寶雞文理學院《光學》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《光學》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生原因和應(yīng)用領(lǐng)域，哪一項是恰當?shù)?？（）A.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導致的，廣泛應(yīng)用于攝影、通信、液晶顯示等領(lǐng)域B.光的偏振只與光的傳播方向有關(guān)，與光源和介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，其應(yīng)用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失，因此在大多數(shù)情況下應(yīng)盡量避免D.光的偏振無法通過人工方法產(chǎn)生，只能在自然條件下觀察到2、在熱力學中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫過程，以下哪個物理量保持不變？（）A.壓強B.體積C.內(nèi)能D.溫度3、在量子力學中，對于一個微觀粒子的波函數(shù)，其歸一化條件的物理意義是什么？（）A.保證波函數(shù)的連續(xù)性B.保證波函數(shù)的單值性C.表示粒子在空間出現(xiàn)的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒4、對于熱學中的熱平衡定律，以下關(guān)于兩個溫度不同的物體相互接觸達到熱平衡時的溫度變化、熱量傳遞和熵的變化的解釋，不正確的是（）A.最終達到熱平衡時，兩個物體溫度相同B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體C.熱平衡過程中總熵增加D.熱平衡定律只適用于固體之間的熱傳遞5、在光學的成像問題中，凸透鏡成像具有多種情況。當物體位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時，所成的像是怎樣的？（）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6、對于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個金屬殼內(nèi)部放置一個帶電體，以下哪種說法是正確的？（）A.殼外電場不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場不受殼外電場的影響C.殼內(nèi)殼外電場均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場相互影響7、在牛頓運動定律的應(yīng)用中，連接體問題是常見的類型。兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體，通過輕繩連接在光滑水平面上運動，拉力F作用在m1上。若繩子突然斷裂，m2的加速度會如何變化？（）A.加速度變?yōu)?B.加速度不變C.加速度增大D.加速度減小8、在相對論力學中，關(guān)于質(zhì)點的動量和能量表達式與經(jīng)典力學的差異，以下哪種說法是準確的？（）A.相對論力學中，質(zhì)點的動量和能量表達式與經(jīng)典力學完全相同，只是在高速情況下進行了修正B.相對論力學中，質(zhì)點的動量和能量不再是簡單的線性關(guān)系，且能量與動量的平方成正比C.相對論力學中，質(zhì)點的動量和能量表達式與速度無關(guān)，只與質(zhì)量有關(guān)D.相對論力學中的動量和能量表達式在低速情況下與經(jīng)典力學近似相等，在高速情況下則有顯著差異9、在剛體定軸轉(zhuǎn)動的研究中，一個質(zhì)量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉(zhuǎn)動。若已知圓盤的轉(zhuǎn)動慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤的角動量和動能，哪一項計算是不準確的？（）A.角動量等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度的乘積B.動能可以通過轉(zhuǎn)動慣量和角速度的平方計算C.改變轉(zhuǎn)動軸的位置，轉(zhuǎn)動慣量會發(fā)生變化，但角動量不變D.圓盤的動能與質(zhì)量分布的均勻程度無關(guān)10、在電磁學的知識體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當?shù)?？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運動產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運動產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運動無關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會發(fā)生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同11、在剛體力學的研究中，關(guān)于剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律和轉(zhuǎn)動慣量的影響因素，以下哪種描述是準確的？（）A.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉(zhuǎn)動慣量與角加速度的乘積，轉(zhuǎn)動慣量只與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)B.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律與牛頓第二定律類似，轉(zhuǎn)動慣量取決于剛體的質(zhì)量、形狀和轉(zhuǎn)軸位置，質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠，轉(zhuǎn)動慣量越大C.剛體的轉(zhuǎn)動慣量是一個固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉(zhuǎn)動定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉(zhuǎn)動D.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律只適用于勻速轉(zhuǎn)動的情況，對于變速轉(zhuǎn)動則不適用，轉(zhuǎn)動慣量對剛體的轉(zhuǎn)動沒有實質(zhì)作用12、在光學的衍射現(xiàn)象中，單縫衍射的條紋分布具有一定的規(guī)律。當單縫寬度變窄時，中央明紋的寬度會如何變化？（）A.變窄B.變寬C.不變D.先變寬后變窄13、在相對論力學中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%14、在電學中，一個電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對折后接入同一電源，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q15、在波動光學中，單縫衍射的中央亮條紋寬度與其他亮條紋寬度不同。中央亮條紋寬度約為其他亮條紋寬度的：（）A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明量子力學中的量子隧穿時間的概念及研究意義，分析量子隧穿時間在量子力學中的重要性。2、（本題5分）請詳細闡述狹義相對論中的相對性原理，解釋其物理內(nèi)涵，推導在不同慣性參考系中的物理量變換關(guān)系，并舉例說明其應(yīng)用。3、（本題5分）在波動光學中，光的衍射現(xiàn)象與光的波長和障礙物的尺寸有關(guān)。請詳細闡述當光波長與障礙物尺寸相當時衍射現(xiàn)象的特點，并舉例說明其在光學儀器分辨率限制方面的應(yīng)用。4、（本題5分）說明歐姆定律的內(nèi)容及適用條件，舉例說明其在電路分析中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）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、變壓器等，闡述其工作機制。2、（本題5分）電磁學中的電介質(zhì)的極化響應(yīng)與電場強度有關(guān)，探討電介質(zhì)的極化機制（如電子極化、離子極化、取向極化）、極化率的計算和在電容器設(shè)計中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述熱力學系統(tǒng)中的相平衡和相變，解釋相圖的物理意義、相變的熱力學條件，以及相平衡和相變在材料科學和化學工程中的應(yīng)用和研究方法。4、（本題5分）詳細論述電動力學中的電磁波極化，解釋電磁波極化的類型、物理意義和數(shù)學描述，以及電磁波極化在通信、雷達和光學中的應(yīng)用和測量方法。5、（本題5分）熱力學中的熵概念反映了系統(tǒng)的無序程度，深入探討熵的定義、計算方法以及在判斷熱力學過程的方向和限度方面的作用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一個LC串聯(lián)電路中，L=100μH，C=100pF，電源的角頻率ω=1.0×10^7rad/s。計算電路的阻抗大小和電流與電源電壓的相位差。2、（本題10分）有一無限長直導線，通有電流I?，在其正下方有另一長直導線，兩導線平行且相距為d，其中通有電流I?。求兩導線單位長度上的相互作用力大小和方向。3、（本題10分）在一個光滑的水平面上，有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體，中間用一根輕質(zhì)