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《高等量子力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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2分，共30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(guān)于相對論性質(zhì)量，當(dāng)一個物體的速度接近光速時，其質(zhì)量會怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小2、在近代物理中，盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。在實驗中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他條件不變，那么散射角大于90度的α粒子數(shù)會如何變化？（）A.增多B.減少C.不變D.無法確定3、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場產(chǎn)生的B.位移電流與傳導(dǎo)電流一樣會產(chǎn)生磁場C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比4、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）（）A.氣體內(nèi)能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內(nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內(nèi)能的減少量5、在波動光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會變小，因為雙縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無關(guān)6、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于自然光、偏振光的產(chǎn)生和檢驗方法以及偏振光的應(yīng)用，表述錯誤的是（）A.自然光通過偏振片可以變成偏振光B.偏振光的振動方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)是固定的C.可以用偏振片檢驗光是否為偏振光D.光的偏振現(xiàn)象在通信領(lǐng)域沒有應(yīng)用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(dǎo)線長度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)B.安培力的方向用左手定則判斷C.當(dāng)載流導(dǎo)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、在研究平拋運(yùn)動時，水平方向和豎直方向的運(yùn)動需要分別分析。一個物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過時間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半9、在電學(xué)中，電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量。以下關(guān)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(zhì)有關(guān)D.電容器所帶電荷量越多，電容越大10、在研究平拋運(yùn)動的實驗中，通過測量水平位移和豎直位移來計算初速度。如果實驗中忽略了空氣阻力的影響，實際測量的初速度會比真實值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定11、關(guān)于理想氣體的狀態(tài)方程，對于一定質(zhì)量的理想氣體在不同狀態(tài)下壓強(qiáng)、體積和溫度的關(guān)系，以下說法錯誤的是（）A.當(dāng)溫度不變時，壓強(qiáng)與體積成反比B.當(dāng)體積不變時，壓強(qiáng)與溫度成正比C.當(dāng)壓強(qiáng)不變時，體積與溫度成正比D.狀態(tài)方程只適用于高溫高壓的氣體12、在波動光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜是利用光的干涉原理來減少反射光，增加透射光。對于一種折射率為1.38的薄膜材料，要使其在波長為550nm的光下起到增透效果，薄膜的最小厚度應(yīng)該是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm13、在電磁學(xué)中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產(chǎn)生的磁場。以下關(guān)于畢奧-薩伐爾定律的適用范圍，不準(zhǔn)確的是？（）A.適用于恒定電流產(chǎn)生的磁場B.適用于各種形狀的載流導(dǎo)線C.對于運(yùn)動電荷產(chǎn)生的磁場也適用D.只適用于無限長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場14、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個匝數(shù)為N、面積為S的線圈在均勻磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω215、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個放射性原子核經(jīng)過一定時間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述，哪一項是不正確的？（）A.衰變的概率與時間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無關(guān)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在研究剛體的定軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動慣量是一個關(guān)鍵的物理量。請說明轉(zhuǎn)動慣量的定義和物理意義，并舉例討論影響轉(zhuǎn)動慣量大小的因素？2、（本題5分）在光學(xué)中，解釋凸透鏡成像的作圖法和成像規(guī)律？3、（本題5分）闡述剛體的進(jìn)動現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，說明進(jìn)動在物理學(xué)中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）幾何光學(xué)中的光路可逆原理在光學(xué)系統(tǒng)的分析和設(shè)計中有重要作用，分析其內(nèi)容和應(yīng)用，論述如何利用光路可逆原理解決實際光學(xué)問題。2、（本題5分）分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理及其在現(xiàn)代科技中的重要應(yīng)用，如發(fā)電機(jī)、變壓器等，闡述其工作機(jī)制。3、（本題5分）幾何光學(xué)中的顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡是重要的光學(xué)儀器，論述它們的工作原理、放大倍數(shù)的計算方法以及在科學(xué)研究和日常生活中的應(yīng)用和發(fā)展。4、（本題5分）從物理角度探討超導(dǎo)磁懸浮的原理和應(yīng)用，包括超導(dǎo)材料的磁特性、懸浮力的計算和在交通、儲能等領(lǐng)域的發(fā)展前景和技術(shù)挑戰(zhàn)。5、（本題5分）熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)和非平衡態(tài)概念對于理解熱現(xiàn)象至關(guān)重要，分析其定義、特征以及在研究熱傳遞、化學(xué)反應(yīng)等過程中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一長直導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流I，在其旁邊有一個共面的矩形線圈，邊長分別為a和b，線圈與導(dǎo)線距離為r。計算線圈中的感應(yīng)電動勢，并討論當(dāng)線圈移動或電流變化時電動勢的變化。2、（本題10分）一個質(zhì)量為0.10kg的小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為0.40m的圓周運(yùn)動。在最高點時，小球