吉林大學(xué)《量子力學(xué)A》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《量子力學(xué)A》2021-2022學(xué)年第一學(xué)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15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線圈的電阻2、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。以下關(guān)于理想氣體內(nèi)能的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，內(nèi)能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹，內(nèi)能一定減小C.理想氣體等壓壓縮，內(nèi)能一定減小D.理想氣體等溫變化，內(nèi)能一定不變，但對外做功3、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價(jià)的?？藙谛匏贡硎鲋赋觯瑹崃坎荒茏园l(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。那么，要實(shí)現(xiàn)熱量從低溫物體傳到高溫物體，必須滿足什么條件？（）A.消耗外部能量B.改變物體的性質(zhì)C.等待足夠長的時(shí)間D.以上都不對4、關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，自然光通過偏振片后變成偏振光，以下哪種說法能正確描述偏振光的特點(diǎn)？（）A.光的振動(dòng)方向在一個(gè)平面內(nèi)B.光的強(qiáng)度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長發(fā)生變化5、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的研究中，一個(gè)質(zhì)量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若已知圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤的角動(dòng)量和動(dòng)能，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.角動(dòng)量等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積B.動(dòng)能可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的平方計(jì)算C.改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量不變D.圓盤的動(dòng)能與質(zhì)量分布的均勻程度無關(guān)6、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中，對于一個(gè)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(xiàng)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)7、在靜電場的高斯定理中，對于一個(gè)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(guān)于通過球面的電通量，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)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(guān)C.可以通過高斯定理計(jì)算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關(guān)8、在量子力學(xué)的領(lǐng)域，微觀粒子具有波粒二象性。對于一個(gè)具有一定動(dòng)量p的微觀粒子，其對應(yīng)的德布羅意波長λ可以通過哪個(gè)公式計(jì)算？（）A.λ=h/pB.λ=p/hC.λ=hpD.λ=h/(p2)9、在相對論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會(huì)釋放出巨大的能量10、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對位置、匝數(shù)以及周圍介質(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比11、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關(guān)系。以下關(guān)于斯涅爾定律的應(yīng)用，不正確的是？（）A.可以用于計(jì)算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，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12、對于電容和電容器，以下關(guān)于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質(zhì)的關(guān)系，以及電容器的充電和放電過程的理解，不準(zhǔn)確的是（）A.電容與極板面積成正比，與極板間距成反比B.介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容越大C.電容器充電時(shí)電流逐漸減小，放電時(shí)電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無關(guān)13、在波動(dòng)光學(xué)中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強(qiáng)度B.可以通過偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對所有光學(xué)儀器的性能都沒有影響14、在相對論中，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，其長度會(huì)發(fā)生收縮。以下關(guān)于長度收縮效應(yīng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運(yùn)動(dòng)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(huì)變短D.長度收縮是一種視覺錯(cuò)覺，實(shí)際上物體的長度不變15、在電場的學(xué)習(xí)中，電場強(qiáng)度的概念至關(guān)重要。一個(gè)均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場強(qiáng)度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電場強(qiáng)度不變B.電場強(qiáng)度增大一倍C.電場強(qiáng)度減小為原來的一半D.電場強(qiáng)度減小為原來的四分之一二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）結(jié)合電磁學(xué)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(dá)式，推導(dǎo)能量守恒定律在電磁場中的表達(dá)式，并舉例說明其應(yīng)用。2、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)循環(huán)（如卡諾循環(huán)），分析其效率的計(jì)算方法、影響因素，以及在熱機(jī)和制冷機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。3、（本題5分）簡述電場強(qiáng)度的定義及計(jì)算方法，舉例說明電場強(qiáng)度在實(shí)際問題中的應(yīng)用。4、（本題5分）分析磁通量的概念及計(jì)算方法，探討磁通量在電磁學(xué)中的重要意義。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）光學(xué)中的干涉和衍射現(xiàn)象具有重要的理論和實(shí)際價(jià)值，分析其產(chǎn)生的條件、特點(diǎn)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)，論述它們在光學(xué)測量、成像等方面的應(yīng)用。2、（本題5分）深入探討量子力學(xué)中的泡利不相容原理，解釋其物理意義和在原子結(jié)構(gòu)、元素周期表等方面的重要應(yīng)用。3、（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(jì)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。4、（本題5分）電磁學(xué)中的電感和電容在電路中起著重要作用，探討電感和電容的物理概念、計(jì)算方法和在交流電路中的特性，以及在濾波電路和儲能電路中的應(yīng)用。5、（本題5分）相對論力學(xué)對經(jīng)典力學(xué)進(jìn)行了修正和拓展，請深入探討相對論力學(xué)中的質(zhì)能等價(jià)原理，包括其數(shù)學(xué)表達(dá)式、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及在能源和天體物理中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在一個(gè)LC振蕩電路中，電感L為50μH，電容C為200pF。初始時(shí)電容器充電到電壓為10V。計(jì)算電路的振蕩頻率以及電容器電壓第一次達(dá)到最大值所需的時(shí)間。2、（本題10分）在一個(gè)由兩個(gè)電阻分別為R?和R?、兩個(gè)電感分別為L?和L?的線圈串聯(lián)組成的電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)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。3、（本題10分）