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学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页,共3页北京邮电大学

《量子力学与统计物理专题》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题(本大题共30个小题,每小题1分,共30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、在热力学过程中,可逆过程和不可逆过程的区别在于过程是否存在耗散。一个热机经历可逆循环和不可逆循环,哪种循环的效率更高?()A.可逆循环B.不可逆循环C.效率相同D.取决于工作物质2、在热力学第二定律的探讨中,热机的效率存在一定的限制。对于一个在两个恒温热源之间工作的卡诺热机,高温热源温度为T1,低温热源温度为T2,以下关于其效率η的表达式,哪个是正确的?()A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T13、在电磁感应现象中,一个匝数为N、面积为S的线圈在均匀磁场B中以角速度ω匀速转动,产生的感应电动势的最大值Em为多少?()A.Em=NBSωB.Em=NBSω²C.Em=BSωD.Em=BSω²4、在光学的折射现象中,斯涅尔定律描述了入射角和折射角与两种介质折射率的关系。以下关于斯涅尔定律的应用,不正确的是?()A.可以用于计算光线在不同介质界面的折射角B.当光从光疏介质射向光密介质时,折射角小于入射角C.光在同种均匀介质中传播时,斯涅尔定律不适用D.斯涅尔定律只适用于可见光,对其他电磁波不适用5、在热力学过程中,等压过程和等容过程具有不同的特点。一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,与等容升温过程相比,哪个过程吸收的热量更多?()A.等压过程B.等容过程C.吸收的热量一样多D.取决于气体的种类6、在波动学中,驻波是由两列振幅、频率和传播方向相同,但相位相反的波叠加形成的。对于一根两端固定的弦上产生的驻波,其波长与弦长之间存在怎样的关系?()A.波长等于弦长的整数倍B.波长等于弦长的半整数倍C.波长与弦长无关D.波长是弦长的两倍7、对于简谐振动的能量,一个做简谐振动的系统,其能量与振幅的平方成正比。当振幅增大时,以下哪个物理量也会增大?()A.振动周期B.振动频率C.振动速度的最大值D.振动的初相位8、在热力学第一定律的应用中,对于绝热过程,以下关于其特点的描述,不正确的是?()A.绝热过程中,系统与外界没有热量交换B.绝热膨胀时,系统内能减少,温度降低C.绝热压缩时,系统内能增加,温度升高D.绝热过程中,系统对外做功等于内能的减少量9、在相对论力学中,考虑一个物体的动能。当物体的速度接近光速时,以下关于动能的表达式和变化趋势,哪一项分析是不准确的?()A.动能的表达式与经典力学中的不同B.动能随着速度的增加而急剧增大C.可以通过相对论的能量方程推导动能的表达式D.当速度较小时,相对论动能与经典动能近似相等10、对于热力学过程,一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,其吸收的热量、对外做功以及内能的变化之间有怎样的关系?()A.吸收的热量等于对外做功与内能增加量之和B.吸收的热量等于对外做功C.吸收的热量等于内能增加量D.对外做功等于内能增加量11、在热力学第二定律的探讨中,关于熵增加原理及其在热现象中的体现,以下哪种表述是正确的?()A.熵增加原理指出,在任何自发的热力学过程中,系统的熵总是增加的,这意味着热量总是从高温物体自发地流向低温物体B.熵增加原理表明,封闭系统的熵不可能减少,熵的变化只与系统的初末状态有关,与过程无关C.虽然熵增加原理适用于大多数热力学过程,但在某些特殊情况下,系统的熵可能会减少D.熵增加原理只是一种理论假设,在实际的热现象中无法得到验证12、在量子力学的隧道效应中,微观粒子具有穿越势垒的能力。对于一个给定的势垒,粒子穿越势垒的概率与哪些因素有关?()A.只与势垒高度有关B.只与势垒宽度有关C.与势垒高度和宽度都有关D.与粒子的速度有关13、在电场的学习中,电场强度的概念至关重要。一个均匀带电的圆环,圆心处的电场强度为E。若将圆环的半径增大一倍,电荷分布不变,圆心处的电场强度会如何变化?()A.电场强度不变B.电场强度增大一倍C.电场强度减小为原来的一半D.电场强度减小为原来的四分之一14、在波动光学的多缝衍射中,光栅衍射条纹的特点与单缝衍射和双缝干涉都有关系。当光栅的缝数增加时,主极大的宽度会如何变化?()A.变宽B.变窄C.不变D.先变窄后变宽15、在热力学的研究中,一定质量的理想气体经历绝热膨胀过程。在此过程中,气体的内能、温度和压强都发生了变化。以下关于这些变化的描述,哪一项是不准确的?()A.气体内能减小,因为绝热膨胀对外做功B.温度降低,因为内能减小C.压强减小,且与体积成反比D.气体对外做功的值等于内能的减少量16、在机械波的学习中,波的传播特性需要深入理解。一列沿x轴正方向传播的简谐波,在t=0时刻的波形如图所示。已知波速为v,经过时间t,x=2m处的质点第一次到达波峰,那么t的值是多少?()A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v17、在电磁学中,毕奥-萨伐尔定律用于计算电流产生的磁场。以下关于毕奥-萨伐尔定律的适用范围,不准确的是?()A.适用于恒定电流产生的磁场B.适用于各种形状的载流导线C.对于运动电荷产生的磁场也适用D.只适用于无限长直导线产生的磁场18、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19、关于光的色散现象,一束白光通过三棱镜后会被分解成不同颜色的光,以下哪种颜色的光偏折程度最大?()A.红光B.绿光C.蓝光D.紫光20、在热学中,一定质量的理想气体经历等温压缩过程。以下关于气体的压强、体积和内能的变化,哪一项分析是不正确的?()A.压强增大B.体积减小C.内能不变D.内能的变化与压强的变化成正比21、在物理实验中,对于测量误差的来源、分类和减小误差的方法,以下关于系统误差、偶然误差的特点和处理方式的描述,不正确的是()A.系统误差具有确定性和重复性B.偶然误差服从正态分布C.多次测量取平均值可以消除系统误差D.选择更精密的仪器可以减小系统误差22、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23、在波动光学中,光的衍射现象是常见的。当一束光通过一个狭缝时,会在屏幕上形成衍射条纹。如果狭缝宽度减小,衍射条纹的宽度会怎样变化?()A.变宽B.变窄C.不变D.先变宽后变窄24、在近代物理中,关于原子核的放射性衰变,一个放射性原子核经过一定时间发生衰变。以下关于衰变规律和半衰期的描述,哪一项是不正确的?()A.衰变的概率与时间成正比B.半衰期是指原子核衰变一半所需的时间C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期与外界条件无关25、在电学实验中,用伏安法测量电阻时,由于电表内阻的影响会导致测量结果存在误差,以下哪种接法适用于测量阻值较大的电阻?()A.电流表内接法B.电流表外接法C.两种接法均可D.两种接法均不可26、在刚体的转动中,角动量守恒定律有着重要的应用。一个旋转的飞轮,在不受外力矩作用时,其转动惯量发生变化,角速度会怎样相应地变化?()A.角速度不变B.角速度增大C.角速度减小D.角速度与转动惯量成反比变化27、在研究物体的振动时,阻尼振动是一种常见的情况。一个做阻尼振动的物体,其振幅逐渐减小。在阻尼振动过程中,物体的周期和频率会如何变化?()A.周期不变,频率不变B.周期不变,频率减小C.周期增大,频率减小D.周期减小,频率增大28、对于原子核物理,放射性元素的半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间,以下哪种因素会影响半衰期的长短?()A.元素的化学状态B.外界温度和压力C.原子核内部结构D.以上因素均不影响29、在狭义相对论中,对于同时的相对性概念,以下关于在不同惯性参考系中观察两个事件是否同时发生的判断,描述不准确的是()A.在一个参考系中同时发生的两个事件,在另一个参考系中一定不同时发生B.同时的相对性是由于光速不变原理导致的C.当两个参考系的相对速度较小时,同时的相对性不明显D.同时的相对性与观察者的运动状态有关30、在电学中,一个电阻为R的电阻丝,接在电压为U的电源上,在t时间内产生的热量为Q。若将电阻丝对折后接入同一电源,在相同时间内产生的热量是多少?()A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q二、论述题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)热力学中的热扩散现象在材料加工和热传递中不可忽视,深入探讨热扩散方程的推导、解的形式和在热传导问题中的应用。2、(本题5分)全面论述热力学中的焦耳定律,探讨其物理意义、数学表达式以及在电流热效应和能量转化中的应用。3、(本题5分)论述热力学中的焦耳定律和热功当量,解释其物理实验、数学关系,以及焦耳定律在热学和能量转化研究中的重要性和应用。4、(本题5分)在量子力学的框架下,分析薛定谔方程的物理意义、数学形式以及其在描述微观粒子状态和求解量子力学问题中的重要性和应用方法。5、(本题5分)深入研究量子力学中波粒二象性的概念,解释其对微观世界粒子行为的描述以及在现代物理学中的重要应用。三、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)分析波动光学中的光的干涉和衍射的实验方法,探讨光的干涉和衍射在光学研究中的应用。2、(本题5分)简述量子力学中的量子纠错码的概念及原理,分析量子纠错码在量子计算中的重要性。3、(本题5分)在光学中,光的衍射现象在很多情况下都会出现。请解释光的衍射产生的原因,并比较单缝衍射和

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