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頁蘇州大學《原子物理》

2023-2024學年第二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20個小題，每小題1分，共20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、在量子場論的初步介紹中，關于場的量子化和粒子的產生與湮滅，以下哪種表述是恰當的？（）A.量子場論認為場是連續的，不存在粒子的產生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發地產生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進行量子化處理，成功解釋了粒子的產生與湮滅現象，并且與實驗結果相符D.粒子的產生與湮滅只在微觀尺度上發生，對宏觀物理現象沒有任何影響2、在熱力學第一定律的表達式ΔU=Q+W中，W表示外界對系統做功。以下哪種情況中，系統對外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能3、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4、在熱學中，一定量的理想氣體經歷絕熱自由膨脹過程，以下哪個物理量不變？（）A.溫度B.內能C.壓強D.熵5、在光學的折射定律中，當光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角i和折射角r滿足什么關系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr6、關于萬有引力定律，兩個質量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關？（）A.只與m1和m2有關B.只與r有關C.與m1、m2和r都有關D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關7、在磁場對電流的作用中，對于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計算，以下說法錯誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導線長度和磁感應強度有關B.安培力的方向用左手定則判斷C.當載流導線與磁場方向平行時，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積8、在電磁學中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化9、在剛體的定軸轉動中，對于轉動慣量的概念和計算，以及角動量守恒定律的應用條件和結果，以下說法不正確的是（）A.轉動慣量與剛體的質量分布和轉軸位置有關B.質量分布離轉軸越遠，轉動慣量越大C.角動量守恒定律只適用于合外力矩為零的情況D.系統的轉動慣量改變時，角動量一定改變10、在研究光的折射現象時，一束光線從空氣斜射入水中。假設入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關于折射角的大小，哪一項描述是不準確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數與光的波長無關11、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個原子中，不能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的量子態。那么在一個原子的同一軌道上，最多能容納幾個電子？（）A.1B.2C.3D.412、關于光學的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產生干涉條紋，以下哪種因素會影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會13、在量子力學中，對于一個微觀粒子的波函數，其歸一化條件的物理意義是什么？（）A.保證波函數的連續性B.保證波函數的單值性C.表示粒子在空間出現的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒14、在量子物理中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關于粒子的波動性和粒子性的關系，哪一項描述是不準確的？（）A.在某些情況下表現出波動性，在某些情況下表現出粒子性B.波動性和粒子性不能同時表現出來C.波動性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時考慮波動性和粒子性15、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個過程吸收的熱量更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類16、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.1/2BL2ω17、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18、在研究簡諧振動時，一個質量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數增大，而其他條件不變。以下關于振動周期的變化，哪一項判斷是不準確的？（）（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數增大必然導致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關19、在研究光的折射時，一束光從光密介質射向光疏介質，當入射角增大到一定程度時會發生全反射現象，以下哪種條件能使全反射更容易發生？（）A.增大光密介質的折射率B.減小光密介質的折射率C.增大光疏介質的折射率D.減小光的頻率20、在機械波的學習中，波的傳播特性需要深入理解。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t=0時刻的波形如圖所示。已知波速為v，經過時間t，x=2m處的質點第一次到達波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在量子物理中，解釋斯特恩-蓋拉赫實驗的原理和意義？2、（本題5分）對于一個在勻強電場中做曲線運動的帶電粒子，如何利用電場線和等勢面來分析粒子的受力和運動軌跡？3、（本題5分）分析熱力學中的熱機效率的計算方法及影響因素，探討熱機效率在熱力學中的重要意義。4、（本題5分）在研究簡諧運動時，說明回復力的特點及其與位移之間的關系，并解釋為什么簡諧運動具有周期性和對稱性。5、（本題5分）闡述量子力學中的不確定性原理，即不能同時精確測量粒子的位置和動量。并說明其對微觀世界認識的影響。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一理想氣體進行絕熱自由膨脹，體積由V1增大到V2。已知該氣體的比熱容比為γ，求氣體內能的變化和溫度的變化。2、（本題5分）一理想氣體進行如圖所示的循環過程，其中1-2為等壓過程，2-3為絕熱過程，3-1為等溫過程。已知1點狀態參量為P1、V1、T1，2點狀態參量為P2、V2、T2，3點狀態參量為P3、V3、T3。求該循環的效率。3、（本題5分）一質量為5kg的物體在光滑水平面上受到一個水平向右的力F的作用，F隨時間t的變化關系為F=10t（N），t從0到5s。求5s內物體的速度變化量以及此時物體的速度大小。4、（本題5分）一個半徑為R的均勻帶電球體，電荷量為Q，計算球體內外的電場強度分布。5、（本題5分）一個質量為m的物體在一個豎直平面內做圓周運動，繩子的一端固定在圓心，另一端連接物體。在最低點時，繩子的拉力為T1，物體的速度為v1。已知物體質量m、拉力T1和速度v1，求物體在最高點時繩子的拉力T2和速度v2。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）全面論述熱力