青岛大学《量子力学》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在电磁感应现象中，感应电流的方向可以用楞次定律来判断。当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系是：A.相同B.相反C.垂直D.无法确定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，对于一个微观粒子的波函数，其归一化条件的物理意义是什么？A.保证波函数的连续性B.保证波函数的单值性C.表示粒子在空间出现的概率总和为1D.表示粒子的能量守恒4、在电磁感应的现象研究中，关于法拉第电磁感应定律和楞次定律的内涵及应用，以下哪种描述是恰当的？A.法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，楞次定律则确定了感应电流的方向，总是阻碍磁通量的变化。B.法拉第电磁感应定律只适用于闭合回路中的磁通量变化，楞次定律对于复杂的电磁感应现象无法给出准确的电流方向判断。C.电磁感应现象中，感应电动势的大小和方向只由法拉第电磁感应定律决定，楞次定律没有实际作用。D.法拉第电磁感应定律和楞次定律都是经验定律，缺乏理论基础和严格的数学推导。5、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。6、在波动学中，波的叠加原理指出，几列波在同一介质中传播时会相互叠加。两列频率相同、振幅相等、振动方向相同的波在相遇区域会形成什么现象？（）A.干涉B.衍射C.折射D.反射7、在电磁学中，一个长直螺线管内部的磁场均匀分布。若已知螺线管的匝数、电流和长度，以下关于磁场强度的计算，哪一项是不准确的？（）A.磁场强度与电流成正比B.磁场强度与匝数成正比C.磁场强度与螺线管长度无关D.可以通过安培环路定理计算磁场强度8、在经典力学的范畴中，关于牛顿运动定律的适用范围和局限性，以下哪种说法是较为准确的？A.牛顿运动定律适用于所有宏观和微观物体的运动，没有任何局限性。B.牛顿运动定律只适用于宏观低速物体的运动，在高速和微观领域需要相对论和量子力学来修正。C.牛顿运动定律对于高速运动的物体仍然适用，但对于微观粒子则完全不适用。D.牛顿运动定律的适用范围和局限性难以确定，取决于具体的研究对象和问题。9、在电磁学中，安培力的大小与电流、磁场等因素有关。一根长度为L的直导线，通有电流I，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所受安培力的大小为F。若将导线长度增加到2L，电流增大到2I，磁场的磁感应强度增大到2B，此时导线所受安培力的大小变为多少？A.2FB.4FC.8FD.16F10、在电学实验中，用伏安法测量一个未知电阻的阻值。若实验中电流表采用内接法，电压表内阻为Rv，电流表内阻为Ra，测量值为Rx'。以下关于测量值与真实值的关系，哪一项分析是不准确的？（）A.测量值大于真实值，因为电流表分压B.真实值可以通过相关公式计算得出C.当Rv远大于Rx且Ra较小时，测量误差较小D.测量值与电源的电动势无关11、在近代物理中，关于电子的双缝干涉实验，当逐个发射电子时，以下关于屏上形成的干涉条纹的描述，哪一项是不准确的？（）A.随着发射电子数量的增加，逐渐呈现出干涉条纹B.单个电子也能与自身发生干涉C.干涉条纹的出现表明电子具有波动性D.干涉条纹的位置和强度与电子的发射时间有关12、在近代物理中，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。在实验中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他条件不变，那么散射角大于90度的α粒子数会如何变化？A.增多B.减少C.不变D.无法确定13、在相对论力学中，对于物体的动能和质能关系，以下关于高速运动物体的动能表达式、质能方程的意义和应用的阐述，错误的是（）A.高速运动物体的动能不再是经典力学中的表达式B.质能方程表明质量和能量可以相互转化C.质能方程为核能的利用提供了理论基础D.物体的速度越大，其动能与经典力学计算结果差异越小14、对于光的衍射，以下哪种情况下衍射现象更明显？A.障碍物的尺寸远大于光的波长B.障碍物的尺寸与光的波长相当C.光的频率较低D.光的强度较大15、在相对论力学中，相对论动量和相对论能量的表达式与经典力学有所不同。以下关于相对论动量和能量的关系，不准确的是？A.相对论能量和相对论动量满足一定的关系式B.当速度远小于光速时，相对论动量和能量近似等于经典力学中的表达式C.相对论能量总是大于相对论动量D.相对论动量和能量的表达式只适用于高速运动的粒子16、在波动光学中，关于薄膜干涉现象，例如肥皂泡表面的彩色条纹，以下对于产生干涉的条件、条纹特点和应用的描述，错误的是（）A.薄膜的上下表面反射的光发生干涉B.条纹的间距与薄膜厚度和入射光波长有关C.干涉条纹是等间距的明暗相间条纹D.薄膜干涉可用于检测光学元件表面的平整度17、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)18、在相对论力学中，质能方程E=mc²揭示了质量和能量的等价性。以下关于质能方程的理解，不准确的是？A.质量和能量可以相互转化，且转化过程中总能量守恒B.静止物体也具有能量，其大小由质能方程给出C.质能方程表明质量就是能量，能量就是质量D.在核反应中，质量的亏损会释放出巨大的能量19、在磁场的研究中，一个通电圆环在均匀磁场中受到的磁力矩。若圆环的半径为R，电流为I，磁场强度为B，以下关于磁力矩大小的计算，哪一项是不准确的？（）A.磁力矩与圆环平面和磁场方向的夹角有关B.当圆环平面与磁场方向平行时，磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通过公式直接计算D.磁力矩与圆环的材质无关20、在电磁学的知识体系里，关于电磁波的产生和传播特性，以下哪种表述是恰当的？A.电磁波只能由电荷的匀速运动产生，其传播不需要介质，在真空中的传播速度与频率无关。B.电磁波可以由电荷的变速运动产生，其传播需要介质，在不同介质中的传播速度相同。C.电磁波的产生与电荷的运动无关，其传播速度在真空中恒定，但在不同介质中会发生变化，且频率越高，折射越明显。D.电磁波由周期性变化的电场和磁场相互激发产生，在真空中以光速传播，频率不同的电磁波在同一介质中的传播速度不同。二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述中，揭示了热过程的不可逆性。请详细阐述这两种表述的内容，并说明它们之间的等价性。2、（本题10分）简述电场强度的定义及计算方法，举例说明电场强度在实际问题中的应用。3、（本题10分）请全面论述热力学中的熵增原理在孤立系统中的应用，解释其物理意义，推导熵变的计算方法，并举例说明其在判断自发过程中的作用。4、（本题10分）在研究原子核的结构时，解释质子和中子是如何共同构