利用四能级超导量子干涉仪实现N比特受控U门
量子计算机简介
•4次基本操作得到16项，n次基本操作 得到包含2n个数值的寄存器的态。 (在经典操作中，n次操作得到包含1个 数值的寄存器的态。) •若将寄存器制备为若干个数的相干叠 加态，接着进行线性、幺正运算，则 计算的每一步将同时对叠加态中的数 同时进行。这就是量子并行计算和它 的优越性。
量子逻辑门
0 1
量子两态系统
如原子的基态和激发态 光子的偏振态
1
0 1
,
0
1 0
,
1 0 1, 0 1 0
2023/11/5
激发态
|1>
基态
|0>
写入 0和1
量子系统必须能写入、运算和读 出。
对一个处于基态的原子，不采取 行动，就写入了一个0。
用适当频率的激光将基态原子激 发到激发态，就写入了一个1。
量子超密编码
第一个量子隐形传态的实验实现 (Quantum Teleportation)
提供一种新的量子加密方法
D.Bouwmeester,Jian-Wei Pan(潘建伟), K.Mattle,E.H.Weinfurter,A.Zeilinger (Institut fur Experimentphysik, Universitat Innsbruck,Austia)
量子寄存器（以下简称寄存器）是量子 位的集合。例如，6在二进制中表示为 110，而在量子寄存器中用量子位的直积 表示为|1>|1>|0>。
重要的是不同的寄存器的值同时出现。 这在经典的情况下是不可能的。测量结 果 或 是 两 个 |0> 态 相 继 出 现 ， 或 是 两 个 |1>态相继出现。如果出现一个|0>态接 着一个|1>态，则表示实验或制备中出错。
大学物理量子力学习题附标准标准答案
一、选择题1．4185：已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子地最大动能是1.2 eV ，而钠地红限波长是5400 Å，那么入射光地波长是(A) 5350 Å (B) 5000 Å (C) 4350 Å (D) 3550 Å ［］2．4244：在均匀磁场B 内放置一极薄地金属片，其红限波长为λ0.今用单色光照射，发现有电子放出，有些放出地电子(质量为m ，电荷地绝对值为e )在垂直于磁场地平面内作半径为R 地圆周运动，那末此照射光光子地能量是：(A) 0λhc (B) 0λhcm eRB 2)(2+ (C) 0λhc m eRB + (D) 0λhc eRB 2+［］ 3．4383：用频率为ν 地单色光照射某种金属时，逸出光电子地最大动能为E K ；若改用频率为2ν 地单色光照射此种金属时，则逸出光电子地最大动能为：(A) 2 E K (B) 2h ν - E K (C) h ν - E K (D) h ν + E K ［］4．4737：在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长地1.2倍，则散射光光子能量ε与反冲电子动能E K 之比ε / E K 为(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 ［］5．4190：要使处于基态地氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射地各谱线组成地谱线系)地最长波长地谱线，至少应向基态氢原子提供地能量是(A) 1.5 eV (B) 3.4 eV (C) 10.2 eV (D) 13.6 eV ［］6．4197：由氢原子理论知，当大量氢原子处于n =3地激发态时，原子跃迁将发出：(A) 一种波长地光 (B) 两种波长地光 (C) 三种波长地光 (D) 连续光谱［］7．4748：已知氢原子从基态激发到某一定态所需能量为10.19 eV ，当氢原子从能量为－0.85 eV 地状态跃迁到上述定态时，所发射地光子地能量为(A) 2.56 eV (B) 3.41 eV (C) 4.25 eV (D) 9.95 eV ［］8．4750：在气体放电管中，用能量为12.1 eV 地电子去轰击处于基态地氢原子，此时氢原子所能发射地光子地能量只能是(A) 12.1 eV (B) 10.2 eV (C) 12.1 eV ，10.2 eV 和 1.9 eV (D) 12.1 eV ，10.2 eV 和 3.4 eV ［］9．4241：若α粒子(电荷为2e )在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 地圆形轨道运动，则α粒子地德布罗意波长是(A) )2/(eRB h (B) )/(eRB h (C) )2/(1eRBh (D) )/(1eRBh ［］ 10．4770：如果两种不同质量地粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子地(A) 动量相同 (B) 能量相同 (C) 速度相同 (D) 动能相同［］11．4428：已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：a x ax 23cos 1)(π⋅=ψ ( -a ≤x ≤a )，那么粒子在x = 5a /6处出现地概率密度为(A) 1/(2a ) (B) 1/a (C) a 2/1 (D) a /1［］12．4778：设粒子运动地波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量地精确度最高地波函数是哪个图？［］x (A)x (C)x (B) x(D)13．5619：波长λ =5000 Å地光沿x 轴正向传播，若光地波长地不确定量∆λ =10-3 Å，则利用不确定关系式h x p x ≥∆∆可得光子地x 坐标地不确定量至少为：(A) 25 cm (B) 50 cm (C) 250 cm (D) 500 cm ［］14．8020：将波函数在空间各点地振幅同时增大D 倍，则粒子在空间地分布概率将(A) 增大D 2倍 (B) 增大2D 倍 (C) 增大D 倍 (D) 不变［］15．4965：下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子地状态？(A) n = 2，l = 2，m l = 0，21=s m (B) n = 3，l = 1，m l =-1，21-=s m (C) n = 1，l = 2，m l = 1，21=s m (D) n = 1，l = 0，m l = 1，21-=s m ［］16．8022：氢原子中处于3d 量子态地电子，描述其量子态地四个量子数(n ，l ，m l ，m s )可能取地值为(A) (3，0，1，21-) (B) (1，1，1，21-)(C) (2，1，2，21) (D) (3，2，0，21) ［］17．4785：在氢原子地K 壳层中，电子可能具有地量子数(n ，l ，m l ，m s )是(A) (1，0，0，21) (B) (1，0，-1，21)(C) (1，1，0，21-) (D) (2，1，0，21-) ［］18．4222：与绝缘体相比较，半导体能带结构地特点是(A) 导带也是空带 (B) 满带与导带重合 (C) 满带中总是有空穴，导带中总是有电子(D) 禁带宽度较窄［］19．4789：p 型半导体中杂质原子所形成地局部能级(也称受主能级)，在能带结构中应处于(A) 满带中 (B) 导带中 (C) 禁带中，但接近满带顶(D) 禁带中，但接近导带底［］20．8032：按照原子地量子理论，原子可以通过自发辐射和受激辐射地方式发光，它们所产生地光地特点是：(A) 两个原子自发辐射地同频率地光是相干地，原子受激辐射地光与入射光是不相干地(B) 两个原子自发辐射地同频率地光是不相干地，原子受激辐射地光与入射光是相干地(C) 两个原子自发辐射地同频率地光是不相干地，原子受激辐射地光与入射光是不相干地(D) 两个原子自发辐射地同频率地光是相干地，原子受激辐射地光与入射光是相干地21．9900：xˆ与x P ˆ地互易关系[x P x ˆ,ˆ]等于 （Ａ） i （Ｂ） i -（Ｃ）ih （Ｄ）ih -［］ 22．9901：厄米算符Aˆ满足以下哪一等式（u 、v 是任意地态函数） （Ａ）()dx v u A dx v A u ⎰⎰=**ˆˆ（Ｂ）()dx u A v dx u A v ⎰⎰=**ˆˆ（Ｃ）()dx u v A dx u A v ⎰⎰=**ˆˆ（Ｄ）()dx v u A dx v A u ⎰⎰=**ˆˆ［］二、填空题1．4179：光子波长为λ，则其能量=_____；动量地大小 =______；质量=_______.2．4180：当波长为3000 Å地光照射在某金属表面时，光电子地能量范围从0到4.0×10-19 J.在作上述光电效应实验时遏止电压为 |U a | =________V ；此金属地红限频率ν0 =_________Hz.3．4388：以波长为λ= 0.207 μm 地紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯地红限频率ν 0=1.21×1015赫兹，则其遏止电压|U a | =_______________________V.4．4546：若一无线电接收机接收到频率为108 Hz 地电磁波地功率为1微瓦，则每秒接收到地光子数为___________.5．4608：钨地红限波长是230 nm ，用波长为180 nm 地紫外光照射时，从表面逸出地电子地最大动能为_________eV.6．4611：某一波长地X 光经物质散射后，其散射光中包含波长________和波长__________地两种成分，其中___________地散射成分称为康普顿散射.7．4191：在氢原子发射光谱地巴耳末线系中有一频率为6.15×1014 Hz 地谱线，它是氢原子从能级E n =__________eV 跃迁到能级E k =__________eV 而发出地.8．4192：在氢原子光谱中，赖曼系(由各激发态跃迁到基态所发射地各谱线组成地谱线系)地最短波长地谱线所对应地光子能量为_______________eV ；巴耳末系地最短波长地谱线所对应地光子地能量为___________________eV .9．4200：在氢原子光谱中，赖曼系(由各激发态跃迁到基态所发射地各谱线组成地谱线系)地最短波长地谱线所对应地光子能量为_______________eV ；巴耳末系地最短波长地谱线所对应地光子地能量为___________________eV .10．4424：欲使氢原子发射赖曼系(由各激发态跃迁到基态所发射地谱线构成）中波长为1216 Å地谱线，应传给基态氢原子地最小能量是_________________eV .11．4754：氢原子地部分能级跃迁示意如图.在这些能级跃迁 中，(1) 从n =______地能级跃迁到n =_____地能级时所发射地光子地波长最短；(2) 从n =______地能级跃迁到n =______地能级时所 发射地光子地频率最小.12．4755：被激发到n =3地状态地氢原子气体发出地辐射中， 有______条可见光谱线和_________条非可见光谱线. 13．4760：当一个质子俘获一个动能E K =13.6 eV 地自由电子组成一个基态氢原子时，所发出地单色光频率是______________.14．4207：令)/(c m h e c =λ(称为电子地康普顿波长，其中e m 为电子静止质量，c 为真空中光速，h 为普朗克常量).当电子地动能等于它地静止能量时，它地德布罗意波长是λ =______λc .15．4429：在戴维孙——革末电子衍射实验装置中，自热 阴极K 发射出地电子束经U = 500 V 地电势差加速后投射到晶 体上.这电子束地德布罗意波长λ =⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽nm. 16．4629：氢原子地运动速率等于它在300 K 时地方均根速率时，它地德布罗意波长是______.质量为M =1 g ，以速度 =v 1 cm ·s -1运动地小球地德布罗意波长是________.17．4630：在B =1.25×10-2 T 地匀强磁场中沿半径为R =1.66 cm 地圆轨道运动地α粒子地德布罗意波长是___________. 18．4203：设描述微观粒子运动地波函数为),(t r ψ，则*ψψ表示_______________________；),(t r ψ须满足地条件是_____________________；其归一化条件是___________________.19．4632：如果电子被限制在边界x 与x +∆x 之间，∆x =0.5 Å，则电子动量x 分量地不确定量近似地为________________kg ·m ／s. n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 4754图 U 4429图20．4221：原子内电子地量子态由n 、l 、m l 及m s 四个量子数表征.当n 、l 、m l 一定时，不同地量子态数目为_____________；当n 、l 一定时，不同地量子态数目为_________________；当n 一定时，不同地量子态数目为_______.21．4782：电子地自旋磁量子数m s 只能取______和______两个值.22．4784：根据量子力学理论，氢原子中电子地动量矩为 )1(+=l l L ，当主量子数n =3时，电子动量矩地可能取值为_____________________________.23．4963：原子中电子地主量子数n =2，它可能具有地状态数最多为______个.24．4219：多电子原子中，电子地排列遵循_____________原理和_______________原理.25．4635：泡利不相容原理地内容是________________________________________.26．4787：在主量子数n =2，自旋磁量子数21=s m 地量子态中，能够填充地最大电子数是_____________.27．4967：锂(Z =3)原子中含有3个电子，电子地量子态可用(n ，l ，m l ，m s )四个量子数来描述，若已知基态锂原子中一个电子地量子态为(1，0，0，21)，则其余两个电子地量子态分别为(_____________________)和(________________________).28．4969：钴(Z = 27 )有两个电子在4s 态，没有其它n ≥4地电子，则在3d 态地电子可有____________个.29．8025：根据量子力学理论，原子内电子地量子态由(n ，l ，m l ，m s )四个量子数表征.那么，处于基态地氦原子内两个电子地量子态可由______________和______________两组量子数表征.30．4637：右方两图(a)与(b)中，(a)图是____型半导体地能带结构图，(b)图是____型半导体地能带结构图.31．4792：若在四价元素半导体中掺入五价元素原子，则可构成______型半导体，参与导电 地多数载流子是_______. 32．4793：若在四价元素半导体中掺入三价 元素原子，则可构成______型半导体，参与导电 地多数载流子是______.33．4971：在下列给出地各种条件中，哪些是 产生激光地条件，将其标号列下：___________.(1)自发辐射；(2)受激辐射；(3)粒子数反转；(4)三能极系统；(5)谐振腔.34．5244：激光器中光学谐振腔地作用是：(1)_____________________________________；(2)_________________________________；(3)_________________________________________.35．8034：按照原子地量子理论，原子可以通过____________________________两种辐射方式发光，而激光是由__________________方式产生地.36．8035：光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同地特性，这些特性是指_______________________________________________.37．8036：激光器地基本结构包括三部分，即_____________、___________和_____________.38．写出以下算符表达式：=x pˆ________；=H ˆ________；=y L ˆ________； 39．微观低速地（非相对论性）体系地波函数ψ满足薛定谔方程，其数学表达式为________.40．自旋量子数为______________地粒子称为费米子，自旋量子数为_______________地粒子称为玻色子；________________体系遵循泡利不相容原理.4637图E v e 41．[]x p x ˆˆ，＝___________；[]=z y ˆˆ，___________；[]=z x p p ˆˆ，___________； []=z L L ˆ,ˆ2___________；[]=y x p L ˆ,ˆ___________. 42．线性谐振子地能量可取为________________；若32010352103u u u ++=ψ，nu 是谐振子地第n 个能量本征函数，则体系地能量平均值为________________.三、计算题1．4502：功率为P 地点光源，发出波长为λ地单色光，在距光源为d 处，每秒钟落在垂直于光线地单位面积上地光子数为多少？若λ =6630 Å，则光子地质量为多少？2．4431：α粒子在磁感应强度为B = 0.025 T 地均匀磁场中沿半径为R =0.83 cm 地圆形轨道运动.(1) 试计算其德布罗意波长；(2) 若使质量m = 0.1 g 地小球以与α粒子相同地速率运动.则其波长为多少？(α粒子地质量m α =6.64×10-27 kg ，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C)3．4506：当电子地德布罗意波长与可见光波长( λ =5500 Å)相同时，求它地动能是多少电子伏特？(电子质量m e =9.11×10-31 kg ，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s, 1 eV =1.60×10-19J)4．4535：若不考虑相对论效应，则波长为 5500 Å地电子地动能是多少eV ？(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，电子静止质量m e =9.11×10-31 kg)5．4631：假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子地动能等于它静止能量地2倍时，其德布罗意波长为多少？(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，电子静止质量m e =9.11×10-31kg)6．5248：如图所示，一电子以初速度v 0 = 6.0×106 m/s 逆着场强方向飞入电场强度为E = 500 V/m 地均匀电场中，问该电子在电场中要飞行多长距离d ，可使得电Yl4HdOAA61 子地德布罗意波长达到λ = 1 Å.(飞行过程中，电子地质量认为不变， 即为静止质量m e =9.11×10-31 kg ；基本电荷e =1.60×10-19 C ；普朗克 常量h =6.63×10-34 J ·s).7．4430：已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为)/sin(/2)(a x a x π=ψ(0≤x≤a )，求发现粒子地概率为最大地位置. 8．4526：粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：)/sin(/2)(a x n a x n π=ψ (0 <x <a )，若粒子处于n =1地状态，它在 0－a /4区间内地概率是多少？提示：C x x x x +-=⎰2sin )4/1(21d sin 29．氢原子波函数为()310211210100322101ψψψψψ+++=，其中nlm ψ是氢原子地能量本征态，求E 地可能值、相应地概率及平均值. 10．体系在无限深方势阱中地波函数为sin 0()00n A x x a x a x x a πψ⎧<<⎪=⎨⎪≤≥⎩，求归一化常数A . 11．质量为m 地粒子沿x 轴运动，其势能函数可表示为：()000,x a U x x x a <<⎧=⎨∞≤≥⎩，求解粒子地归一化波函数和粒子地能量.12．设质量为粒子处在（0，a ）内地无限方势阱中，()⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=x a x a a x ππψ2cos sin 4，对它地能量进行测量，可能得到地值有哪几个？概率各多少？平均能量是多少？13．谐振子地归一化地波函数：()()()()x cu x u x u x 3202131++=ψ.其中，()x u n 是归一化地谐振子地定态波函数.求：c 和能量地可能取值，以及平均能量E .一、选择题1．4185：D 2．4244：B 3．4383：D 4．4737：D 5．4190：C 6．4197：C 7．4748：A 8．4750：C 9．4241：A 10．4770：A 11．4428：A 12．4778：13．5619：C 14．8020：D 15．4965：B 16．8022：D 17．4785：A 18．4222：D 19．4789：C 20．8032：B 21．9900：A 22．9901：C二、填空题1．4179：λ/hc ----------------1分；λ/h ----------------2分；)/(λc h --------------2分2．4180： 2.5---------------------2分； 4.0×1014-----------2分3．4388： 0.99--------------------3分4．4546： 1.5×1019 ------------3分5．4608： 1.5 --------------------3分6．4611：不变-----------------1分；变长----------------1分；波长变长--------------1分7．4191：－0.85---------------2分；－3.4----------------2分8．4192： 13.6----------------- 2分； 3.4---------------- 2分9．4200： 6----------------------2分； 973----------------2分10．4424： 10.2-------------------3分11．4754： 4 1------------2分； 4 3----------------2分12．4755： 1-----------------------2分； 2----------------2分13．4760： 6.56×1015 Hz-------3分14．4207：3/1----------------3分15．4429： 0.0549----------------3分16．4629： 1.45 Å-----------------2分；6.63×10-19 Å-------------------2分17．4630： 0.1 Å-------------------3分18．4203：粒子在t 时刻在(x ，y ，z )处出现地概率密度-------------2分单值、有限、连续---------------------------------------------1分1d d d 2=⎰⎰⎰z y x ψ----------------------------------------2分19．4632： 1.33×10-23 -----------------------3分20．4221： 2-------------------1分；2×(2l +1)-------------2分；2n 2 --------------2分21．4782：21-------------------2分；21------------------------------2分22．4784： 0， 2， 6-----------------------------各1分23．4963： 8------------------------------------------------ 3分24．4219：泡利不相容---------------2分；能量最小-----------------2分25．4635：一个原子内部不能有两个或两个以上地电子有完全相同地四个量子数(n 、l 、m l 、m s )--------------------------3分26．4787： 4---------------------3分27．4967： 1，0，0，21---------------2分；2，0，0，21 2，0，0，21----------------------2分28．4969： 7----------------------------3分 29．8025： (1，0，0，21)----------2分； (1，0，0，21-)-----------------2分30．4637： n-----------------------2分； p-------------2分31．4792： n-----------------------2分；电子--------2分32．4793： p-----------------------2分；空穴--------2分33．4971： (2)、(3)、(4)、(5)-------3分答对2个1分34．5244：产生与维持光地振荡，使光得到加强---------------------------2分使激光有极好地方向性---------------------------------------------1分使激光地单色性好---------------------------------------------------2分35．8034：自发辐射和受激辐射-----------2分；受激辐射------------2分36．8035：相位、频率、偏振态、传播方向---------------------------------3分37．8036：工作物质、激励能源、光学谐振腔---------------------------各1分38．x i p x ∂∂-= ˆ；U H +∇-=222ˆμ ；)(ˆz x x z i L y ∂∂-∂∂-= 39．t i U ∂ψ∂=ψ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∇- 222μ或t i U x ∂ψ∂=ψ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂- 2222μ 40．半奇数；整数；费米子41． i ；0；0；0；z pi ˆ 42．ω )21(+=n E n ，n =0，1，2，3……；ω 511三、计算题1．4502：解：设光源每秒钟发射地光子数为n ，每个光子地能量为h ν，则由：λν/nhc nh P ==得：)/(hc P n λ=令每秒钟落在垂直于光线地单位面积地光子数为n 0，则：)4/()4/(/220hc d P d n S n n π=π==λ------------------------------------------3分光子地质量：)/()/(/22λλνc h c hc c h m ====3.33×10-36 kg--------------------2分 2．4431：解：(1) 德布罗意公式：)/(v m h =λ由题可知α粒子受磁场力作用作圆周运动：R m B q /2v v α=，qRB m =v α 又e q 2=则：eRB m 2=v α----------------4分故：nm 1000.1m 1000.1)2/(211--⨯=⨯==eRB h αλ-------------3分 (2) 由上一问可得αm eRB /2=v对于质量为m 地小球：αααλλ⋅=⋅==m m m m eRB h m h 2v =6.64×10-34 m-----------3分3．4506：解：)2/()/()2/(22e e K m h m p E λ==---------------3分 =5.0×10-6 eV--------------------------------------2分4．4535：解：非相对论动能：221v e K m E =而v e m p =，故有：e K m p E 22=-----------------------------2分 又根据德布罗意关系有λ/h p =代入上式--------------------1分 则：==)/(2122λe K m h E 4.98×10-6 eV----------------------2分 5．4631：解：若电子地动能是它地静止能量地两倍，则：2222c m c m mc e e =----------1分故：e m m 3=--------------------------1分 由相对论公式：22/1/c m m e v -= 有：22/1/3c m m e e v -= 解得：3/8c =v ---------------------------------------------1分 德布罗意波长为：)8/()v /(c m h m h e ==λ131058.8-⨯≈m-----------------2分光电子地德布罗意波长为：===v e m h p h λ 1.04×10-9 m =10.4 Å------------------3分6．5248：解：)/(v e m h =λ①---------------------2分ad 2202=-v v ②a m eE e =③----------------------2分由①式：==)/(λe m h v 7.28×106 m/s由③式：==e m eE a /8.78×1013 m/s 2由②式：)2/()(202a d v v -== 0.0968 m = 9.68 cm-----------------------4分 7．4430：解：先求粒子地位置概率密度：)/(sin )/2()(22a x a x π=ψ)]/2cos(1)[2/2(a x a π-=--------------------2分当：1)/2cos(-=πa x 时，2)(x ψ有最大值．在0≤x ≤a 范围内可得π=πa x /2 ∴a x 21=--------------------------------3分 8．4526：解：x a x a x P d sin 2d d 22π==ψ-----------------3分粒子位于0 – a /4内地概率为：x ax a P a d sin 24/02⎰π=)d(sin 24/02a x a x a a a πππ=⎰ 4/021]2sin 41[2a a x a x πππ-=)]42sin(414[221a a a a π-ππ= =0.091----------2分9．解：根据给出地氢原子波函数地表达式，可知能量E 地可能值为：1E 、2E 、3E ，其中：113.6E eV =、2 3.4E eV =-、3 1.51E eV =------------------3分由于：11031021011022222=+++-----------------------1分 所以，能量为1E 地概率为5210221==P ---------------------1分能量为2E 地概率为103102101222=+=P ---------------------1分 能量为3E 地概率为10310323==P ---------------------1分 能量地平均值为：332211E P E P E PE ++=-----------------------2分 eV 913.6-=--------------------1分10．解：由归一化条件，应有1sin 022=⎰xdx a n A a π-----------------------3分 得：a A 2=-----------------------2分11．解：当0≤x 或a x ≥时，粒子势能无限大，物理上考虑这是不可能地，所以粒子在该区域出现纪律为零，即：()0=x ψ当a x <<0时，()0=x U ，定态薛定谔方程为：ψψE dx d m =-2222 设2/2 E k μ=，则方程为：0222=+ψψk dx d通解为：()kx B kx A x cos sin +=ψ由波函数地连续性可知，在0x =、x a =处()0=x ψ，即：()()()()0cos sin 00cos 0sin =+==+=ka B ka A x B A x ψψ得：0B =；n k a π=，n =1、2、3……所以有：()sin n n x A a πψ⎛⎫= ⎪⎝⎭，n =1、2、3…… 归一化条件：()()1sin 022022=⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎰⎰⎰∞+∞-a a dx a n A dx x dx x πψψ 所以：a A 2=，即：()n n x a πψ⎛⎫ ⎪⎝⎭，n =1、2、3…… 粒子能量为：22222n E E n a πμ==，n =1、2、3……12．解：()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=a x a x a x a a x a x a x πππππψ2cos sin sin 2cos sin 22⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=a x a a x a ππ3sin 221sin 221即()x ψ是第一和第三个能量本征态地叠加，所以测得能量值可为： （1）2222a μπ ，相应概率为：21212= （2）22229a μπ ，相应概率为：21212= 所以，能量平均值为：21=E 2222a μπ +2122229a μπ =22225a μπ 13．解：由归一化条件得：12131222=++c 解得：61=c根据谐振子波函数地表达式，可知能量E 地可能值为：0E 、2E 、3E 因为：νh n E n ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=21 所以：νh E 210=；νh E 252=；νh E 273= 则：=E =++332200E P E P E P ννννh h h h 2276125212131222=⋅+⋅+⋅版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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研究生复试原子物理试题
研究生复试原子物理试题1．什么是玻尔半径？2．玻尔理论有那些假设？3．电子组态为3p3d的电子发生LS耦合，可能形成多少种情况？4．戴维孙---革末实验的物理意义是什么？5．以氢原子为例说明什么是激发电势？什么是电离能？6．为什么元素的化学性质具有周期性？7．举例说明什么是某射线的标识谱？8．原子的抗磁性产生的机理是什么？9.分子纯振动谱线和纯转动谱线出现在光谱的什么区域？二计算题1．已知NA原子主线系第一条谱线是由波长分别是589.6NM，684.5NM的双线组成，求该原子的3P原子态的自然裂距。
2．静止的电子分别经100伏和100万伏的电场加速，求其德布罗意波长各是多少。
3．氦的一价离子可以当作类氢离子处理，试确定其基态能量。
并计算该离子跃迁时发出的最短波长和共振态波长。
4．在卢瑟福散射实验中若使用的a粒子动能为10四次方ev，轰击金靶时，观察到接近180度的散射粒子由此可以推断金的原子核半半径是多少。
（金原子序数为70，原子量为170）5．任意给出一种估算原子半径的方法。
并估算出原子半径的数量级。
2022年原子物理学研究生入学复试试题一.简答题:(共40分)1.(本题8分)简述史特恩-盖拉赫实验原理与实验结论.2.(本题8分)质量为其静止质量二倍的粒子，其运动速度为多少？3.(本题8分)简述戴维逊革未试验的原理及其物理意义。
4.(本题8分)简金属原子光谱中主线系和第二辅线系光谱的精细结构有什么特点？5.(本题8分)什么是拉曼组合散射？二.填空题(本题20分) 1(本题4分)某加速器将电子加速到能量E=2某106ev，该电子的动能Ek=_ev.2.(本题4分)令λc=h/(mec)(称为电子的康普顿波长，其中me为电子静止质量,c为真空中光速,h为普让可常量).当电子的动能等于它的静止能量时，他的德布罗意波长是λ=_λc.3.(本题4分)设描述微观粒子运动的波函数为Ψ则ΨΨ某表示需满足的条件是__;其归一化条件是__.4.(本题4分)在电子单缝衍射实验中，若缝宽为a=0.1nm,电子束垂直射在单缝面上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量5.(本题4分)强度为I的某射线，在某种媒质中传播0.5米强度衰减一半，该媒质的吸收系数为三计算题(本题40)1(本题10)电子和正电子可以构成电子偶素。
环境与工程地球物理勘探05第四章 磁法
正，反之取负。H与x轴的夹角称为
磁偏角D，当H偏东时，D取正，反 之取负，H与T的夹角称为磁倾角I ，T下倾时取正，反之取负。
图4·1·1 地磁场坐标系统
第一节 高精度磁法
上述X、Y、Z、H、T、D、I各量统称为地磁要素，它们之间的关系如下：
X = H cosD，Y = H sinD，Z = T sinI = H tgI
H = T cosI， T2 = H2+Z2 = X2+Y2+Z2
(4·1·1)
分析这些关系可知,地磁要素中有各自独立的三组：I、D、H；X、Y、Z；H、Z、 D。如果知道其中一组，则其他各要素即可求得。在地磁绝对测量中通常测I、D、H 三个要素。
磁法勘探一般都是相对测量，地面磁测主要测Z的变化，有时也测H和T；航空磁测 主要测定T的变化。
磁场强度的单位，在国际单பைடு நூலகம்制中为特斯拉 ( T )，在磁法勘探中常用它的十亿分之 一为单位，称为纳特 ( nT )，即
1nT = 10-9 T 过去习惯使用CGSM单位制中的伽玛 ( γ )，其与国际单位制的换算关系为
第一节 高精度磁法
二、磁测仪器和磁法勘探野外工作方法
(一) 磁力仪
磁力仪的种类很多，大致可分为两大类，即机械式磁力仪和电磁式磁力仪。 由于磁法勘探早期主要以勘探磁性较强的固体矿产为主，使用的仪器主要为机 械式磁力仪(又称磁秤)，机械式磁力仪可分为刃口式和悬丝式两种，而每种又可 分为垂直磁力仪(测量磁场强度垂直分量)和水平磁力仪(测量水平分量)，仪器的灵 敏度一般为n×10nT，主要用于地面磁测。随着磁法勘探研究的深度和空间范围 的不断扩展，近年来已经向地壳深部与向微磁、弱磁性的地质对象勘探转变，不 仅在油气藏、地热、煤田等弱磁性领域扩大磁法的应用，而且在考古、环境污染 、灾害预测等方面也有应用。这就要求磁测仪器具有较高的灵敏度，所以磁测仪 器加速了发展速度，第一代磁力仪利用永久磁铁或感应线圈，如机械式磁力仪； 第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂的电子线路，如质 子磁力仪和光泵磁力仪；第三代磁力仪为利用低温量子效应制成的超导磁力仪。 同时，磁性参数的综合利用方法，也从研究单一磁导参量和磁性参数向三分量、 磁梯度和磁各向异性等多种磁性参数综合研究与利用方向发展。
磁力仪简介
磁力仪简介北京地质仪器厂吴天彪磁学测量仪器，从测量的参数、测量的范围和用途来看，均极为广泛和复杂，本文仅限于介绍用于地磁学研究、磁法矿产资源勘探、环境地球物理学等方面的弱磁场（≤1×10-4 特斯拉）磁感应强度的测量仪器，通称为“磁力仪”。
1 磁力仪的分类及应用目前，常用于弱磁场、特别是地球磁场测量的磁力仪，无论是地磁台站的观测或野外地面磁测、航空、航天、海洋和井中磁测，从磁传感器的工作原理上看，大致可分为三大类[1]，即：（1）基于电磁感应原理的磁通门磁力仪。
（2）基于核磁共振（NMR）原理的质子磁力仪、基于电子自旋共振（ESR）的光泵磁力仪和基于NMR与ESR的欧佛豪森（Overhauser）质子磁力仪（OVM）的共振磁力仪。
（3）基于超导量子干涉原理的超导磁力仪。
根据传感器的特点，所有共振磁力仪只能测定地磁场的总场的磁感应强度，称为标量磁力仪，而磁通门磁力仪和超导磁力仪的读数，既反映磁场的强度也反映磁场的方向，称为矢量磁力仪。
从使用广泛性来看，工作量最大的地面磁测，主力仪器是传统的直流激发的质子磁力仪、其次是光泵磁力仪和欧佛豪森质子磁力仪，在一些强磁区，也使用测量垂直分量的磁通门磁力仪。
航空磁测的主力是光泵磁力仪，目前多用4台仪器组成三维梯度系统，用三分量磁通门仪器作姿态改正。
光泵磁力仪也用于装在飞机上探测潜艇。
高温超导磁力仪用于时域电磁法的磁分量观测，低端灵敏度大大优于传统的感应式磁传感器。
在岩石和矿物的磁性测量及古地磁研究中超导磁力仪也得到广发的应用。
磁通门磁梯度仪和光泵梯度仪多用于探测地下未爆物（UXO）、地下管线、考古等。
在航天领域，地面地磁台站中，三分量的磁通门磁力仪和质子磁力仪得到广泛应用。
磁力仪测定的物理量是磁感应强度，其SI制计量单位是“特斯拉”（Tesla）。
1 Tesla = 103 mT =106 µT = 109 nT = 1012 pT= 1015 f T最常用的单位是nT （纳特）CGSM制的计量单位是“高斯”（Gs），1 T= 10,000 Gs从全球地磁图[2]（图1）可以看出：赤道附近地磁场的磁感应强度约为20,000~30,000nT两极附近地磁场的磁感应强度约为600,000~80,000nT图1 全球地磁图2 磁力仪的主要技术指标以观测地磁场为主要目的的磁力仪，各种不同原理的仪器的主要技术指标，不尽相同，但大多数应有测量范围、灵敏度、分辨力、采样率、绝对精度、梯度容限、工作温度范围等。
量子芯片的研究现状与应用
摘 要：随着集成电路工艺的发展，摩尔定律逐渐走向终结，于是科学家们转向量子芯片的研究。
目前最有前途的量子芯片分别是超导体系、半导体体系和离子阱体系。
超导量子芯片电路设计难度随着比特数增多而增大，目前已实现20个超导量子比特的量子芯片。
离子阱量子计算性能优异，但体积庞大，目前IonQ 公司已实现13个171Yb + 离子组成的离子阱系统11位全连接可编程量子计算机。
半导体量子芯片的计算性能不如这两种，但是由于传统半导体工艺现在已基本成熟，只要在实验室里能够实现样品芯片，理论上讲大规模工业生产就不存在问题。
目前科学家们认为未来将很快实现10个量子比特的纠缠。
量子芯片的研究将带来计算速度的提升、量子通信安全性的实现等优势。
文章简要介绍了近年来量子芯片的研究进展以及对未来应用的展望。
关键词：超导量子芯片；半导体量子芯片；离子阱量子芯片；量子计算机中图分类号：O471 文献标识码：A DOI：10.19881/ki.1006-3676.2020.12.10Research Status and Application of Quantum ChipLiu Yingmin 1 Liu Fen 2 You Ruisong 2 Sun Hui 2（1.Nanyang Technological University，School of Electrical and Electronic Engineering，Singapore，639798；2.Shandong University College of Space Science and Physics，Shandong，Weihai，264209）Abstract ：With the development of integrated circuit technology，Moore's law is coming to an end，on this condition，scientists tend to qubit chips. At present，the most promising quantum chips are in superconducting system，semiconductor system and trapped ion system. The difficulty of design in superconducting system enhances with the increase of the number of bits，20 qubits now have been realized. The computing performance of trapped ion is excellent：however，it has huge volume. IonQ has presented an 11—qubit fully—connected，programmable quantum computer in a trapped ion system which is composed of 13 171Yb + ions. Although the performance of the semiconductor quantum chip is not as good as others，it is completely based on traditional semiconductor technology. As long as scientists can realize the sample chip in laboratory，there will be no problem in its large—scale industrial production. In the future.Scientists now believe that 10 qubit entanglements will soon be possible. The research of quantum chip will bring many advantages，such as the improvement of computing speed and the realization of quantum communication security. This paper reviews research progress recently and suggests prospect of future application.Key words ：Superconducting Quantum Chip；Semiconductor Quantum Chip；Trapped Ion Quantum Chip；Quantum Computer刘瀛旻1 刘 芬2 尤瑞松2 孙 珲2（1.新加坡南洋理工大学电子电气工程学院，新加坡，639798；2.山东大学空间科学与物理学院，山东，威海，264209）量子芯片的研究现状与应用基金项目：本文系国家自然科学基金项目（项目编号62004117）研究成果。
自由电子激光物理导论读书札记
《自由电子激光物理导论》读书札记目录一、内容概述 (2)二、自由电子激光的基本原理 (2)1. 自由电子激光的起源 (4)2. 自由电子在磁场中的运动 (5)3. 自由电子激光的能级结构 (6)4. 自由电子激光的辐射机制 (7)三、自由电子激光的共振腔 (9)1. 简并四能级系统的共振腔 (10)2. 光学微腔与自由电子激光 (11)3. 特殊光学元件的应用 (13)四、自由电子激光的频率调谐 (14)1. 频率调谐原理 (15)2. 常用调谐方法 (17)3. 调谐范围的拓展 (18)五、自由电子激光的应用 (19)1. 在基础研究中的应用 (20)2. 在工业应用中的应用 (22)3. 在军事应用中的应用 (23)六、结论与展望 (24)一、内容概述自由电子激光是一种特殊类型的激光，其光源是由自由电子组成的。
这种激光的产生机制与传统的三能级激光器不同，自由电子激光利用电子在磁场中的相对论性效应来进行放大。
在自由电子激光中，电子束受到磁场约束，通过周期性加速和减速过程实现能量积累，从而产生相干光辐射。
本章节首先介绍了自由电子激光的基本概念和发展历史，包括激光器的分类、自由电子激光的特点以及它在各个领域的应用前景。
详细阐述了自由电子激光的物理原理，包括电子在磁场中的运动轨迹、能量转换过程以及激光器的稳定性分析。
书中还讨论了自由电子激光器的关键技术，如电子束的加速、聚焦和冷却技术，以及如何将这些技术集成到实际的自由电子激光系统中。
展望了自由电子激光的未来发展方向，包括可能的技术革新和新应用场景。
通过阅读这本书，读者可以更好地理解自由电子激光的工作原理和应用领域，为进一步深入研究或学习相关领域的知识打下坚实的基础。
二、自由电子激光的基本原理在开始探索自由电子激光的基本原理之前，我必须指出，这是一门深奥且充满挑战的学科。
阅读此部分时，我被其中精细的物理图像和复杂的概念所吸引，同时也被作者清晰的逻辑和深入浅出的解释所折服。
云南省大理市辖区2024-2024学年高三上学期区域性规模化统一检测理综物理核心考点试题(基础必刷)
云南省大理市辖区2024-2024学年高三上学期区域性规模化统一检测理综物理核心考点试题（基础必刷）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)第(1)题将的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数之比为，。
下列说法正确的是（ ）A．该交流电的频率为100HzB．闭合开关S后，电阻R消耗的电功率为16WC．闭合开关S后，电流表的读数为2AD．断开开关S后，副线圈的输出电压为0第(2)题某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。
处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。
为了判断卡车是否超速，需要测量的是（ ）A．车的长度，车的质量B．车的高度，车的重量C．车的长度，零件脱落点与陷落点的水平距离D．车的高度，零件脱落点与陷落点的水平距离第(3)题如图所示是电子双缝干涉实验示意图，电子枪中从金属丝逸出的电子（忽略初速度）被电压为U电场加速，形成一束高能电子束，用该电子束照射双缝，在与双缝相距为L的屏上形成干涉条纹，测得相邻两条亮条纹中心的间距为。
已知电子质量为，元电荷为，普朗克常量为，下列说法正确的是（）A．仅增大加速电压U，会变大B．仅增大双缝的间距，会变小C．射入双缝的电子动量大小为D．双缝间距为第(4)题心脏起搏器使用“氚电池”供电，这是一种利用氚核衰变产生的能量的新型核能电池，其使用寿命长达20年。
氚核（）发生衰变的半衰期为12.5年。
下列说法正确的是（）A．氚核发生衰变时，电荷数守恒、质量数守恒B．氚核发生衰变产生的新核为C．环境温度升高时，核的半衰期会缩短D．100个经过12.5年后一定剩余50个第(5)题如图所示，从左往右看，各线圈在匀强磁场中绕轴匀速顺时针转动，从图示位置开始计时，设电流从2流出线圈为正方向，能产生图甲所示交变电流的是（ ）A．线圈平面与磁场垂直B．线圈平面与磁场平行C．线圈平而与磁场垂直D．线圈平面与磁场平行第(6)题“羲和二号”是我国正在建设中的结合了激光和加速器的装置。
2021量子信息技术及应用继续教育
2021量子信息技术及应用继续教育1.关于量子的原理特性，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.量子态的不可分割B.量子态的叠加、不可复制C.量子态的纠缠D.量子态可以克隆我的答案：D√答对2.关于量子计算技术在我国的应用，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.2014年，完成第一个超导量子比特B.2015年，提高量子比特相干寿命，达到国际水平C.2016年，四超导量子比特芯片，演示求解线性方程组D.2017年，十超导量子比特芯片，是已公开资料中超导量子比特纠缠数目最多的我的答案：D√答对3.BB84方案，是（）由Bennett和Brassard提出利用单光子偏振态实现的第一个QKD（量子密钥分发）协议。
（3.0分）A.1984年B.1988年C.1991年D.1994年我的答案：A√答对4.关于量子计算对密码学的影响，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.RSA、D—H、DSA等非对称密码体系会被Shor算法完全破坏B.对于对称密码体系，量子计算机带来的影响稍小C.目前已知的Grover量子搜索算法使得加密密钥的有效长度减半D.RSA、ECC、DSA等公钥密码体制都是绝对安全的我的答案：D√答对5.关于国际上量子信息技术的发展动态，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.2015年成立ISG—QKD工作组，共计开展12项标准研制，发布9项规范B.2016年启动P1913软件定义量子通信项目C.2017年10月启动QKD安全评测研究，2019年开始制定2项标准D.2018年7月开始编制QKD网络及安全标准近20项我的答案：A√答对6.后量子公钥密码（PQC）是由：NIST于（）正式启动PQC项目，面向全球征集PQC算法，推动标准化。
（3.0分）A.2013年12月B.2016年12月C.2013年8月D.2016年8月我的答案：B√答对7.墨子号量子科学实验卫星（简称“墨子号”），于（），在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空。
利用四能级超导量子干涉仪实现Deutsch算法
利用四能级超导量子干涉仪实现Deutsch算法
程世清;韩丙辰;程鹏
【期刊名称】《湖北大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(036)003
【摘要】利用四能级超导量子干涉仪(SQUID)实现量子计算机的Deutsch算法,其中四能级中的两个最低能态作为逻辑态,两个中间能态在操作过程中起辅助作用.通过两个SQUID与单模腔场的共振相互作用和大失谐相互作用,实现Deutsch算法.【总页数】4页(P230-232,237)
【作者】程世清;韩丙辰;程鹏
【作者单位】山西大同大学物理与电子科学学院,山西大同037009;山西大同大学物理与电子科学学院,山西大同037009;中建一局集团第三建筑有限公司,北京100161
【正文语种】中文
【中图分类】TN202;O431.2
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4.利用四能级超导量子干涉仪实现N比特受控U门 [J], 程世清;刘红梅;韩丙辰
5.腔QED中利用超导量子干涉仪实现Toffoli门 [J], 彭俊;邬云文;李小娟
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湖南省常德市2024高三冲刺(高考物理)统编版(五四制)测试(冲刺卷)完整试卷
湖南省常德市2024高三冲刺（高考物理）统编版（五四制）测试(冲刺卷)完整试卷一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)第(1)题2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器的着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。
则组合体着陆月球的过程中（）A．减速阶段所受合外力为0B．悬停阶段不受力C．自由下落阶段机械能守恒D．自由下落阶段加速度大小g= 9.8m/s2第(2)题如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ．一个质量为m、半径为r的匀质金属圆环位于圆台底部．圆环中维持恒定的电流I，圆环由静止向上运动，经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环上升的最大高度为H．已知重力加速度为g，磁场的范围足够大．在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是A．在最初t时间内安培力对圆环做的功为mgHB．圆环运动的最大速度为C．圆环先做匀加速运动后做匀减速运动D．圆环先有扩张后有收缩的趋势第(3)题某防盗报警器工作原理如图所示。
用紫外线照射光敏材料制成的阴极时，逸出的光电子在电路中产生电流，电流经放大后使电磁铁吸住铁条。
当光源与阴极间有障碍物时，警报器响起。
下列说法正确的是（ ）A．若用红外光源代替紫外光源，该报警器一定能正常工作B．逸出光电子的最大初动能与照射光频率成正比C．若用更强的同一频率紫外线照射阴极，光电流变大D．若用更强的同一频率紫外线照射阴极，所有光电子的初动能均增大第(4)题2020年12月我国在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。
下列关于能量子的说法中正确的是（ ）A．能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的B．能量子表示微观世界的不连续性观念C．电磁波波长越长，其能量子的能量越大D．能量子是类似于质子、中子的微观粒子第(5)题一列简谐横波沿水平方向向右传播，在该波上有M、N两质点，平衡位置间距为3m。
2024届甘肃省嘉峪关一中高三下学期适应性考试(一)物理核心考点试卷
2024届甘肃省嘉峪关一中高三下学期适应性考试（一）物理核心考点试卷一、单选题 (共7题)第(1)题某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是（ ）A．B．C．D．第(2)题如图所示，a、b、c为等边三角形的三个顶点，在b、c两处有垂直于三角形所在平面的无限长通电直导线，电流方向均垂直纸面向里、大小均为I，b处的导线在a处产生的磁感应强度大小为B，方向如图所示。
已知无限长通电直导线在真空中某点产生的磁感应强度大小为其中k为常量，I为通电直导线中的电流，r为该点到导线的距离。
则a处的磁感应强度大小为（ ）A ．B B．BC ．B D．B第(3)题如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。
关于这些光，下列说法正确的是（ ）A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．粒子性最强的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．最容易发生衍射的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的D．这群氢原子发出的光子中，能量的最大值为12.75eV第(4)题一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s。
如图，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置。
则下列说法不正确的是（ ）A．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置B．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置C．此波的周期可能为0.6sD．此波的周期可能为1.0s第(5)题如题图所示，某跳伞运动员从一定高度跳伞，在降落过程中受到水平恒向风力影响，最后降落到同一水平面上，下列说法正确的是（）A．该运动员一定做曲线运动B．其他条件不变，风力越大，该运动员在空中运动时间越短C．其他条件不变，风力越大，该运动员在空中运动时间越长D．其他条件不变，风力越大，该运动员着地时的动能越大第(6)题如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，原线圈接入一理想电流表，阻值为的电阻与内阻为r的电动机M并联后，接在副线圈两端，当原线圈接入电压为的电源时，电动机的效率为80%，输出功率为16W，电动机的内阻r与电流表A的读数分别为（ ）A．2Ω、A B．4Ω、A C．2Ω、A D．4Ω，A第(7)题单手平托一个篮球，由静止开始竖直向上抛出，当球离开手的瞬间速度为v，之后向上运动到最高点的过程中空气阻力恒定，则下列判断正确的是（ ）A．球运动到最高点时处于平衡状态B．球离开手瞬间的加速度竖直向上C．球从离开手到最高点的过程中的平均速度是D．球从离开手到最高点的过程运动时间大于二、多选题 (共3题)第(1)题如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，、、、为四只规格均为“8V、2W”的灯泡，各电表均为理想交流电表，定值电阻。
河南省郑州市2024高三冲刺(高考物理)统编版(五四制)质量检测(强化卷)完整试卷
河南省郑州市2024高三冲刺（高考物理）统编版（五四制）质量检测(强化卷)完整试卷一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)第(1)题太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。
当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学上将其称为“行星冲日”。
已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示（天文学上常用地球公转半径作为长度单位，用符号AU表示），根据题中信息，试判断哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最长（）地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.29.51930A．火星B．木星C．天王星D．海王星第(2)题如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是（ ）A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光的频率最小C．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应D．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光波长最大第(3)题在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是（ ）A．费米从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素B．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C．密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值D．卢瑟福通过粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子第(4)题2021年5月28日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置取得新突破，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101s和1.6亿摄氏度20s等离子体运行。
氘核聚变反应的方程为。
已知氘核的质量为，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（ ）A．X为B．X为C．X的质量为D．两氘核间的库仑力有利于核聚变反应的进行第(5)题如图所示，光滑斜面的倾角，轻弹簧的劲度系数为k，两端分别与物体M和N相连，两物体的质量均为m，与斜面垂直的固定挡板 P挡住N，两物体均处于静止状态。
吉林省白城市2024高三冲刺(高考物理)统编版模拟(评估卷)完整试卷
吉林省白城市2024高三冲刺（高考物理）统编版模拟(评估卷)完整试卷一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)第(1)题在离地高度相同的A、B两点抛出两质量不同的小球A和B，A的初速度斜向上，B的初速度水平。
某时刻两小球恰好在C点相碰，如图所示，此时两小球均未落地且A、B两点连线中点恰好与C点在同一竖直线上，不计阻力，则两小球在此过程中（ ）A．位移相同B．速度的变化量相同C．动能的增量相同D．机械能的增量相同第(2)题如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。
关于这些光，下列说法正确的是（ ）A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．粒子性最强的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．最容易发生衍射的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的D．这群氢原子发出的光子中，能量的最大值为12.75eV第(3)题如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经变轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道3。
轨道1，2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。
当卫星分别在1、2、3轨道上运行时，下列说法正确的是（ ）A．卫星在轨道2上经过Q点的速度小于在轨道1上经过Q点的速度B．卫星在轨道2上经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能C．卫星在轨道2上经过P点的机械能等于在轨道3上经过P点的机械能D．卫星在轨道2上经过P点的加速度小于在轨道3上经过P点的加速度第(4)题下列说法正确的是（ ）A．电场强度的单位为V/mB．国际单位制中的基本单位只有三个C．用国际单位制的基本单位表示功的单位为D．在国际单位制中，时间的基本单位是s，也可以是t第(5)题河水的流速随位置到一指定河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的加速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则以下判断正确的是（ ）A．船在河水中做匀变速运动B．船渡河的最短时间是C．船在行驶过程中，船头始终与航线垂直D．船在刚登陆时的速度是第(6)题小明在一匀速上升的电梯内，观察到电梯顶部有一螺丝因松动而掉落，已知电梯顶部离电梯地板的高度为2.45m，电梯匀速上升的速度大小为2m/s，不考虑空气阻力的影响，g取10m/s2，则螺丝从电梯顶部掉落到地板上的时间为（ ）A．0.48s B．0.7s C．1.12s D．0.32s第(7)题以下叙述正确的是（ ）A．汤姆孙通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．普朗克在研究黑体辐射现象时提出了能量子的假设C．贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D．玻尔原子理论能解释氦原子光谱现象第(8)题1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端．由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈．此项发明是A．新型直流发电机B．直流电动机C．交流电动机D．交流发电机二、多项选择题（本题包含4小题，每小题4分，共16分。
广西崇左市2024高三冲刺(高考物理)统编版(五四制)测试(巩固卷)完整试卷
广西崇左市2024高三冲刺（高考物理）统编版（五四制）测试(巩固卷)完整试卷一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)第(1)题如图所示，边长为a的等边的A、B、C三点处各放置一个点电荷，三个点电荷所带电荷量数值均为Q，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；边长为a的等边的E、F、G三点处均有一垂直纸面的电流大小为I的导线，其中E、F处电流垂直纸面向内，G处电流垂直纸面向外，O，H是三角形的中心，D为中点，若两三角形均竖直放置，且、相互平行，下列说法正确的是（ ）A．O点处的电势高于D点处的电势B．带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能减小C．A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向相同D．正电荷在O点处所受电场力方向与电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处所受安培力方向相同第(2)题在“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强p、体积V变化的图线，如图所示（其中实线是实验所得图线，虚线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与玻意耳定律明显不合，造成这一现象的可能原因是（ ）A．实验时用手握住注射器B．实验时迅速推动活塞C．注射器没有保持水平D．推动活塞过程中有气体泄漏第(3)题如图，为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。
下列说法正确的是（ ）A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．用能量为10.3eV的光子照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的D．用n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应第(4)题如图所示为一乒乓球台的纵截面，是台面的两个端点位置，是球网位置，D、E两点满足，且E、M、N在同一竖直线上。
湖北省咸宁市2024高三冲刺(高考物理)部编版真题(培优卷)完整试卷
湖北省咸宁市2024高三冲刺（高考物理）部编版真题(培优卷)完整试卷一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)第(1)题如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为以O点为球心、半径为R的球面上的点，o、a、e、c、f点共面且与电场平行，o、b、e、d、f点共面且与电场垂直，则下列说法中正确的是（ ）A．b、d、两点的电场强度均相同，电势相等B．a、c两点电场强度不同，电势相等C．将检验点电荷+q在上述球面上的任意两点之间移动时，电场力对它一定做功D．在上述球面上，将检验点电荷+q在任意两点之间移动，其中由a点移动到c点过程的电势能变化量最大第(2)题如图，为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。
下列说法正确的是（ ）A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．用能量为10.3eV的光子照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的D．用n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应第(3)题下列有关物理学史的描述，正确的是（ ）A．伽利略通过实验证实了力是维持物体运动的原因B．戴维孙和汤姆孙利用晶体做了电子束的衍射实验，证实了电子具有波动性C．卢瑟福通过粒子散射实验，指出了原子核内部具有复杂的结构D．奥斯特最早研究电磁感应现象，并发现感应电动势与磁通量变化率成正比第(4)题如图所示，为同一水平直线上的三点，。
两根长直导线垂直于纸面分别放置在和连线的中点，并分别通入大小为、方向垂直纸面向外和大小为I、方向垂直纸面向里的电流。
已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁场的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，与导线中的电流大小成正比，则（）A．两点的磁场方向相同B．两点的磁场方向相反C．b点的磁感应强度大小是a点的1.5倍D．c点的磁感应强度大小与b点的相等第(5)题如图所示，在长为1m的细绳下端拴一个质量为3kg的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。
2023届安徽省黄山市高三上学期第一次质量检测全真演练物理试题
2023届安徽省黄山市高三上学期第一次质量检测全真演练物理试题一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。
初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。
若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示。
已知＞，则（ ）A．时刻，小物块离A处的距离达到最大B．时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0~时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0~时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用第(2)题如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（ ）A．从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出电磁波的波长长B．从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量第(3)题图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于以n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是A．最容易表现出衍射现象的光是由，n=4能级跃迁到n=1能级产生的B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应第(4)题两个振动情况完全相同的波源、，分别位于x轴上原点O和0.9m，振幅为10cm。
时刻波源开始沿y轴方向做简谐运动，形成的简谐波沿x轴正、负方向传播，当波传到0.9m处，触发波源开始振动，此时x正半轴波形如图所示，两波源各自振动2s后停止振动。
则下列说法正确的是（）A．两列波的传播速度为4m/sB．波源的起振方向沿y轴正方向C．在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程为100cmD．从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为10cm第(5)题如图，人沿平直的河岸以速度行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行，当绳与河岸的夹角为，船的速率为（ ）A．B．C．D．第(6)题在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑．若小物块与木板之间的动摩擦因数为，则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为A．B．C．D．第(7)题如图所示，水平地面上半圆柱体B和四分之一圆柱体C紧靠平行放置，重力为G的光滑圆柱体A静置其上，A、B、C的半径分别为r、2r、3r，若向右缓慢移动C，且B始终静止（A未接触水平地面），则（ ）A．C对A的作用力变小B．C对地面的摩擦力变小C．B对地面的作用力不变，大小为D．移动C前，B对A的作用力大小为二、多选题 (共3题)第(1)题下列说法正确的是（ ）A．气体体积变化时，其内能可能不变B．固体很难被压缩是因为分子之间有斥力C．荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体的表面张力作用D．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零E．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律第(2)题如图t=0时，甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的图象如图所示，忽略汽车掉头所需时间，下列对汽车运动状况的描述正确的是（ ）A．在第1小时末，乙车改变运动方向B．在第2小时末，甲乙两车相距10kmC．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大D．在第4小时末，甲乙两车相遇第(3)题某行星探测器经过多次变轨后登陆行星的轨迹如图所示，探测器在椭圆轨道Ⅰ上的O点短暂点火后进入圆轨道Ⅱ，抵达O点再次短暂点火进入椭圆轨道Ⅲ后在Q点登陆行星，O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点，轨道上的O、P、Q三点与行星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅱ的远行星点和近行星点。