其位移隨時間的變化規律為x=Asin(ωt+φ)，以下哪個物理量決定了振動的初相位？（）A.AB.ωC.φD.t4、在光學的折射定律中，當光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角i和折射角r滿足什么關系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr5、在波動方程中，波速、波長和頻率之間存在著一定的關系。以下關于波速的決定因素，不準確的是？（）A.波速由介質的性質決定B.對于同一列波，在不同介質中波速不同C.波的頻率越高，波速越大D.波速與波長和頻率無關6、在熱學的熱傳遞過程中，以下哪種方式是通過微觀粒子的熱運動來傳遞熱量的？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上方式均是7、在波動學中，波的疊加原理指出，幾列波在同一介質中傳播時會相互疊加。兩列頻率相同、振幅相等、振動方向相同的波在相遇區域會形成什么現象？（）A.干涉B.衍射C.折射D.反射8、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9、在熱力學的卡諾循環中，由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。如果卡諾熱機的高溫熱源溫度為T1，低溫熱源溫度為T2，其效率η可以表示為？（）A.1-T2/T1B.1-T1/T2C.T2/(T1-T2)D.(T1-T2)/T110、在熱力學中，理想氣體的絕熱過程是指沒有熱量交換的過程。在絕熱壓縮過程中，氣體的溫度會：（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定11、在相對論中，長度收縮效應是指物體沿運動方向的長度會變短。一個長度為L0的物體，在相對觀察者以速度v運動時，觀察者測得的長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無法確定12、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，洛倫茲力起著決定性作用。一個帶電量為q、質量為m的粒子，以速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，做勻速圓周運動。若粒子的速度增大到2v，圓周運動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半13、在電磁學中，法拉第電磁感應定律揭示了電磁現象之間的重要聯系。以下關于法拉第電磁感應定律的描述，哪一項是不準確的？（）A.感應電動勢的大小與穿過閉合回路的磁通量的變化率成正比B.即使回路不閉合，只要磁通量發生變化，也會產生感應電動勢C.感應電動勢的方向總是阻礙磁通量的變化D.磁通量變化越快，感應電動勢就一定越大，與回路的電阻無關14、在量子物理中，電子的軌道概念與經典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運動時，具有怎樣的能量特點？（）A.能量連續變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比15、在波動光學中，薄膜干涉是一種常見的現象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發生干涉現象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定16、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強度的大小。對于一個帶正電的點電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點電荷C.背離點電荷D.呈環形分布17、在光學成像的原理中，對于薄透鏡成像公式的推導、適用條件以及像的性質和特點，以下描述不準確的是（）A.薄透鏡成像公式適用于各種類型的透鏡B.像的虛實、正倒和大小與物距和焦距有關C.當物距大于兩倍焦距時，成倒立縮小的實像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數越大18、對于熱力學第一定律，一定質量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮，其內能會如何改變？（）A.內能不變B.內能減小C.內能增大D.無法確定19、在熱力學的研究中，理想氣體經歷絕熱自由膨脹過程。在此過程中，以下關于氣體的溫度、壓強和熵的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.溫度不變B.壓強減小C.熵增加D.熵的變化與氣體的體積變化量成正比20、在研究氣體分子運動時，麥克斯韋速率分布函數能夠描述氣體分子的速率分布情況。對于一定質量的理想氣體，溫度升高時，分子的最概然速率會如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述晶體的特點及晶體結構的類型，分析晶體在材料科學中的重要性。2、（本題5分）結合電磁學中的電磁場能量和能流，分析電磁場能量密度和能流密度的表達式，推導能量守恒定律在電磁場中的表達式，并舉例說明其應用。3、（本題5分）隨著凝聚態物理中的拓撲絕緣體研究，探討拓撲絕緣體的特性、拓撲不變量和邊界態，以及在電子器件和量子計算中的應用前景。4、（本題5分）在波動學中，解釋彈性波在有限空間中的共振現象？5、（本題5分）在研究機械波的疊加時，說明波的干涉和駐波現象的形成條件和特點，并通過實例解釋其在聲學和光學中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一根長為L、質量分布不均勻的細桿，其質量線密度λ隨距離一端O的距離x變化的關系為λ=kx，其中k為常數。細桿可繞O端在豎直平面內轉動，求細桿對O軸的轉動慣量和細桿從水平位置轉到豎直位置時重力所做的功。2、（本題5分）在楊氏雙縫干涉實驗中，波長為λ的單色光入射，雙縫間距為d，屏到雙縫的距離為D。若在雙縫前分別放置折射率為n1和n2的透明薄片，厚度均為t，求此時條紋間距的變化。3、（本題5分）一質量為m的物體在半徑為R的光滑半球形碗內做圓周運動，求物體在任意位置時碗對物體的支持力和物體的速度。4、（本題5分）一個半徑為0.20m的圓形金屬環，處于磁感應強度為0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直于環面。當金屬環以角速度5.0rad/s繞圓心勻速轉動時，計算環中產生的感應電動勢的大小。5、（本題5分）一質點沿x軸做簡諧振動，其位移x與時間t的關系為x=0.1cos(2πt+π/3)（SI單位）。求t=1s時，質點的速度和加速度。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）量子力學中的