陜西警官職業(yè)學(xué)院《量子光學(xué)與量子信息導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁陜西警官職業(yè)學(xué)院《量子光學(xué)與量子信息導(dǎo)論》

2023-2024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批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在相對論中，對于一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量的增加趨勢是怎樣的？（）A.質(zhì)量增加得越來越慢B.質(zhì)量增加得越來越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快，后增加得慢2、在量子力學(xué)的應(yīng)用中，關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和能級的理論，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.原子的能級是連續(xù)分布的，電子可以在任意能級之間躍遷，發(fā)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(fā)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(xué)中的原子結(jié)構(gòu)理論無法解釋原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜現(xiàn)象D.原子的能級結(jié)構(gòu)和電子躍遷與原子核的性質(zhì)無關(guān)，只取決于電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)3、對于光的折射現(xiàn)象，當(dāng)一束光從空氣斜射入水中時(shí)，以下關(guān)于入射角、折射角以及光速變化的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.入射角大于折射角B.光在水中的傳播速度變慢C.折射角的大小取決于入射角和兩種介質(zhì)的折射率D.入射角增大時(shí)，折射角不變4、對于氣體分子動(dòng)理論，以下關(guān)于理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.理想氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動(dòng)能無關(guān)B.理想氣體的壓強(qiáng)和溫度都與氣體分子的平均動(dòng)能成正比，分子的平均動(dòng)能越大，壓強(qiáng)和溫度越高C.理想氣體的壓強(qiáng)取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢能有關(guān)D.氣體分子動(dòng)理論無法解釋理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀本質(zhì)，只是一種經(jīng)驗(yàn)性的理論5、對于近代物理實(shí)驗(yàn)中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實(shí)驗(yàn)規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無關(guān)，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時(shí)發(fā)射等，愛因斯坦光電方程成功地解釋了這些規(guī)律，指出光具有粒子性C.光電效應(yīng)表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強(qiáng)度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應(yīng)的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進(jìn)一步修正6、在光學(xué)成像的原理中，對于薄透鏡成像公式的推導(dǎo)、適用條件以及像的性質(zhì)和特點(diǎn)，以下描述不準(zhǔn)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(shí)、正倒和大小與物距和焦距有關(guān)C.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數(shù)越大7、在牛頓力學(xué)的研究中，物體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后，它的速度會發(fā)生變化。以下關(guān)于速度變化量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt8、對于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個(gè)金屬殼內(nèi)部放置一個(gè)帶電體，以下哪種說法是正確的？（）A.殼外電場不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場不受殼外電場的影響C.殼內(nèi)殼外電場均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場相互影響9、在相對論中，長度收縮效應(yīng)是指物體沿運(yùn)動(dòng)方向的長度會變短。一個(gè)長度為L0的物體，在相對觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，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10、在原子核物理中，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。以下哪種原子核的比結(jié)合能最大？（）A.氫原子核B.氦原子核C.鈾原子核D.鐵原子核11、在電磁學(xué)中，對于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項(xiàng)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(shí)，電容減小會導(dǎo)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12、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系限制了我們同時(shí)精確測量粒子的位置和動(dòng)量。對于一個(gè)微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動(dòng)量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)13、在狹義相對論中，同時(shí)的相對性是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于同時(shí)的相對性的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中可能不同時(shí)發(fā)生B.同時(shí)的相對性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時(shí)的相對性只在高速運(yùn)動(dòng)的情況下才明顯，低速時(shí)可以忽略D.同時(shí)的相對性意味著不存在絕對的同時(shí)性14、在研究光的折射時(shí)，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)會發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率15、在電磁學(xué)的知識體系中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)。一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。如果磁通量在極短時(shí)間內(nèi)從Φ1變化到Φ2，以下哪個(gè)表達(dá)式能正確計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小？（）A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t16、在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，通過測量水平位移和豎直位移來計(jì)算初速度。如果實(shí)驗(yàn)中忽略了空氣阻力的影響，實(shí)際測量的初速度會比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定17、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測量電阻是常見的操作。用伏安法測量一個(gè)未知電阻R的阻值，實(shí)驗(yàn)中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測量值會比真實(shí)值偏大還是偏??？（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定18、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程。已知?dú)怏w的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關(guān)于氣體體積變化量與其他物理量的關(guān)系，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.利用熱力學(xué)第一定律和等壓過程的特點(diǎn)進(jìn)行推導(dǎo)B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無關(guān)19、在量子物理中，氫原子的能級是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時(shí)，會發(fā)射出一個(gè)光子，該光子的波長大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm20、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感都是重要的概念。對于兩個(gè)相鄰的線圈，其中一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與它們之間的互感系數(shù)以及電流變化率之間有怎樣的關(guān)系？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)和電流變化率都成正比B.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)成正比，與電流變化率成反比C.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)成反比，與電流變化率成正比D.感應(yīng)電動(dòng)勢與互感系數(shù)和電流變化率都成反比21、對于靜電場的性質(zhì)，以下關(guān)于電場強(qiáng)度和電勢的概念以及它們之間的關(guān)系，哪一個(gè)是正確的？（）A.電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量，電場強(qiáng)度的方向總是指向電勢降低的方向B.電場強(qiáng)度和電勢沒有直接關(guān)系，它們分別獨(dú)立描述電場的不同特性，電場強(qiáng)度大的地方電勢一定高C.電勢的大小與電場強(qiáng)度的大小成正比，電場強(qiáng)度為零的地方電勢也一定為零D.電場強(qiáng)度和電勢都是標(biāo)量，它們的疊加遵循代數(shù)相加的原則22、在量子物理中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動(dòng)性和粒子性的關(guān)系，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動(dòng)性和粒子性不能同時(shí)表現(xiàn)出來C.波動(dòng)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(shí)考慮波動(dòng)性和粒子性23、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強(qiáng)為I0，那么通過偏振片后的光強(qiáng)是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/824、在波動(dòng)學(xué)的研究中，機(jī)械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源的振動(dòng)方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時(shí)刻，x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移y與哪些因素有關(guān)？（）A.只與t有關(guān)B.只與x有關(guān)C.與t和x都有關(guān)D.與t和x都無關(guān)25、在電磁學(xué)中，對于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項(xiàng)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(shí)，電容減小會導(dǎo)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二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和自感系數(shù)的影響因素，說明在實(shí)際電路中自感現(xiàn)象可能帶來的影響和應(yīng)用。2、（本題5分）在量子物理中，解釋量子糾纏的概念和其在量子通信中的應(yīng)用？3、（本題5分）說明熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容及表達(dá)式，分析其在熱力學(xué)中的重要意義。4、（本題5分）闡述固體物理中的磁性材料的分類及特點(diǎn)，分析磁性材料在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一長為L、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞距一端為c的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，求細(xì)桿從水平位置下擺至與豎直方向成θ角時(shí)的角速度和角加速度。2、（本題5分）一束波長為λ的光垂直照射在一塊厚度為d、折射率為n的平行玻璃磚上。計(jì)算光通過玻璃磚的時(shí)間。3、（本題5分）一橫截面為矩形的波導(dǎo)管，寬邊為a，窄邊為b，內(nèi)部充滿電磁波。已知電磁波的頻率為f，計(jì)算能夠在波導(dǎo)管中傳播的電磁波的模式和截止頻率。4、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體從高度h處自由下落，進(jìn)入一個(gè)豎直放置的、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧中，求物體在彈簧上的最大壓縮量。5、（本題5分）有一無限長直導(dǎo)線，通有電流I?，在其旁邊有一三角形回路，三角形邊長分別為a、b、c，其中通有電流I?。