自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁湖北師范大學

《量子力學》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、關于氣體分子運動論，對于理想氣體分子的速率分布規律，以下關于麥克斯韋速率分布函數的特點和意義的闡述，不正確的是（）A.麥克斯韋速率分布函數反映了氣體分子速率的分布情況B.溫度越高，氣體分子的平均速率越大C.最概然速率是指出現概率最大的速率D.氣體分子的速率可以無限大2、在波動學中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關于駐波的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節B.相鄰波節之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播3、在熱學中，一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程。已知氣體的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關于氣體體積變化量與其他物理量的關系，哪一項推導是不正確的？（）A.利用熱力學第一定律和等壓過程的特點進行推導B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無關4、在研究磁場對電流的作用時，安培力的大小可以用公式F=BIL計算。如果電流方向與磁場方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F5、在光的衍射現象中，衍射條紋的寬度與波長、障礙物尺寸等因素有關。一束波長為λ的光通過一個寬度為a的狹縫發生衍射，若波長增大到2λ，其他條件不變，衍射條紋的寬度會如何變化？（）A.寬度不變B.寬度增大到原來的2倍C.寬度增大到原來的4倍D.寬度減小到原來的一半6、在光學領域，光的干涉和衍射現象是光的波動性的重要表現。對于楊氏雙縫干涉實驗，以下關于干涉條紋特點的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無關D.當雙縫間距減小時，條紋間距增大7、在靜電場中，電勢能是一個重要的概念。以下關于電勢能的特點，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點的選擇B.正電荷在電場中電勢越高的地方電勢能越大C.負電荷在電場中電勢越低的地方電勢能越大D.電荷在電場中某點的電勢能與其電荷量的比值就是該點的電勢8、在量子物理的原子結構模型中，對于玻爾模型和量子力學模型的區別與聯系，以下關于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學模型中電子運動狀態用波函數描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子9、關于光學的知識，一束單色光從空氣斜射入某種介質中，入射角為i，折射角為r，該介質的折射率n應該如何計算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi10、在相對論中，一個物體的運動速度接近光速時，其長度會發生收縮。以下關于長度收縮效應的描述，哪一項是不正確的？（）A.收縮只發生在運動方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對于靜止的觀察者，物體的長度會變短D.長度收縮是一種視覺錯覺，實際上物體的長度不變11、在熱力學中，理想氣體的狀態方程有著重要的應用。假設一定量的理想氣體在初始狀態時，壓強為P1，體積為V1，溫度為T1，經過絕熱過程后，壓強變為P2，體積變為V2，溫度變為T2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2與T1的比值是多少？（）A.2B.4C.8D.1612、在電磁學的電磁波理論中，對于電磁波的產生、傳播特性和應用，以下關于電磁波的波長、頻率、波速的關系以及電磁波在真空中和介質中的傳播的描述，錯誤的是（）A.電磁波的波速等于波長與頻率的乘積B.電磁波在真空中的傳播速度是恒定的C.電磁波在介質中的波長比在真空中長D.不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同13、在靜電場中，電勢是描述電場能的性質的物理量。對于一個點電荷產生的電場，距離點電荷越遠，電勢如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低14、在電磁學中，一個邊長為L的正方形導線框，在勻強磁場中以角速度ω勻速轉動，若磁場的磁感應強度為B，線框轉動平面與磁場方向垂直，那么線框中產生的感應電動勢的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω15、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經典力學有很大差異，以下哪種說法能體現這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢16、在光學的干涉實驗中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關于干涉條紋的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變為彩色C.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低17、在波動光學中，薄膜干涉是一種常見的現象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發生干涉現象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定18、在光學的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關系。當一個物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時，所成的像的性質是怎樣的？（）A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像19、在電磁感應現象中，自感和互感都是重要的概念。對于兩個相鄰的線圈，其中一個線圈中的電流發生變化時，在另一個線圈中產生的感應電動勢與它們之間的互感系數以及電流變化率之間有怎樣的關系？（）A.感應電動勢與互感系數和電流變化率都成正比B.感應電動勢與互感系數成正比，與電流變化率成反比C.感應電動勢與互感系數成反比，與電流變化率成正比D.感應電動勢與互感系數和電流變化率都成反比20、在電場的學習中，電場強度的概念至關重要。一個均勻帶電的圓環，圓心處的電場強度為E。若將圓環的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強度會如何變化？（）A.電場強度不變B.電場強度增大一倍C.電場強度減小為原來的一半D.電場強度減小為原來的四分之一21、在電學中，電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量。以下關于電容的決定因素，不正確的是？（）A.電容器的電容與極板間的距離成反比B.電容器的電容與極板的正對面積成正比C.電容器的電容與極板間的介質有關D.電容器所帶電荷量越多，電容越大22、在波動學中，多普勒效應描述了波源和觀察者相對運動時頻率的變化。當波源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率會怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低23、對于熱力學第一定律，一定質量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮，其內能會如何改變？（）A.內能不變B.內能減小C.內能增大D.無法確定24、在光學的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質的折射率之比。當光線從折射率為n1的介質射向折射率為n2的介質，且n1>n2時，如果入射角逐漸增大，那么折射角會如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變為90度D.保持不變25、在光學的全反射現象中，當光從光密介質射向光疏介質時，如果入射角大于臨界角，就會發生全反射。對于給定的兩種介質，臨界角的大小與哪些因素有關？（）A.只與光密介質的折射率有關B.只與光疏介質的折射率有關C.與兩種介質的折射率都有關D.與光的頻率有關二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在波動學中，解釋波的疊加原理在多個波源情況下的應用？2、（本題5分）在波動光學中，光的干涉和衍射都涉及光的疊加原理。請解釋光的疊加原理的內容，說明干涉和衍射現象中光的疊加方式的區別，并舉例說明其在光學實驗和實際應用中的體現。3、（本題5分）隨著光學纖維通信技術的進步，探討光纖的結構、導光原理和通信系統中的關鍵技術（如光源、調制解調），以及光纖通信的發展趨勢。4、（本題5分）在熱力學中，熱機效率是衡量熱機性能的重要指標。請解釋熱機效率的定義和計算公式，說明影響熱機效率的因素，并舉例說明如何提高熱機的效率。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一均勻帶電圓環，半徑為R，電荷線密度為λ，軸線上一點P到圓心的距離為x。求P點的電場強度和電勢。2、（本題5分）有一無限大均勻帶電平板，電荷面密度為σ，求平板兩側距離為d處的電場強度大小和方向。若在該處放置一個質量為m、帶電量為q的點電荷，求點電荷所受的電場力。3、（本題5分）在一個LC振蕩電路中，電容C=10μF，電感L=0.1H，初始時電容器充電到電壓U=100V。求電路的振蕩頻率、電流的最大值以及電容器上電壓隨時間的變化規律。4、（本題5分）一個折射率為1.5的玻璃磚，放在空氣中，一束光線從玻璃磚的一個表面入射，入射角為60°。計算光線在玻璃磚內發生折射時的折射角和在玻璃磚內傳播的時間（假設玻璃磚的厚度為d）。5、（本題5分）一質量分布均勻的圓盤，半徑為R，質量為M，繞通過圓心且垂直于盤面的軸轉動。計算圓盤的轉動慣量，并求出在扭矩作用下圓盤的角加速度。四、論述題（本大