自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁福建理工大學

《量子力學專題講座》2023-2024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15個小題，每小題2分，共30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、在靜電場的高斯定理中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關于通過球面的電通量，哪一項分析是不準確的？（）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關C.可以通過高斯定理計算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關2、在量子力學的應用中，關于原子結構和能級的理論，以下哪種說法是準確的？（）A.原子的能級是連續分布的，電子可以在任意能級之間躍遷，發出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級是分立的，電子只能在特定的能級之間躍遷，發出或吸收特定頻率的光子，符合玻爾的原子模型C.量子力學中的原子結構理論無法解釋原子光譜的精細結構和復雜現象D.原子的能級結構和電子躍遷與原子核的性質無關，只取決于電子的運動狀態3、關于光學的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產生干涉條紋，以下哪種因素會影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會4、在光學實驗中，用分光計測量三棱鏡的頂角。若測量過程中存在偏心誤差，以下關于對測量結果的影響及修正方法，哪一項描述是不準確的？（）A.偏心誤差會導致測量結果偏大或偏小B.可以通過多次測量取平均值來減小偏心誤差的影響C.了解分光計的結構和原理有助于分析偏心誤差D.偏心誤差無法通過任何方法修正5、在磁場對電流的作用中，對于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計算，以下說法錯誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導線長度和磁感應強度有關B.安培力的方向用左手定則判斷C.當載流導線與磁場方向平行時，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積6、在波動光學中，楊氏雙縫干涉實驗是研究光的干涉現象的經典實驗。在實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為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，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關于粒子的波動性和粒子性的關系，哪一項描述是不準確的？（）A.在某些情況下表現出波動性，在某些情況下表現出粒子性B.波動性和粒子性不能同時表現出來C.波動性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時考慮波動性和粒子性8、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。以下關于等壓過程和等容過程的比較，不正確的是？（）A.在等壓過程中，系統對外做功等于壓力與體積變化的乘積B.在等容過程中，系統不對外做功C.等壓過程中內能的變化與等容過程中內能的變化相同D.等壓過程和等容過程的熱容量不同9、在熱力學第二定律中，指出了熱傳導過程的方向性。從高溫物體向低溫物體傳熱是自發的，那么反過來，從低溫物體向高溫物體傳熱是否可能自發進行？（）A.可能B.不可能C.在一定條件下可能D.無法確定10、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11、在相對論力學中，物體的質量會隨著速度的增加而增大。當一個物體的速度接近光速的一半時，其質量相對于靜止質量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%12、在研究光的折射現象時，一束光線從空氣斜射入水中。假設入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關于折射角的大小，哪一項描述是不準確的？（）（）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.折射角的具體度數與光的波長無關13、在熱力學中，理想氣體的內能只與溫度有關。一定質量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會如何變化？（）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體時，導體內部的電場強度為零。如果在導體內部放入一個電荷，導體內部的電場強度會如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對15、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.1二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在狹義相對論的速度變換公式中，論述其推導過程，分析其與經典速度疊加原理的區別，并舉例說明其應用。2、（本題5分）在熱力學中，解釋熱平衡的概念和條件？3、（本題5分）請詳細闡述狹義相對論中的長度收縮效應，推導其數學表達式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高速運動物體測量中的應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討光學中的阿貝成像原理，論述其物理內涵、數學表述以及在顯微鏡設計和光學信息處理中的應用和改進。2、（本題5分）全面論述熱力學中的熱平衡態的微觀解釋和統計力學基礎，探討其物理概念、數學模型和在熱力學系統分析中的應用。3、（本題5分）牛頓力學中的天體力學問題涉及到引力相互作用和軌道運動，論述開普勒定律、萬有引力定律在天體運動中的應用，以及三體問題和軌道穩定性的研究。4、（本題5分）在量子場論中，規范場的量子化是構建理論的重要步驟，闡述規范場量子化的方法、困難和解決途徑，以及在量子電動力學和量子色動力學中的應用。5、（本題5分）幾何光學中的像差理論對于提高光學成像質量至關重要，分析像差的種類（如球差、彗差、像散等）、產生原因以及校正像差的方法和技術。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個半徑為R的均勻帶電薄圓盤，面電荷密度為σ。計算圓盤軸線上距圓心為x處的電場強度，并分析當x趨近于無窮遠時電場強度的變化。2、（本題10分）在楊氏雙縫干涉實驗中，雙縫間距為0