黑龙江民族职业学院《量子力学（Ⅱ）》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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黑龙江民族职业学院《量子力学（Ⅱ）》
2023-2024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15个小题，每小题1分，共15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

2、在刚体定轴转动中，转动惯量是描述刚体转动惯性的物理量，以下哪种情况会使刚体的转动惯量增大？（ ）
A. 质量分布靠近转轴
B. 质量分布远离转轴
C. 转轴位置改变
D. 刚体的角速度增大

3、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

4、在量子力学的范畴内，对于一个处于定态的微观粒子，其波函数满足一定的方程。若已知粒子的势能函数为 U(x) ，且在某一区域内 U(x) = 0 ，那么在此区域内粒子的波函数满足怎样的方程？（ ）
A. 波动方程 B. 薛定谔方程 C. 拉普拉斯方程 D. 泊松方程

5、在物理光学中，对于光的衍射现象，例如单缝衍射和圆孔衍射，以下关于衍射条纹的特征、衍射条件和衍射现象的应用的描述，错误的是（ ）
A. 衍射条纹中央亮纹宽度最宽 B. 障碍物或孔隙的尺寸与光的波长相当或更小时发生明显衍射 C. 光的衍射现象证明了光具有波动性 D. 衍射现象在光学仪器的分辨率提高方面没有作用

6、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

7、对于热力学第二定律，以下关于热机效率、熵的概念以及自发过程的方向性的阐述，不准确的是（ ）
A. 热机效率不可能达到 100% B. 熵增加原理适用于孤立系统 C. 自发过程总是朝着熵减小的方向进行 D. 熵是系统无序程度的度量

8、在相对论中，一个物体的运动速度接近光速时，其长度会发生收缩。以下关于长度收缩效应的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 收缩只发生在运动方向上
B. 收缩的程度与速度的平方成正比
C. 对于静止的观察者，物体的长度会变短
D. 长度收缩是一种视觉错觉，实际上物体的长度不变

9、在热力学的研究中，理想气体经历绝热自由膨胀过程。在此过程中，以下关于气体的温度、压强和熵的变化，哪一项描述是不准确的？（ ）
A. 温度不变
B. 压强减小
C. 熵增加
D. 熵的变化与气体的体积变化量成正比

10、关于热力学第三定律，以下对于绝对零度不可达到以及熵的零点的规定的解释，不正确的是（ ）
A. 无论采取何种手段，都无法使系统达到绝对零度 B. 熵的零点是在绝对零度时规定的 C. 绝对零度时，物质的内能为零 D. 热力学第三定律对实际的热过程没有指导意义

11、在静电场中，高斯定理可以用来计算电场强度。对于一个带有电荷量 Q 、半径为 R 的均匀带电球体，在球外距离球心为 r （r > R ）处的电场强度大小与距离 r 的关系是怎样的？（ ）
A. 与 r 成正比 B. 与 r 的平方成正比 C. 与 r 成反比 D. 与 r 的平方成反比

12、在电磁学中，法拉第电磁感应定律揭示了电磁现象之间的重要联系。以下关于法拉第电磁感应定律的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 感应电动势的大小与穿过闭合回路的磁通量的变化率成正比 B. 即使回路不闭合，只要磁通量发生变化，也会产生感应电动势 C. 感应电动势的方向总是阻碍磁通量的变化 D. 磁通量变化越快，感应电动势就一定越大，与回路的电阻无关

13、在相对论中，质能方程 E = mc² 揭示了质量和能量的等价性。当一个物体的速度接近光速时，其动能的增加与速度的关系是怎样的？（ ）
A. 动能与速度成正比 B. 动能与速度的平方成正比 C. 动能的增加变得越来越困难 D. 动能的增加变得越来越容易

14、对于静电屏蔽现象，在一个金属壳内部放置一个带电体，以下哪种说法是正确的？（ ）
A. 壳外电场不受壳内带电体的影响
B. 壳内电场不受壳外电场的影响
C. 壳内壳外电场均不受影响
D. 壳内壳外电场相互影响

15、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

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）请全面论述光的干涉条纹的可见度，分析影响可见度的因素，推导可见度的表达式，并举例说明其在干涉实验中的应用。

2、（本题5分）解释电容的定义和物理意义，说明电容器的电容大小与哪些因素有关，并举例说明电容器在实际电路中的作用。

3、（本题5分）在研究光的全反射现象时，说明发生全反射的条件和临界角的计算方法，并举例说明其在光纤通信中的应用。

4、（本题5分）在研究刚体的定轴转动时，角加速度与合外力矩之间的关系遵循转动定律。请解释转动定律的内容和表达式，推导其公式，并举例说明转动定律在实际问题中的应用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）分析热力学系统中的卡诺循环，论述其效率的计算方法、影响因素以及卡诺循环在热机理论和实际热工设备性能评估中的应用。

2、（本题5分）热力学中的熵概念反映了系统的无序程度，深入探讨熵的定义、计算方法以及在判断热力学过程的方向和限度方面的作用。

3、（本题5分）分析量子力学中的散射理论，论述散射截面的计算方法、物理意义，以及散射理论在原子分子碰撞和核物理中的应用和实验研究。

4、（本题5分）深入探讨量子力学中的量子点的物理特性和应用，解释其量子限制效应、能级结构和在半导体器件、量子计算中的前景。

5、（本题5分）分析热力学第一定律和第二定律的内容及意义，探讨其在能源利用和环境保护中的应用。

四、计算题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）一弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，振幅为 A，周期为 T。当振子通过平衡位置时，质量为 m 的物块从振子正上方 h 处自由下落，恰好与振子粘在一起。求共同振动的振幅和周期。

2、（本题10分）在真空中，一带电荷量为 Q 的均匀带电球体，半径为 R ，在距离球心为 r （r > R ）处的电场强度为多少？若在该点放置一个电荷量为 q 的点电荷，它所受的电场力为多大？

3、（本题10分）一理想气体经历绝热过程，压强从 p1 变为 p2 ，体积从 V1 变为 V2 。已知该气体的比热容比为 γ ，求此过程中气体所做的功。

4、（本题10分）一束自然光通过一偏振片后，强度变为原来的一半。再通过一与前一偏振片偏振化方向夹角为 30°的偏振片，求通过后的光强。

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