安慶師范大學(xué)《光學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在熱力學(xué)過程中，關(guān)于等壓過程、等容過程和等溫過程的特點(diǎn)及內(nèi)能、做功和熱量的變化，以下解釋錯誤的是（）A.等壓過程中，系統(tǒng)做功等于壓強(qiáng)與體積變化的乘積B.等容過程中，系統(tǒng)不做功C.等溫過程中，內(nèi)能不變D.等容過程中，熱量的變化等于內(nèi)能的變化2、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(diǎn)，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3、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動中，對于轉(zhuǎn)動慣量的概念和計(jì)算，以及角動量守恒定律的應(yīng)用條件和結(jié)果，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動慣量與剛體的質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)B.質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)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(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量改變時，角動量一定改變4、在電場的學(xué)習(xí)中，電場強(qiáng)度的概念至關(guān)重要。一個均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場強(qiáng)度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強(qiáng)度會如何變化？（）A.電場強(qiáng)度不變B.電場強(qiáng)度增大一倍C.電場強(qiáng)度減小為原來的一半D.電場強(qiáng)度減小為原來的四分之一5、在光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關(guān)于增透膜和增反膜的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長的二分之一C.對于特定波長的光，增透膜可以增加其透過率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無關(guān)6、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經(jīng)過時間2T后，未衰變的原子核數(shù)目占原原子核數(shù)目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/167、對于相對論性動能，當(dāng)一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說法能體現(xiàn)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8、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個偏振片后，光強(qiáng)會變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲浚ǎ〢.1/2B.1/4C.0D.19、對于電容和電容器，以下關(guān)于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質(zhì)的關(guān)系，以及電容器的充電和放電過程的理解，不準(zhǔn)確的是（）A.電容與極板面積成正比，與極板間距成反比B.介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容越大C.電容器充電時電流逐漸減小，放電時電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無關(guān)10、在量子力學(xué)中，對于一個微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過程通常需要特定的邊界條件C.對于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對論情況11、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小。對于一個帶正電的點(diǎn)電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點(diǎn)電荷C.背離點(diǎn)電荷D.呈環(huán)形分布12、對于流體力學(xué)的知識，以下關(guān)于伯努利方程及其在實(shí)際流體中的應(yīng)用限制，哪一個是正確的？（）A.伯努利方程表明，在理想流體中，流速大的地方壓強(qiáng)小，流速小的地方壓強(qiáng)大，但該方程在粘性流體中完全不適用B.伯努利方程適用于任何流體的穩(wěn)定流動，不受流體性質(zhì)和流動條件的限制C.伯努利方程在實(shí)際流體中應(yīng)用時，需要考慮流體的粘性、可壓縮性和能量損失等因素，其結(jié)果往往是近似的D.伯努利方程只適用于水平管道中的流體流動，對于垂直或傾斜管道則無法應(yīng)用13、在經(jīng)典力學(xué)的范疇中，關(guān)于牛頓運(yùn)動定律的適用范圍和局限性，以下哪種說法是較為準(zhǔn)確的？（）A.牛頓運(yùn)動定律適用于所有宏觀和微觀物體的運(yùn)動，沒有任何局限性B.牛頓運(yùn)動定律只適用于宏觀低速物體的運(yùn)動，在高速和微觀領(lǐng)域需要相對論和量子力學(xué)來修正C.牛頓運(yùn)動定律對于高速運(yùn)動的物體仍然適用，但對于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運(yùn)動定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對象和問題14、在靜電場的高斯定理中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關(guān)于通過球面的電通量，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無關(guān)C.可以通過高斯定理計(jì)算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關(guān)15、對于靜電場，一個帶正電的點(diǎn)電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運(yùn)動？（）A.沿電場線方向加速運(yùn)動B.沿電場線方向減速運(yùn)動C.垂直電場線方向運(yùn)動D.靜止不動16、在波動光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過一個狹縫時，會在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄17、在量子物理中，氫原子的能級結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時，會發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計(jì)算，哪個公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh18、在光學(xué)儀器的原理分析中，關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理和分辨本領(lǐng)，以下哪種說法是正確的？（）A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實(shí)像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑；望遠(yuǎn)鏡通過物鏡形成縮小的實(shí)像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領(lǐng)取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理相同，都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領(lǐng)只與物鏡的質(zhì)量有關(guān)C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高，分辨本領(lǐng)越強(qiáng)；望遠(yuǎn)鏡的口徑越大，分辨本領(lǐng)越弱D.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與入射光的波長、光學(xué)系統(tǒng)的缺陷等因素?zé)o關(guān)19、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著重要的應(yīng)用。假設(shè)一定量的理想氣體在初始狀態(tài)時，壓強(qiáng)為P1，體積為V1，溫度為T1，經(jīng)過絕熱過程后，壓強(qiáng)變?yōu)镻2，體積變?yōu)閂2，溫度變?yōu)門2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2與T1的比值是多少？（）A.2B.4C.8D.1620、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，有可能發(fā)生全反射。對于一定的入射角，哪種情況下更容易發(fā)生全反射？（）A.光密介質(zhì)的折射率較大B.光疏介質(zhì)的折射率較大C.入射角較小D.以上都不對21、在狹義相對論中，對于同時的相對性概念，以下關(guān)于在不同慣性參考系中觀察兩個事件是否同時發(fā)生的判斷，描述不準(zhǔn)確的是（）A.在一個參考系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個參考系中一定不同時發(fā)生B.同時的相對性是由于光速不變原理導(dǎo)致的C.當(dāng)兩個參考系的相對速度較小時，同時的相對性不明顯D.同時的相對性與觀察者的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)22、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系密切。一個帶正電的粒子在電場中移動，電場力做正功，其電勢能會如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少23、關(guān)于波動的能量傳播，在一列機(jī)械波傳播的過程中，以下哪個物理量隨波的傳播而向前傳遞？（）A.波源的振動能量B.波源的振動頻率C.波源的振動速度D.波源的振動加速度24、在熱力學(xué)第三定律中，絕對零度不能達(dá)到。如果一個系統(tǒng)的溫度接近絕對零度，那么其熵會趨近于什么值？（）A.零B.正值C.負(fù)值D.無窮大25、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(xiàng)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4個小題，共20分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋不可逆過程的熵變計(jì)算方法？2、（本題5分）解釋在聲學(xué)中聲強(qiáng)級的概念，說明其計(jì)算方法和在噪聲控制中的應(yīng)用。3、（本題5分）請?jiān)敿?xì)闡述惠更斯-菲涅爾原理，解釋其在解釋光的傳播和衍射現(xiàn)象中的作用，并舉例說明其應(yīng)用的局限性。4、（本題5分）在量子力學(xué)中，氫原子的能級結(jié)構(gòu)是一個重要的研究內(nèi)容。請解釋氫原子能級的量子化特點(diǎn)，推導(dǎo)氫原子能級公式，并說明其在原子光譜和激光技術(shù)中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)點(diǎn)在球坐標(biāo)系中運(yùn)動，其位置矢量為r=r(θ,φ)，求質(zhì)點(diǎn)的速度矢量和加速度矢量的表達(dá)式。2、（本題5分）一理想氣體在絕熱容器中進(jìn)行絕熱膨脹，初始壓強(qiáng)為2×10^5Pa，體積為0.01m3，絕熱指數(shù)為1.4，最終體積變?yōu)?.02m3。求最終氣體的壓強(qiáng)和溫度。3、（本題5分）一簡諧振動的位移方程為x=0.5*cos(4πt+π/3)（單位：米），質(zhì)量為2千克的物體進(jìn)行該振動。計(jì)算物體的最大速度、最大加速度以及振動的總能量。4、（本題5分）在真空中，有兩個平行放置的無限大帶電平面，電荷面密度分別為+σ和-σ，求兩平面之間和兩平面之外的電場強(qiáng)度大小。5、（本題5分）一個折射率為1.5的凸透鏡，其焦距為20cm。在透鏡左側(cè)30cm處有一物體，高度為5cm。求通過透鏡后所成的像