北京交通大学《量子力学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在牛顿运动定律的应用中，连接体问题是常见的类型。两个质量分别为m1和m2的物体，通过轻绳连接在光滑水平面上运动，拉力F作用在m1上。若绳子突然断裂，m2的加速度会如何变化？A.加速度变为0B.加速度不变C.加速度增大D.加速度减小2、在量子场论的初步介绍中，关于场的量子化和粒子的产生与湮灭，以下哪种表述是恰当的？A.量子场论认为场是连续的，不存在粒子的产生和湮灭过程。B.场的量子化使得粒子可以在真空中自发地产生和消失，这与能量守恒定律相矛盾。C.量子场论通过对场进行量子化处理，成功解释了粒子的产生与湮灭现象，并且与实验结果相符。D.粒子的产生与湮灭只在微观尺度上发生，对宏观物理现象没有任何影响。3、关于相对论性质量，当一个物体的速度接近光速时，其质量会怎样变化？A.保持不变B.逐渐减小C.逐渐增大D.先增大后减小4、对于光学中的光的散射现象，以下关于瑞利散射和米氏散射的特点、产生条件以及在大气光学中的应用，表述错误的是（）A.瑞利散射强度与波长的四次方成反比B.米氏散射的强度与波长关系不大C.天空呈现蓝色是瑞利散射的结果D.光的散射现象对光通信没有影响5、在光学成像的原理中，对于薄透镜成像公式的推导、适用条件以及像的性质和特点，以下描述不准确的是（）A.薄透镜成像公式适用于各种类型的透镜B.像的虚实、正倒和大小与物距和焦距有关C.当物距大于两倍焦距时，成倒立缩小的实像D.透镜的焦距越短，成像的放大倍数越大6、在量子力学中，不确定关系表明粒子的某些物理量不能同时被精确测量。对于一个微观粒子，其位置和动量的不确定度之间存在怎样的关系？（）A.ΔxΔp≥h/4πB.ΔxΔp≥h/2πC.ΔxΔp=h/4πD.ΔxΔp=h/2π7、在电磁感应现象中，一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。如果磁场的磁感应强度增大，而其他条件不变，线圈中产生的感应电动势会怎样变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小8、在光学的光的偏振现象中，自然光通过偏振片后会变成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一块偏振片上，已知自然光的光强为I0，那么通过偏振片后的光强是多少？A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/89、在研究光的折射时，一束光从光密介质射向光疏介质，当入射角增大到一定程度时会发生全反射现象，以下哪种条件能使全反射更容易发生？A.增大光密介质的折射率B.减小光密介质的折射率C.增大光疏介质的折射率D.减小光的频率10、在光学的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。当光线从折射率为n1的介质射向折射率为n2的介质，且n1>n2时，如果入射角逐渐增大，那么折射角会如何变化？A.一直增大B.先增大后减小C.增大到一定程度后变为90度D.保持不变11、对于光学的研究，以下关于光的干涉和衍射现象所揭示的光的波动性，哪一个是准确的？A.光的干涉和衍射现象表明光只是一种粒子，不具有波动性。B.光的干涉和衍射现象有力地证明了光具有波动性，且干涉条纹和衍射图样的分布与光的波长、缝宽等因素密切相关。C.光的干涉和衍射现象与光的波动性无关，只是一种偶然的光学现象。D.虽然光的干涉和衍射现象显示光有波动性，但在大多数情况下，光仍应被视为粒子。12、在热力学中，理想气体的状态方程有着重要的应用。假设一定量的理想气体在初始状态时，压强为P1，体积为V1，温度为T1，经过绝热过程后，压强变为P2，体积变为V2，温度变为T2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2与T1的比值是多少？A.2B.4C.8D.1613、关于相对论性动量和能量，当一个粒子的速度接近光速时，其动量和能量的表达式与经典力学有很大的不同，以下哪种情况能体现这种差异？A.动量随速度增加而线性增加B.能量与速度无关C.动量和能量都趋于无穷大D.能量不仅取决于动量还与速度有关14、在刚体的定轴转动中，角动量守恒定律在很多情况下都适用。以下关于角动量守恒的条件，不准确的是？A.系统所受合外力矩为零B.系统所受合外力为零C.内力对转轴的力矩之和为零D.角动量守恒定律在微观和宏观领域都适用15、在电学实验中，测量电阻的方法有多种。以下关于伏安法测电阻的误差分析，不准确的是？A.电流表内接法适用于测量大电阻，误差主要来自电压表的分流B.电流表外接法适用于测量小电阻，误差主要来自电流表的分压C.无论采用哪种接法，测量值总是大于真实值D.合理选择测量电路可以减小误差16、在波动学的研究中，机械波的传播具有一定的特性。一列沿x轴正方向传播的简谐波，其波源的振动方程为y=Asin(ωt)，波速为v。在t时刻，x处质点的振动位移y与哪些因素有关？（）A.只与t有关B.只与x有关C.与t和x都有关D.与t和x都无关17、关于波动方程，已知一列沿x轴正方向传播的简谐波的波速为v，波长为λ，频率为f，那么其波动方程可以表示为什么形式？A.y=Asin(2πft-2πx/λ)B.y=Asin(2πft+2πx/λ)C.y=Acos(2πft-2πx/λ)D.y=Acos(2πft+2πx/λ)18、在电磁感应现象中，一个闭合回路中的磁通量发生变化时会产生感应电动势，以下哪种情况会导致磁通量发生变化？A.磁场强度不变，回路面积改变B.回路面积不变，磁场强度改变C.磁场强度和回路面积同时改变D.以上情况均可19、在研究刚体的转动时，以下哪种情况会使刚体的角动量守恒？A.受到一个恒力的作用B.受到的合力矩为零C.质量分布发生变化D.转动速度发生变化20、在研究质点的运动时，一个质点在xOy平面内运动，其运动方程为x=3t，y=4t²，t为时间。则该质点的加速度大小是多少？A.3B.4C.8D.12二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）说明波动的基本特征及分类，分析不同类型波动在物理现象中的表现。2、（本题10分）在狭义相对论的速度变换公式中，论述其推导过程，分析其与经典速度叠加原理的区别，并举例说明其应用。3、（本题10分）阐述原子核的结合能的概念及计算方法，分析原子核结合能在核物理学中的重要性。4、（本题10分）在光学中，解释光的散射对光通