西北大學(xué)《光學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁(yè)，共2頁(yè)西北大學(xué)

《光學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)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、在熱力學(xué)過程中，可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否存在耗散。一個(gè)熱機(jī)經(jīng)歷可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)，哪種循環(huán)的效率更高？（）A.可逆循環(huán)B.不可逆循環(huán)C.效率相同D.取決于工作物質(zhì)2、在牛頓力學(xué)的研究中，物體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后，它的速度會(huì)發(fā)生變化。以下關(guān)于速度變化量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt3、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）（）A.氣體內(nèi)能減小，因?yàn)榻^熱膨脹對(duì)外做功B.溫度降低，因?yàn)閮?nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對(duì)外做功的值等于內(nèi)能的減少量4、在研究光的折射時(shí)，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率5、對(duì)于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個(gè)金屬殼內(nèi)部放置一個(gè)帶電體，以下哪種說(shuō)法是正確的？（）A.殼外電場(chǎng)不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場(chǎng)不受殼外電場(chǎng)的影響C.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)相互影響6、在熱力學(xué)的領(lǐng)域，理想氣體的狀態(tài)方程具有重要的意義。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高時(shí)其體積會(huì)發(fā)生變化。以下關(guān)于體積變化的描述，哪一項(xiàng)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7、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個(gè)更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無(wú)法比較8、對(duì)于相對(duì)論性動(dòng)能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說(shuō)法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能趨于無(wú)窮大D.動(dòng)能增長(zhǎng)速度逐漸變慢9、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會(huì)變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強(qiáng)為I0，那么通過偏振片后的光強(qiáng)是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/810、在波動(dòng)光學(xué)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11、在電磁學(xué)中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象之間的重要聯(lián)系。以下關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過閉合回路的磁通量的變化率成正比B.即使回路不閉合，只要磁通量發(fā)生變化，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙磁通量的變化D.磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定越大，與回路的電阻無(wú)關(guān)12、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(shí)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.1/1613、在量子力學(xué)中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。以下關(guān)于波函數(shù)的物理意義，不正確的是？（）A.波函數(shù)的模的平方表示粒子在空間某點(diǎn)出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)本身可以直接測(cè)量C.波函數(shù)滿足一定的邊界條件和歸一化條件D.波函數(shù)的相位具有重要的物理意義14、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強(qiáng)的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無(wú)關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強(qiáng)成正比15、在相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度為0.6c時(shí)，其動(dòng)能與靜能的比值是多少？（）A.1/4B.1/2C.3/4D.4/916、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個(gè)原子中，不能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具有完全相同的量子態(tài)。那么在一個(gè)原子的同一軌道上，最多能容納幾個(gè)電子？（）A.1B.2C.3D.417、對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)環(huán)境無(wú)關(guān)18、在波動(dòng)光學(xué)中，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對(duì)于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長(zhǎng)有關(guān)C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測(cè)光學(xué)元件表面的平整度19、在研究狹義相對(duì)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(zhǎng)度C.時(shí)間D.以上物理量都會(huì)20、關(guān)于波動(dòng)方程，已知一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波的波速為v，波長(zhǎng)為λ，頻率為f，那么其波動(dòng)方程可以表示為什么形式？（）A.y=Asin(2πft-2πx/λ)B.y=Asin(2πft+2πx/λ)C.y=Acos(2πft-2πx/λ)D.y=Acos(2πft+2πx/λ)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋理想氣體絕熱自由膨脹過程的特點(diǎn)？2、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋焦耳實(shí)驗(yàn)的意義和對(duì)熱力學(xué)第一定律的驗(yàn)證？3、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論電介質(zhì)的極化現(xiàn)象和極化強(qiáng)度的概念？4、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋理想氣體混合物的熱力性質(zhì)計(jì)算方法？5、（本題5分）對(duì)于一個(gè)帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況，請(qǐng)分別討論當(dāng)粒子速度與磁場(chǎng)方向平行、垂直和夾角為任意角度時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并解釋其原因？三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為M的木板放在光滑水平地面上，木板上有一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。給滑塊一個(gè)水平初速度v0，已知木板長(zhǎng)度L，求滑塊在木板上滑行的時(shí)間和相對(duì)位移。2、（本題5分）一個(gè)單擺的擺長(zhǎng)為0.80m，擺球質(zhì)量為0.20kg。將擺球拉至與豎直方向成60°角的位置由靜止釋放，忽略空氣阻力，取重力加速度g=10m/s^2。計(jì)算擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度和繩子所受的拉力。3、（本題5分）在一個(gè)簡(jiǎn)諧波傳播的介質(zhì)中，已知波源的振動(dòng)方程為y=Asin(ωt+φ)，波速為v，波源的振動(dòng)頻率為f。求距離波源x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位，并計(jì)算該質(zhì)點(diǎn)在t=T/8時(shí)刻的位移、速度和加速度。4、（本題5分）在一個(gè)電阻為R1的電阻絲上通以電流I，電阻絲在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q1?，F(xiàn)將電阻絲對(duì)折后接到同一電源上，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2。已知電阻R1、電流I和時(shí)間t，求電阻R2以及熱量Q2。5、（本題5分）一質(zhì)量為m的小球以速度v?與一質(zhì)量為M的靜止光滑曲面發(fā)生彈性碰撞，曲面形狀為拋物線y=ax2，求碰撞后小球的速度大小和方向。四、論述題（本大題共3個(gè)小