河南警察學(xué)院《高等光學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《高等光學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于臨界角，就會(huì)發(fā)生全反射。對(duì)于給定的兩種介質(zhì)，臨界角的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與光密介質(zhì)的折射率有關(guān)B.只與光疏介質(zhì)的折射率有關(guān)C.與兩種介質(zhì)的折射率都有關(guān)D.與光的頻率有關(guān)2、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)。以下關(guān)于等壓過程和等容過程的比較，不正確的是？（）A.在等壓過程中，系統(tǒng)對(duì)外做功等于壓力與體積變化的乘積B.在等容過程中，系統(tǒng)不對(duì)外做功C.等壓過程中內(nèi)能的變化與等容過程中內(nèi)能的變化相同D.等壓過程和等容過程的熱容量不同3、在波動(dòng)方程中，波速、波長和頻率之間存在著一定的關(guān)系。以下關(guān)于波速的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定B.對(duì)于同一列波，在不同介質(zhì)中波速不同C.波的頻率越高，波速越大D.波速與波長和頻率無關(guān)4、在波動(dòng)光學(xué)中，兩束相干光疊加產(chǎn)生干涉條紋，條紋間距與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）A.光的波長B.兩束光的強(qiáng)度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關(guān)5、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程反映了氣體的狀態(tài)參量之間的關(guān)系。以下關(guān)于理想氣體狀態(tài)方程適用條件的說法，不準(zhǔn)確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計(jì)B.氣體分子之間沒有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強(qiáng)不太高的情況D.對(duì)任何氣體在任何條件下都適用6、在經(jīng)典力學(xué)的范疇中，關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)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(dòng)定律適用于所有宏觀和微觀物體的運(yùn)動(dòng)，沒有任何局限性B.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)，在高速和微觀領(lǐng)域需要相對(duì)論和量子力學(xué)來修正C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的物體仍然適用，但對(duì)于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對(duì)象和問題7、在光學(xué)成像的原理中，對(duì)于薄透鏡成像公式的推導(dǎo)、適用條件以及像的性質(zhì)和特點(diǎn)，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.薄透鏡成像公式適用于各種類型的透鏡B.像的虛實(shí)、正倒和大小與物距和焦距有關(guān)C.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數(shù)越大8、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。一個(gè)絕熱封閉系統(tǒng)，內(nèi)部發(fā)生不可逆過程，系統(tǒng)的熵會(huì)怎樣變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少9、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于同時(shí)的相對(duì)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(duì)性是光速不變?cè)淼谋厝唤Y(jié)果C.同時(shí)的相對(duì)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(duì)性意味著不存在絕對(duì)的同時(shí)性10、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(shí)，有可能發(fā)生全反射。對(duì)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(duì)11、對(duì)于近代物理實(shí)驗(yàn)中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實(shí)驗(yàn)規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無關(guān)，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時(shí)發(fā)射等，愛因斯坦光電方程成功地解釋了這些規(guī)律，指出光具有粒子性C.光電效應(yīng)表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強(qiáng)度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應(yīng)的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進(jìn)一步修正12、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，角速度為ω。若對(duì)剛體施加一個(gè)恒定的合外力矩M，經(jīng)過一段時(shí)間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項(xiàng)表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無關(guān)13、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動(dòng)量守恒的條件，不準(zhǔn)確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內(nèi)力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動(dòng)量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用14、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系限制了我們同時(shí)精確測量粒子的位置和動(dòng)量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動(dòng)量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)15、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(cuò)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16、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小。對(duì)于一個(gè)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17、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(duì)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18、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ19、在熱力學(xué)第三定律中，絕對(duì)零度不能達(dá)到。如果一個(gè)系統(tǒng)的溫度接近絕對(duì)零度，那么其熵會(huì)趨近于什么值？（）A.零B.正值C.負(fù)值D.無窮大20、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21、在研究簡諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動(dòng)的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無關(guān)22、在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理用于計(jì)算磁場的分布。對(duì)于一個(gè)無限長直載流導(dǎo)線，通過安培環(huán)路定理計(jì)算其周圍的磁場強(qiáng)度，與到導(dǎo)線距離的關(guān)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23、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測電阻的誤差分析，不準(zhǔn)確的是？（）A.電流表內(nèi)接法適用于測量大電阻，誤差主要來自電壓表的分流B.電流表外接法適用于測量小電阻，誤差主要來自電流表的分壓C.無論采用哪種接法，測量值總是大于真實(shí)值D.合理選擇測量電路可以減小誤差24、在熱力學(xué)第二定律的探討中，熱機(jī)的效率存在一定的限制。對(duì)于一個(gè)在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的卡諾熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，以下關(guān)于其效率η的表達(dá)式，哪個(gè)是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T125、關(guān)于光學(xué)的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，以下哪種因素會(huì)影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會(huì)二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在光學(xué)中，解釋光的吸收、散射和反射現(xiàn)象的物理機(jī)制？2、（本題5分）解釋法拉第電磁感應(yīng)定律，說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與哪些因素有關(guān)，并舉例說明在實(shí)際生活中電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用。3、（本題5分）在熱力學(xué)中，焦耳-湯姆遜效應(yīng)是一種與氣體絕熱節(jié)流過程相關(guān)的現(xiàn)象。請(qǐng)解釋焦耳-湯姆遜效應(yīng)的概念和原理，說明其在制冷技術(shù)和氣體液化中的應(yīng)用。4、（本題5分）在量子物理中，解釋量子密鑰分發(fā)的安全性原理？三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一絕熱容器中盛有一定質(zhì)量的單原子理想氣體，初始溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，體積為V1?，F(xiàn)對(duì)氣體進(jìn)行絕熱壓縮，使其體積變?yōu)閂2，求壓縮后氣體的溫度T2、壓強(qiáng)p2以及內(nèi)能的變化。2、（本題5分）一卡諾熱機(jī)在高溫?zé)嵩碩1=800K和低溫?zé)嵩碩2=400K之間工作，若熱機(jī)從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛?000J，求熱機(jī)的效率、對(duì)外做功和向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃俊?、（本題5分）一長直導(dǎo)線通有電流I1，在其附近有一矩形線圈，邊長分別為L1和L2，線圈與導(dǎo)線共面，且矩形的一邊與導(dǎo)線平行，距離為d。當(dāng)導(dǎo)線中的電流以恒定速率增加時(shí)，求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。4、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在保守力場中運(yùn)動(dòng)，力場的勢(shì)能函數(shù)為U(x)。求質(zhì)點(diǎn)在任意位置的受力大小和方向，并計(jì)算質(zhì)點(diǎn)從位置x?運(yùn)動(dòng)到x?時(shí)力所做的功。5、（本題5分）一長直螺線管，單位長度上的匝數(shù)為n，通有電流I，內(nèi)部充滿磁導(dǎo)率為μ的均勻磁介質(zhì)。計(jì)算螺線管內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。四、論