北京理工大學(xué)《傅立葉光學(xué)導(dǎo)論》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京理工大學(xué)《傅立葉光學(xué)導(dǎo)論》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)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(gè)小題，每小題1分，共20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、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)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(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q2、在電磁學(xué)中，安培力的大小與電流、磁場等因素有關(guān)。一根長度為L的直導(dǎo)線，通有電流I，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長度增加到2L，電流增大到2I，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到2B，此時(shí)導(dǎo)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌伲浚ǎ〢.2FB.4FC.8FD.16F3、在近代物理中，盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。在實(shí)驗(yàn)中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他條件不變，那么散射角大于90度的α粒子數(shù)會(huì)如何變化？（）A.增多B.減少C.不變D.無法確定4、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對于一根兩端固定的弦上產(chǎn)生的駐波，其波長與弦長之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.波長等于弦長的整數(shù)倍B.波長等于弦長的半整數(shù)倍C.波長與弦長無關(guān)D.波長是弦長的兩倍5、在研究狹義相對論時(shí)，當(dāng)一個(gè)物體以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪個(gè)物理量會(huì)發(fā)生顯著的變化？（）A.質(zhì)量B.長度C.時(shí)間D.以上物理量都會(huì)6、對于光學(xué)儀器的分辨率，以下關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨率的限制因素、提高分辨率的方法以及與波長和孔徑的關(guān)系的解釋，不準(zhǔn)確的是（）A.顯微鏡的分辨率受衍射現(xiàn)象限制B.增大孔徑可以提高望遠(yuǎn)鏡的分辨率C.波長越短，光學(xué)儀器的分辨率越高D.分辨率只與儀器本身有關(guān)，與觀測環(huán)境無關(guān)7、關(guān)于相對論性質(zhì)量，當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其質(zhì)量會(huì)怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小8、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(shí)電流逐漸減小，放電時(shí)電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無關(guān)9、對于固體物理的知識(shí)，以下關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和晶格振動(dòng)的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.晶體具有規(guī)則的周期性結(jié)構(gòu)，晶格振動(dòng)對晶體的熱學(xué)性質(zhì)沒有影響B(tài).晶體中的原子或分子在空間呈無序排列，晶格振動(dòng)的頻率與晶體的彈性常數(shù)無關(guān)C.晶體結(jié)構(gòu)的類型眾多，晶格振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致晶體產(chǎn)生熱膨脹和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象D.晶格振動(dòng)只在高溫下對晶體的性質(zhì)有作用，在低溫時(shí)可以忽略不計(jì)10、在熱力學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是指沒有熱量交換的過程。在絕熱壓縮過程中，氣體的溫度會(huì)：（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定11、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對氣體做功D.氣體對外界做功12、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個(gè)給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢壘高度有關(guān)B.只與勢壘寬度有關(guān)C.與勢壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)13、關(guān)于熱力學(xué)中的循環(huán)過程，對于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機(jī)效率和制冷系數(shù)的計(jì)算，以及卡諾循環(huán)的特點(diǎn)和效率極限的闡述，描述錯(cuò)誤的是（）A.正循環(huán)對外做功，逆循環(huán)外界對系統(tǒng)做功B.熱機(jī)效率和制冷系數(shù)都與工作物質(zhì)無關(guān)C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%14、在靜電場中，高斯定理可以用來計(jì)算電場強(qiáng)度。對于一個(gè)帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場強(qiáng)度大小與距離r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比15、在波動(dòng)光學(xué)中，光的干涉現(xiàn)象是重要的內(nèi)容。在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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(huì)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16、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軸正方向傳播的簡諧波，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示。已知波速為v，經(jīng)過時(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/v17、在狹義相對論中，同時(shí)的相對性是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于同時(shí)的相對性的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.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)慣性系中可能不同時(shí)發(fā)生B.同時(shí)的相對性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時(shí)的相對性只在高速運(yùn)動(dòng)的情況下才明顯，低速時(shí)可以忽略D.同時(shí)的相對性意味著不存在絕對的同時(shí)性18、在近代物理中，電子通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)出波動(dòng)性，以下哪種解釋能說明這一現(xiàn)象？（）A.電子與雙縫邊緣發(fā)生碰撞B.電子在雙縫間發(fā)生折射C.電子的運(yùn)動(dòng)遵循概率波規(guī)律D.電子受到雙縫間電場的作用19、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個(gè)匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)如何變化？（）A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半20、在量子物理的原子結(jié)構(gòu)模型中，對于玻爾模型和量子力學(xué)模型的區(qū)別與聯(lián)系，以下關(guān)于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準(zhǔn)確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學(xué)模型中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用波函數(shù)描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D.電子躍遷會(huì)吸收或放出特定頻率的光子二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在量子力學(xué)的算符理論中，論述算符的定義、性質(zhì)和常見算符（如動(dòng)量算符、能量算符）的表達(dá)式，以及算符在量子力學(xué)中的應(yīng)用。2、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)第三定律，分析絕對零度不可達(dá)到的理論依據(jù)和物理意義，以及在低溫物理研究中的相關(guān)應(yīng)用。3、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋非線性波的特點(diǎn)和產(chǎn)生條件？4、（本題5分）在電磁波的傳播過程中，電磁波的頻率、波長和波速之間存在怎樣的關(guān)系？當(dāng)電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，這些參數(shù)會(huì)如何變化？5、（本題5分）說明相對論速度變換公式的內(nèi)容及應(yīng)用，分析其在相對論中的重要性。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一長直導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流I，在其旁邊有一個(gè)共面的矩形線圈，邊長分別為a和b，線圈與導(dǎo)線距離為r。計(jì)算線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢，并討論當(dāng)線圈移動(dòng)或電流變化時(shí)電動(dòng)勢的變化。2、（本題5分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電薄圓盤，電荷面密度為σ。求圓盤軸線上距離圓心為x處的電場強(qiáng)度。3、（本題5分）一長直螺線管，長度為L=2m，匝數(shù)為N=1000匝，通有電流I=2A。計(jì)算螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度。4、（本題5分）一質(zhì)量為m的小球在光滑的圓錐形容器內(nèi)做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓錐頂角為2θ。計(jì)算小球運(yùn)動(dòng)的角速度和繩子的拉力。5、（本題5分）一個(gè)橫截面積為S的U形管，內(nèi)裝有密度為ρ的液體，高度差為h。當(dāng)U形管以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求兩管中液面的高度差。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分