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《量子力學》2022-2023學年第一學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個小題，每小題1分，共25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、對于波動光學中的薄膜干涉現象，以下關于其產生條件和條紋特點，哪一項是準確的？（）A.薄膜干涉要求薄膜厚度均勻，且入射光必須是單色光，干涉條紋是等間距的明暗相間條紋B.薄膜干涉發生在薄膜的上、下表面反射光相遇時，薄膜厚度不均勻會導致條紋彎曲，條紋的明暗取決于光程差C.薄膜干涉只在特定的薄膜材料和入射角度下才能發生，條紋的間距和顏色與薄膜的性質無關D.薄膜干涉現象復雜且難以觀察，在實際應用中沒有太大價值2、在量子力學的隧道效應中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關？（）A.只與勢壘高度有關B.只與勢壘寬度有關C.與勢壘高度和寬度都有關D.與粒子的速度有關3、在電磁學中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化4、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小？（）A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t5、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.148.9nm6、對于靜電屏蔽現象，在一個金屬殼內部放置一個帶電體，以下哪種說法是正確的？（）A.殼外電場不受殼內帶電體的影響B.殼內電場不受殼外電場的影響C.殼內殼外電場均不受影響D.殼內殼外電場相互影響7、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8、在熱力學第三定律中，絕對零度不能達到。如果一個系統的溫度接近絕對零度，那么其熵會趨近于什么值？（）A.零B.正值C.負值D.無窮大9、在經典力學的范疇中，關于牛頓運動定律的適用范圍和局限性，以下哪種說法是較為準確的？（）A.牛頓運動定律適用于所有宏觀和微觀物體的運動，沒有任何局限性B.牛頓運動定律只適用于宏觀低速物體的運動，在高速和微觀領域需要相對論和量子力學來修正C.牛頓運動定律對于高速運動的物體仍然適用，但對于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運動定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對象和問題10、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11、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=n1cosr12、在光的偏振現象中，自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個偏振片后，光強會變為原來的多少？（）A.1/2B.1/4C.0D.113、在相對論力學中，考慮一個物體的動能。當物體的速度接近光速時，以下關于動能的表達式和變化趨勢，哪一項分析是不準確的？（）A.動能的表達式與經典力學中的不同B.動能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過相對論的能量方程推導動能的表達式D.當速度較小時，相對論動能與經典動能近似相等14、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15、在剛體力學的研究中，轉動慣量是描述剛體轉動特性的重要物理量。對于一個質量分布均勻的細圓環，其半徑為R，質量為M，關于其繞圓心軸的轉動慣量，以下哪個表達式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR216、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經典力學有很大差異，以下哪種說法能體現這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢17、在熱力學中，一定質量的理想氣體經歷等溫過程，以下哪個物理量保持不變？（）A.壓強B.體積C.內能D.溫度18、在振動和波動的綜合問題中，駐波是一種特殊的現象。以下關于駐波的特點，不正確的是？（）A.駐波中各點的振幅不同，有些點始終靜止B.相鄰兩波節之間的各點振動相位相同C.駐波的頻率與波源的頻率相同D.駐波不傳播能量19、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20、在光學的干涉實驗中，劈尖干涉可以用來測量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對應的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ21、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22、關于熱力學第一定律，對于一個封閉系統經歷絕熱過程時，以下關于內能變化、外界做功和熱量傳遞的表述，不正確的是（）A.絕熱過程中，系統與外界沒有熱量交換B.外界對系統做功，系統內能增加C.系統對外界做功，系統內能減小D.內能的變化量等于外界做功的大小，與系統的初始狀態無關23、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24、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。以下關于同時的相對性的理解，不準確的是？（）A.在一個慣性系中同時發生的兩個事件，在另一個慣性系中可能不同時發生B.同時的相對性是光速不變原理的必然結果C.同時的相對性只在高速運動的情況下才明顯，低速時可以忽略D.同時的相對性意味著不存在絕對的同時性25、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，合振動的振幅最小二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析安培力的計算公式及方向判斷方法，探討安培力在電磁學中的作用。2、（本題5分）在熱力學中，焦耳實驗為建立熱力學第一定律提供了重要的實驗基礎。請描述焦耳實驗的裝置和過程，解釋實驗結果如何證明了內能是狀態函數，并說明熱力學第一定律的數學表達式。3、（本題5分）在波動光學中，論述光的衍射現象的分類（如菲涅爾衍射和夫瑯禾費衍射）、特點和產生條件，以及衍射在光學儀器中的影響。4、（本題5分）在波動學中，解釋波的相干性的保持和破壞條件？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個由兩個電阻分別為R?和R?、兩個電感分別為L?和L?的線圈串聯組成的電路中，電源電動勢為E，內阻為r。求電路中的電流、各元件兩端的電壓以及儲存的磁場能量。2、（本題5分）在一個RLC串聯電路中，電阻R=10Ω，電感L=0.1H，電容C=10^(-5)F，電源電壓U=100sin(100t)V。計算電路的諧振頻率、品質因數和電流的表達式。3、（本題5分）在一靜電場中，有一帶電粒子從點A運動到點B，電場力做功為W，已知粒子的電荷量為q，A、B兩點的電勢分別為φA和φB。計算粒子在A、B兩點的動能之差。4、（本題5分）一長為L的均勻細桿，質量為M，繞一端點在豎直平面內做定軸轉動，角速度為ω。求轉動動能和角動量。5、（本題5分）在夫瑯禾費衍射實驗中，用波長為λ的平行光照射寬度為a的單縫，在透鏡后焦面上觀察到中央亮紋的半角寬度為θ。計算單縫的寬