衡阳师范学院《量子力学》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《量子力学》2022-2023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、关于磁场对电流的作用，一根长为L的直导线，通有电流I，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所受安培力的大小与以下哪个因素无关？A.导线的材料B.导线的放置方向C.电流的大小D.磁场的方向2、在光学的折射定律中，当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角i和折射角r满足什么关系？A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr3、在量子力学中，波函数是描述微观粒子状态的重要概念。以下关于波函数的物理意义，不正确的是？A.波函数的模的平方表示粒子在空间某点出现的概率密度B.波函数本身可以直接测量C.波函数满足一定的边界条件和归一化条件D.波函数的相位具有重要的物理意义4、在刚体力学中，一均匀细棒可绕通过其一端的光滑固定轴在竖直平面内转动，当棒从水平位置自由下摆到竖直位置的过程中，其角速度和角加速度如何变化？A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度减小C.角速度减小，角加速度减小D.角速度减小，角加速度增大5、在量子力学的范畴内，对于一个处于定态的微观粒子，其概率密度分布不随时间改变，以下哪种说法能准确描述这一特性？A.粒子的位置和动量能同时确定B.粒子的能量是不确定的C.粒子在空间各处出现的概率是恒定的D.粒子的运动状态是不确定的6、在波动光学中，光栅衍射是一种重要的衍射现象。以下关于光栅衍射条纹的特点，不准确的是？A.光栅衍射条纹是等间距的B.光栅常数越小，衍射条纹越宽C.光栅衍射条纹的亮度分布不均匀D.增加光栅的缝数，条纹会变得更加尖锐明亮7、在光学的全反射现象中，当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。对于某种介质，临界角为45度，当入射角为60度时，反射光和折射光的强度比是多少？A.无穷大B.2:1C.1:1D.1:08、对于静电场的性质，以下关于电场强度和电势的概念以及它们之间的关系，哪一个是正确的？A.电场强度是描述电场力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的方向总是指向电势降低的方向。B.电场强度和电势没有直接关系，它们分别独立描述电场的不同特性，电场强度大的地方电势一定高。C.电势的大小与电场强度的大小成正比，电场强度为零的地方电势也一定为零。D.电场强度和电势都是标量，它们的叠加遵循代数相加的原则。9、关于万有引力定律，两个质量分别为m1和m2、相距为r的物体之间的引力大小与哪些因素有关？A.只与m1和m2有关B.只与r有关C.与m1、m2和r都有关D.与m1、m2、r以及引力常量G都有关10、在光学仪器的原理分析中，关于显微镜和望远镜的放大原理和分辨本领，以下哪种说法是正确的？A.显微镜通过物镜形成放大的实像，目镜再将其放大为虚像，其分辨本领取决于物镜的数值孔径；望远镜通过物镜形成缩小的实像，目镜将其放大为虚像，分辨本领取决于目镜的焦距。B.显微镜和望远镜的放大原理相同，都是通过物镜和目镜的组合将物体放大，分辨本领只与物镜的质量有关。C.显微镜的放大倍数越高，分辨本领越强；望远镜的口径越大，分辨本领越弱。D.显微镜和望远镜的分辨本领与入射光的波长、光学系统的缺陷等因素无关。11、在电磁学的电容部分，平行板电容器的电容与极板面积、极板间距和电介质的介电常数有关。如果在一个平行板电容器中插入一块电介质，其电容会如何变化？A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小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、在波动学中，驻波是两列振幅、频率和传播方向相同，但传播速度相反的波叠加形成的。对于一根两端固定的弦线上形成的驻波，在相邻两个波节之间的各点，振动的相位关系是怎样的？A.相同B.相反C.依次相差90度D.依次相差180度14、在热力学过程中，关于等压过程、等容过程和等温过程的特点及内能、做功和热量的变化，以下解释错误的是（）A.等压过程中，系统做功等于压强与体积变化的乘积B.等容过程中，系统不做功C.等温过程中，内能不变D.等容过程中，热量的变化等于内能的变化15、在刚体定轴转动的研究中，一个质量分布不均匀的圆盘绕固定轴转动。若已知圆盘的转动惯量和角速度，以下关于圆盘的角动量和动能，哪一项计算是不准确的？（）A.角动量等于转动惯量与角速度的乘积B.动能可以通过转动惯量和角速度的平方计算C.改变转动轴的位置，转动惯量会发生变化，但角动量不变D.圆盘的动能与质量分布的均匀程度无关16、在热力学中，熵是一个反映系统混乱程度的热力学量。对于一个绝热不可逆过程，系统的熵是如何变化的？A.不变B.减小C.增大D.可能增大也可能减小17、在热力学过程中，卡诺循环具有重要的理论意义。以下关于卡诺循环效率的描述，不准确的是？A.卡诺循环效率只与高温热源和低温热源的温度有关B.提高高温热源温度或降低低温热源温度可以提高卡诺循环效率C.卡诺循环效率可以达到100%D.实际热机的效率总是低于卡诺循环效率18、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19、在电学中，一个电容器充电后与电源断开，然后将两极板间的距离增大，那么电容器的电容、电压和电场强度会如何变化？A.电容减小，电压增大，电场强度不变B.电容增大，电压减小，电场强度减小C.电容不变，电压不变，电场强度不变D.电容减小，电压不变，电场强度减小20、在相对论的理论框架下，时间和空间的概念发生了深刻的变化。一个高速运动的物体，其长度会在运动方向上发生收缩。如果一个静止时长为L0的物体，以速度v运动时，其长度L会如何变化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v²/c²)C.L=L0√(1+v²/c²)D.L=L0/√(1-v²/c²)二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）结合电磁学中的电磁波辐射功率和方向性，推导偶极辐射和天线辐射的功率表达式，分析影响辐射方向性的因素，并举例说明其在通信和雷达系统中的应用。2、（本题10分）在波动光学中，讨论光的衍射现象与光的干涉现象的异同点。包括产生条件、条纹特点和物理本质等方面的比较？3、（本题10分）在波动学中，解释行波和驻波在能量传递上的差异？4、（本题10分）分析牛顿环的形成原理及干涉条纹特点，探讨牛顿环在光学