北京化工大學《光學（Ⅱ）》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《光學（Ⅱ）》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在電磁感應現(xiàn)象中，一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動。如果磁場的磁感應強度增大，而其他條件不變，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小2、在電磁感應中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應電動勢的大小與以下哪個因素無關？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應強度C.線圈轉(zhuǎn)動的角速度D.線圈的電阻3、在研究平拋運動的實驗中，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4、在光學的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小5、在電磁學中，安培環(huán)路定理用于計算磁場的分布。對于一個無限長直載流導線，通過安培環(huán)路定理計算其周圍的磁場強度，與到導線距離的關系是怎樣的？（）A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比6、在靜電場中，一個帶電量為Q的點電荷周圍存在電場。若在距離點電荷r處放置一個試探電荷q，以下關于試探電荷所受電場力的大小和方向，哪一項說法是不正確的？（）A.電場力的大小與r的平方成反比B.電場力的方向沿兩點電荷連線且背離點電荷C.可以根據(jù)庫侖定律計算電場力的大小D.電場力的大小與試探電荷的電量成正比7、在相對論中，質(zhì)速關系表明物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增加。以下關于質(zhì)速關系的理解，不準確的是？（）A.當物體的速度接近光速時，其質(zhì)量會趨于無窮大B.質(zhì)速關系是狹義相對論的重要推論之一C.質(zhì)速關系說明在低速情況下，經(jīng)典力學的質(zhì)量概念仍然適用D.物體的質(zhì)量增加是由于其動能的增加導致的8、在熱力學的領域，理想氣體的狀態(tài)方程具有重要的意義。對于一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的情況下，溫度升高時其體積會發(fā)生變化。以下關于體積變化的描述，哪一項是正確的？（）A.體積增大B.體積減小C.體積不變D.體積的變化取決于氣體的種類9、對于電容和電容器，以下關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)的關系，以及電容器的充電和放電過程的理解，不準確的是（）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10、在研究氣體分子運動時，麥克斯韋速率分布函數(shù)能夠描述氣體分子的速率分布情況。對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時，分子的最概然速率會如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小11、在光學的偏振現(xiàn)象中，一束自然光通過偏振片后變成了偏振光。若偏振片的透振方向與光的振動方向夾角為θ，以下關于透過偏振片后的光強，哪一項計算是不正確的？（）A.光強與cos2θ成正比B.當θ=0時，光強最大C.可以通過馬呂斯定律計算光強D.光強與入射光的波長有關12、在電磁感應現(xiàn)象中，一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時會產(chǎn)生感應電動勢，以下哪種情況會導致磁通量發(fā)生變化？（）A.磁場強度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場強度改變C.磁場強度和回路面積同時改變D.以上情況均可13、關于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實驗中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小14、在電場的學習中，電場強度的概念至關重要。一個均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場強度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強度會如何變化？（）A.電場強度不變B.電場強度增大一倍C.電場強度減小為原來的一半D.電場強度減小為原來的四分之一15、在光學的干涉實驗中，劈尖干涉可以用來測量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對應的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ16、在波動學中，機械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關于它們波速的比較，哪一項是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無法比較17、關于光的色散現(xiàn)象，一束白光通過三棱鏡后會被分解成不同顏色的光，以下哪種顏色的光偏折程度最大？（）A.紅光B.綠光C.藍光D.紫光18、在波動光學中，光的干涉現(xiàn)象是重要的內(nèi)容。在楊氏雙縫干涉實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光入射。若將雙縫間距減小一半，其他條件不變，相鄰明條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大一倍C.間距減小一半D.間距增大兩倍19、對于狹義相對論中的質(zhì)能關系，以下關于其表達式和物理意義，哪一項是恰當?shù)模浚ǎ〢.質(zhì)能關系為E=mc^2，表明質(zhì)量和能量是相互獨立的物理量，沒有直接的聯(lián)系B.質(zhì)能關系指出能量和質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化，一定的質(zhì)量對應著一定的能量，在核反應等過程中得到了廣泛的驗證C.質(zhì)能關系只適用于高速運動的物體，對于低速運動的物體，質(zhì)量和能量的關系可以忽略不計D.質(zhì)能關系中的光速c是一個可以變化的量，取決于參考系的選擇20、在光學的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實驗具有重要意義。在雙縫干涉實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在電磁學中，討論電磁波的偏振特性和應用？2、（本題5分）在相對論中，討論相對論速度變換公式的推導和應用？3、（本題5分）闡述相對論中的同時性相對性，即在不同的參考系中，同時發(fā)生的事件可能具有不同的順序。并通過思想實驗來解釋這一概念。4、（本題5分）結(jié)合電磁學中的電磁波頻譜，分析不同頻段電磁波（如無線電波、微波、紅外線、可見光等）的特性和應用領域。5、（本題5分）在電磁學中，討論磁偶極子的概念和磁場分布？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個熱機工作于兩個恒溫熱源之間，高溫熱源溫度為T?，低溫熱源溫度為T?。熱機從高溫熱源吸收的熱量為Q?，對外做功為W。計算熱機向低溫熱源放出的熱量Q?以及熱機的效率。2、（本題5分）在一個均勻磁場中，有一個邊長為0.20m的正方形單匝線圈，線圈平面與磁場方向垂直，磁感應強度隨時間按B=0.5+0.2t（T）的規(guī)律變化。計算在0到2.0s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的平均值。3、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷等容加熱過程，初態(tài)壓強為p?，溫度為T?，末態(tài)壓強為p?，求氣體吸收的熱量和內(nèi)能變化量。4、（本題5分）在楊氏雙縫干涉實驗中，波長為λ的單色光入射，雙縫間距為d，屏到雙縫的距離為D。若在雙縫前分別放置折射率為n1和n2的透明薄片，厚度均為t，求此時條紋間距的變化。5、（本題5分）一個熱機從高溫熱源吸收熱量Q?=1000J，向低溫熱源放出熱量Q?=600J。計算熱機的效率以及對外做功。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）電磁學中的磁滯現(xiàn)象在磁性材料中經(jīng)