北京化工大學(xué)《高等量子力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)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、在波動學(xué)中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關(guān)于駐波的特點(diǎn)，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節(jié)B.相鄰波節(jié)之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播2、在研究帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時，一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，它將做什么運(yùn)動？（）A.勻速直線運(yùn)動B.勻加速直線運(yùn)動C.勻速圓周運(yùn)動D.平拋運(yùn)動3、在波動光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，一束光通過一個狹縫后發(fā)生衍射。若狹縫寬度減小，同時保持其他條件不變。以下關(guān)于衍射條紋的寬度和強(qiáng)度的變化，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.衍射條紋寬度增大B.衍射條紋強(qiáng)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(guān)4、在剛體力學(xué)中，轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動特性的重要物理量。以下關(guān)于轉(zhuǎn)動慣量的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)B.與轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)C.質(zhì)量越大，轉(zhuǎn)動慣量一定越大D.對于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的剛體，可以通過公式計算轉(zhuǎn)動慣量5、在相對論中，一個物體的運(yùn)動速度接近光速時，其長度會發(fā)生收縮。以下關(guān)于長度收縮效應(yīng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運(yùn)動方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對于靜止的觀察者，物體的長度會變短D.長度收縮是一種視覺錯覺，實(shí)際上物體的長度不變6、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點(diǎn)，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場產(chǎn)生的B.位移電流與傳導(dǎo)電流一樣會產(chǎn)生磁場C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比7、在電磁學(xué)領(lǐng)域，法拉第電磁感應(yīng)定律描述了感應(yīng)電動勢與磁通量變化之間的關(guān)系。當(dāng)一個閉合線圈在均勻磁場中以恒定速度轉(zhuǎn)動時，如果磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大一倍，而線圈的轉(zhuǎn)動速度不變，那么感應(yīng)電動勢會發(fā)生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變8、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(guī)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.t9、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關(guān)。一個帶正電的粒子在電場中運(yùn)動，電場力做正功，粒子的電勢能會如何變化？（）A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小10、對于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，以下哪種因素會影響半衰期的長短？（）A.元素的化學(xué)狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.以上因素均不影響11、在相對論力學(xué)中，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的動量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)的差異，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)完全相同，只是在高速情況下進(jìn)行了修正B.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動量和能量不再是簡單的線性關(guān)系，且能量與動量的平方成正比C.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動量和能量表達(dá)式與速度無關(guān)，只與質(zhì)量有關(guān)D.相對論力學(xué)中的動量和能量表達(dá)式在低速情況下與經(jīng)典力學(xué)近似相等，在高速情況下則有顯著差異12、關(guān)于氣體分子運(yùn)動論，對于理想氣體分子的速率分布規(guī)律，以下關(guān)于麥克斯韋速率分布函數(shù)的特點(diǎn)和意義的闡述，不正確的是（）A.麥克斯韋速率分布函數(shù)反映了氣體分子速率的分布情況B.溫度越高，氣體分子的平均速率越大C.最概然速率是指出現(xiàn)概率最大的速率D.氣體分子的速率可以無限大13、在波動光學(xué)中，薄膜干涉是一種常見的現(xiàn)象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發(fā)生干涉現(xiàn)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14、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中，對于一個熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，對外做功W。以下關(guān)于熱機(jī)效率的表達(dá)式，哪一項是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%D.熱機(jī)效率與工作物質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)15、關(guān)于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在波動光學(xué)中，光的干涉和衍射都涉及光的疊加原理。請解釋光的疊加原理的內(nèi)容，說明干涉和衍射現(xiàn)象中光的疊加方式的區(qū)別，并舉例說明其在光學(xué)實(shí)驗和實(shí)際應(yīng)用中的體現(xiàn)。2、（本題5分）在熱力學(xué)第一定律的框架下，闡述其表達(dá)式中各項的物理含義，討論能量守恒在不同熱學(xué)過程中的具體表現(xiàn)和應(yīng)用。3、（本題5分）闡述剛體的進(jìn)動現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，說明進(jìn)動在物理學(xué)中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容及意義，探討其在低溫物理和材料科學(xué)中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)研究量子力學(xué)中的薛定諤方程，解釋其物理意義、數(shù)學(xué)形式以及在求解微觀粒子狀態(tài)和波函數(shù)中的應(yīng)用。3、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論性速度合成公式，分析其數(shù)學(xué)推導(dǎo)、物理意義和在高速物體相對運(yùn)動計算中的應(yīng)用。4、（本題5分）全面論述牛頓萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程、數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義，探討其在天體力學(xué)和宇宙探索中的重要作用。5、（本題5分）詳細(xì)論述熱力學(xué)系統(tǒng)中的自由能和吉布斯函數(shù)，解釋其物理意義、計算方法以及在判斷熱力學(xué)過程自發(fā)性和平衡條件中的作用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上，木板上表面粗糙，質(zhì)量為m的物塊以初速度v0滑上木板，兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ。求物塊在木板上滑行的時間和相對位移。2、（本題10分）一個理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，初始體積為V1，溫度為T1