站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)北京郵電大學(xué)

《量子力學(xué)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在牛頓力學(xué)的研究中，物體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，它的速度會(huì)發(fā)生變化。以下關(guān)于速度變化量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt2、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過(guò)偏振片后變成了偏振光。如果兩個(gè)偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過(guò)這兩個(gè)偏振片后，光強(qiáng)會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的多少？（）A.1/2B.1/4C.0D.13、在相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要的概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)該慣性系運(yùn)動(dòng)的慣性系中觀察，這兩個(gè)事件是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.條件不足，無(wú)法判斷4、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。以下關(guān)于理想氣體內(nèi)能的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，內(nèi)能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹，內(nèi)能一定減小C.理想氣體等壓壓縮，內(nèi)能一定減小D.理想氣體等溫變化，內(nèi)能一定不變，但對(duì)外做功5、在熱學(xué)中，理想氣體的絕熱過(guò)程是一種特殊的熱力學(xué)過(guò)程。以下關(guān)于絕熱過(guò)程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.絕熱壓縮時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大B.絕熱膨脹時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.絕熱過(guò)程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過(guò)程中6、在量子場(chǎng)論的初步介紹中，關(guān)于場(chǎng)的量子化和粒子的產(chǎn)生與湮滅，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.量子場(chǎng)論認(rèn)為場(chǎng)是連續(xù)的，不存在粒子的產(chǎn)生和湮滅過(guò)程B.場(chǎng)的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產(chǎn)生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場(chǎng)論通過(guò)對(duì)場(chǎng)進(jìn)行量子化處理，成功解釋了粒子的產(chǎn)生與湮滅現(xiàn)象，并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符D.粒子的產(chǎn)生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對(duì)宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響7、在狹義相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹效應(yīng)是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關(guān)于長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度會(huì)收縮B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢，即時(shí)間膨脹C.長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹效應(yīng)只在接近光速時(shí)才明顯D.長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹是相對(duì)的，取決于觀察者的參考系8、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。對(duì)于一個(gè)質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR29、關(guān)于理想氣體的狀態(tài)方程，對(duì)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(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.當(dāng)溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比B.當(dāng)體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與溫度成正比C.當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，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10、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對(duì)位置、匝數(shù)以及周圍介質(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比11、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。對(duì)于一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，通有電流I，距離導(dǎo)線為r處一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與I和r有關(guān)B.只與I、r和L有關(guān)C.與I、r、L以及導(dǎo)線的形狀有關(guān)D.與I、r、L、導(dǎo)線的形狀以及周圍介質(zhì)有關(guān)12、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于臨界角，就會(huì)發(fā)生全反射。對(duì)于某種介質(zhì)，臨界角為45度，當(dāng)入射角為60度時(shí)，反射光和折射光的強(qiáng)度比是多少？（）A.無(wú)窮大B.2:1C.1:1D.1:013、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個(gè)放射性原子核經(jīng)過(guò)一定時(shí)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(xiàng)是不正確的？（）A.衰變的概率與時(shí)間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時(shí)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(wú)關(guān)14、在機(jī)械波的學(xué)習(xí)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(jiǎn)諧波，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示。已知波速為v，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v15、在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在研究靜電場(chǎng)中的高斯定理時(shí)，說(shuō)明定理的內(nèi)容和物理意義，并通過(guò)簡(jiǎn)單的例子來(lái)應(yīng)用該定理求解電場(chǎng)強(qiáng)度。2、（本題5分）解釋熱力學(xué)第三定律，即在絕對(duì)零度時(shí)，純凈物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。并探討其在低溫物理和化學(xué)研究中的意義。3、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述熱力學(xué)第二定律的兩種表述方式，解釋其微觀本質(zhì)，并舉例說(shuō)明其在熱機(jī)效率和熵增加原理中的應(yīng)用。4、（本題5分）結(jié)合電磁學(xué)中的電磁場(chǎng)能量和能流，分析電磁場(chǎng)能量密度和能流密度的表達(dá)式，推導(dǎo)能量守恒定律在電磁場(chǎng)中的表達(dá)式，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析電磁學(xué)中的電磁波的傳播特性及應(yīng)用，如無(wú)線電通信、雷達(dá)等，闡述其工作原理。2、（本題5分）在量子場(chǎng)論中，重整化方法是處理量子場(chǎng)論中發(fā)散問題的重要手段，闡述其基本思想、操作步驟以及在解決具體物理問題中的應(yīng)用和意義。3、（本題5分）在量子場(chǎng)論中，分析規(guī)范場(chǎng)的概念和作用，論述電磁場(chǎng)作為規(guī)范場(chǎng)的數(shù)學(xué)表述和物理意義，以及規(guī)范場(chǎng)論在粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的地位和應(yīng)用。4、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的理想氣體的絕熱過(guò)程中的功和內(nèi)能變化關(guān)系，闡述其物理推導(dǎo)、數(shù)學(xué)表達(dá)式和在熱力學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)分析靜磁場(chǎng)中的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，闡述安培力的計(jì)算方法、物理意義和在電動(dòng)機(jī)、電磁起重機(jī)等設(shè)備中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一電子在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度B隨位置變化。已知電子的初速度和初始位置，計(jì)算電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，并分析磁場(chǎng)變化對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響。2、（本題10分）在一個(gè)均勻磁場(chǎng)中，有一個(gè)面積為0.20m2的矩形線圈，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，變化率為0.50T/s。計(jì)算線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。3、（本題10分）一簡(jiǎn)諧振