學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁鐘山職業(yè)技術學院《量子力學專題》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在熱力學第一定律的應用中，對于絕熱過程，以下關于其特點的描述，不正確的是？（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.絕熱膨脹時，系統(tǒng)內能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時，系統(tǒng)內能增加，溫度升高D.絕熱過程中，系統(tǒng)對外做功等于內能的減少量2、在光學儀器中，顯微鏡和望遠鏡的原理和性能是重要的知識點。以下關于顯微鏡和望遠鏡的分辨本領，不正確的是？（）A.顯微鏡的分辨本領取決于物鏡的數(shù)值孔徑B.望遠鏡的分辨本領取決于物鏡的口徑C.增大顯微鏡的放大倍數(shù)可以提高分辨本領D.望遠鏡的分辨本領與目鏡無關3、在光學的折射定律中，對于光線從一種介質斜射入另一種介質時的折射情況，以下關于入射角和折射角的正弦值之比與介質折射率的關系，描述不準確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質的相對折射率B.折射率大的介質中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質中的傳播速度有關D.不同頻率的光在同一介質中的折射率相同4、在靜電場中，電場線可以形象地描述電場的分布。關于電場線的性質，以下說法正確的是：（）A.電場線是閉合曲線B.電場線的疏密表示電場強度的大小C.電場線總是從正電荷出發(fā)，終止于負電荷D.以上說法都不正確5、對于靜電場中的高斯定理，以下對于通過閉合曲面的電通量與曲面內電荷代數(shù)和之間關系的理解，不正確的是（）A.高斯定理反映了靜電場是有源場B.電通量只與曲面內的電荷有關，與曲面外的電荷無關C.無論曲面形狀如何，只要閉合曲面內電荷代數(shù)和不變，電通量就不變D.高斯定理只適用于對稱性電場6、在電場的高斯定理的理解中，關于其表述和適用條件，以下哪種說法是恰當?shù)?？（）A.電場的高斯定理表明，通過任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場B.高斯定理適用于任何電場，包括變化的電場，但對于非對稱的電場，應用高斯定理求解電場強度比較困難C.電場的高斯定理可以直接求出任意電場中某點的電場強度，不需要考慮電場的對稱性D.高斯定理只適用于均勻電場，對于非均勻電場無法應用7、在電磁學中，磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關于洛倫茲力的特點，不準確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向B.洛倫茲力不做功C.洛倫茲力的大小與電荷的速度成正比D.電荷在磁場中運動時一定受到洛倫茲力8、在剛體的定軸轉動中，角動量守恒定律在很多情況下都適用。以下關于角動量守恒的條件，不準確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內力對轉軸的力矩之和為零D.角動量守恒定律在微觀和宏觀領域都適用9、在剛體力學中，一剛體繞定軸轉動，其轉動慣量為I，角速度為ω。若對剛體施加一個恒定的合外力矩M，經(jīng)過一段時間t。以下關于角速度的變化，哪一項表述是不準確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉動慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無關10、在量子力學的隧道效應中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關？（）A.只與勢壘高度有關B.只與勢壘寬度有關C.與勢壘高度和寬度都有關D.與粒子的速度有關11、在光學的折射定律中，折射率是關鍵參數(shù)。一束光線從玻璃射入空氣中，玻璃的折射率為n，入射角為i。若玻璃的折射率增大，入射角不變，折射光線會如何變化？（）A.折射角增大B.折射角減小C.折射角不變D.無法確定12、對于熱力學第二定律，以下關于熱機效率、熵的概念以及自發(fā)過程的方向性的闡述，不準確的是（）A.熱機效率不可能達到100%B.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)C.自發(fā)過程總是朝著熵減小的方向進行D.熵是系統(tǒng)無序程度的度量13、在光學的研究范疇，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。當一束光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角為i，折射角為r。以下哪個公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr14、在熱力學定律的應用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過程。此過程中，氣體的溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低15、在量子物理中，氫原子的能級是量子化的。當氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時，會發(fā)射出一個光子，該光子的波長大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在相對論力學中，相對論質量與速度的關系不同于經(jīng)典力學。請推導相對論質量的表達式，解釋其物理意義，并分析在高速運動情況下物體質量的變化對其動力學行為的影響。2、（本題5分）在研究簡諧波的傳播時，說明波源的振動方程和波的傳播方程之間的關系，以及如何根據(jù)已知條件求出波的傳播方程。3、（本題5分）在光學的全反射現(xiàn)象中，闡述全反射發(fā)生的條件和特點，并舉例說明全反射現(xiàn)象在實際生活和科技中的應用？4、（本題5分）分析馬呂斯定律的內容及應用，探討其在偏振光學中的重要意義。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討量子力學中的量子阱和超晶格的結構和特性，解釋其物理原理、電子態(tài)和在半導體光電器件中的應用。2、（本題5分）深入分析熱力學中的理想氣體絕熱自由膨脹過程，闡述其物理特點、熱力學性質和對熱力學概念的理解。3、（本題5分）波動光學中的菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射在不同條件下適用，分析它們的區(qū)別、近似條件和計算方法，論述在光學系統(tǒng)分析和衍射實驗中的應用。4、（本題5分）探討聲學中的聲學超材料，論述聲學超材料的設計原理、特性和應用，如聲波隱身、聲學聚焦和隔振降噪中的創(chuàng)新應用和潛在發(fā)展。5、（本題5分）深入探討狹義相對論中的長度收縮和時間膨脹效應，解釋其數(shù)學推導過程以及在高速運動中的實際觀測和應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）有一個半徑為R的均勻帶電球體，電荷體密度為ρ，求球體在球外和球內任意一點的電場強度大小和方向。2、（本題10分）在一個LC串聯(lián)電路中，電感L=0.2H，電容C=2×10^(-6)F，電源電壓U=100V，角頻率ω=1000rad/s。計算電路中的電流、電感電壓和電容電壓。3、（本題10分）在一個半徑為R的均勻磁