遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院《物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系表明粒子的某些物理量不能同時(shí)被精確測(cè)量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子，其位置和動(dòng)量的不確定度之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.ΔxΔp≥h/4πB.ΔxΔp≥h/2πC.ΔxΔp=h/4πD.ΔxΔp=h/2π2、在相對(duì)論的研究中，時(shí)間膨脹效應(yīng)是一個(gè)關(guān)鍵概念。一個(gè)靜止時(shí)長為t0的時(shí)鐘，放在以速度v運(yùn)動(dòng)的飛船上，地面上的觀察者測(cè)得的時(shí)鐘時(shí)間t會(huì)如何變化？（）A.t<t0B.t=t0C.t>t0D.與v的大小無關(guān)3、在磁場中，安培環(huán)路定理可以用來計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度。以下關(guān)于安培環(huán)路定理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.要求磁場具有高度的對(duì)稱性B.閉合回路必須選取在磁場為零的區(qū)域C.可以用于計(jì)算無限長直導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度D.對(duì)于非對(duì)稱的磁場分布，不能直接應(yīng)用安培環(huán)路定理4、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無關(guān)，以下哪種過程中理想氣體的內(nèi)能會(huì)增加？（）A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹5、對(duì)于氣體分子動(dòng)理論，以下關(guān)于理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.理想氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動(dòng)能無關(guān)B.理想氣體的壓強(qiáng)和溫度都與氣體分子的平均動(dòng)能成正比，分子的平均動(dòng)能越大，壓強(qiáng)和溫度越高C.理想氣體的壓強(qiáng)取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢(shì)能有關(guān)D.氣體分子動(dòng)理論無法解釋理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀本質(zhì)，只是一種經(jīng)驗(yàn)性的理論6、在熱力學(xué)第二定律中，指出了熱傳導(dǎo)過程的方向性。從高溫物體向低溫物體傳熱是自發(fā)的，那么反過來，從低溫物體向高溫物體傳熱是否可能自發(fā)進(jìn)行？（）A.可能B.不可能C.在一定條件下可能D.無法確定7、在近代物理學(xué)的發(fā)展中，黑體輻射現(xiàn)象引發(fā)了重要的理論突破。對(duì)于一個(gè)黑體，其單位面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的能量與波長和溫度有關(guān)。在一定溫度下，隨著波長的增加，輻射能量會(huì)如何變化？（）A.一直增加B.先增加后減小C.一直減小D.先減小后增加8、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值。若實(shí)驗(yàn)中電流表采用內(nèi)接法，電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為Ra，測(cè)量值為Rx'。以下關(guān)于測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.測(cè)量值大于真實(shí)值，因?yàn)殡娏鞅矸謮築.真實(shí)值可以通過相關(guān)公式計(jì)算得出C.當(dāng)Rv遠(yuǎn)大于Rx且Ra較小時(shí)，測(cè)量誤差較小D.測(cè)量值與電源的電動(dòng)勢(shì)無關(guān)9、在電磁學(xué)的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時(shí)，哪個(gè)物理量是相同的？（）A.波長B.波速C.頻率D.能量10、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但傳播速度相反的波疊加形成的。對(duì)于一根兩端固定的弦線上形成的駐波，在相鄰兩個(gè)波節(jié)之間的各點(diǎn)，振動(dòng)的相位關(guān)系是怎樣的？（）A.相同B.相反C.依次相差90度D.依次相差180度11、在物理光學(xué)中，對(duì)于光的衍射現(xiàn)象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關(guān)于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現(xiàn)象的應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長相當(dāng)或更小時(shí)發(fā)生明顯衍射C.光的衍射現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性D.衍射現(xiàn)象在光學(xué)儀器的分辨率提高方面沒有作用12、在光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，當(dāng)單色光通過單縫時(shí)，在屏幕上形成的衍射條紋的特點(diǎn)是什么？（）A.中央條紋寬而亮，兩側(cè)條紋對(duì)稱分布且逐漸變暗變窄B.中央條紋窄而暗，兩側(cè)條紋對(duì)稱分布且逐漸變亮變寬C.條紋等寬等亮，均勻分布D.條紋無規(guī)律分布13、對(duì)于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，以下哪種因素會(huì)影響半衰期的長短？（）A.元素的化學(xué)狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.以上因素均不影響14、關(guān)于光學(xué)的知識(shí)，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角為i，折射角為r，該介質(zhì)的折射率n應(yīng)該如何計(jì)算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi15、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數(shù)）。以下關(guān)于電子軌道能量的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關(guān)B.可以通過庫侖定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質(zhì)量無關(guān)16、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)17、在相對(duì)論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速的一半時(shí)，其質(zhì)量相對(duì)于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%18、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)于某種介質(zhì)，臨界角為45度，當(dāng)入射角為60度時(shí)，反射光和折射光的強(qiáng)度比是多少？（）A.無窮大B.2:1C.1:1D.1:019、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)過程，其內(nèi)能的變化量是多少？（）A.大于零B.小于零C.等于零D.無法確定20、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)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，位移電流的概念是由麥克斯韋提出的。對(duì)于一個(gè)充滿均勻電介質(zhì)的平行板電容器，在充電過程中，位移電流與傳導(dǎo)電流的大小關(guān)系是怎樣的？（）A.位移電流大于傳導(dǎo)電流B.位移電流小于傳導(dǎo)電流C.位移電流等于傳導(dǎo)電流D.兩者大小沒有固定關(guān)系23、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長無關(guān)24、在狹義相對(duì)論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止時(shí)鐘慢。如果一個(gè)飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測(cè)到飛船上的時(shí)間流逝與地球上的時(shí)間流逝相比如何？（）A.飛船上的時(shí)間流逝更慢B.飛船上的時(shí)間流逝更快C.兩者時(shí)間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向25、在磁場的研究中，一個(gè)通電圓環(huán)在均勻磁場中受到的磁力矩。若圓環(huán)的半徑為R，電流為I，磁場強(qiáng)度為B，以下關(guān)于磁力矩大小的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁力矩與圓環(huán)平面和磁場方向的夾角有關(guān)B.當(dāng)圓環(huán)平面與磁場方向平行時(shí)，磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通過公式直接計(jì)算D.磁力矩與圓環(huán)的材質(zhì)無關(guān)二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論電位移矢量的定義和物理意義？2、（本題5分）闡述熱力學(xué)中的吉布斯自由能的概念及應(yīng)用，分析吉布斯自由能在熱力學(xué)中的重要地位。3、（本題5分）在量子物理中，不確定性原理限制了我們對(duì)微觀粒子某些物理量的同時(shí)精確測(cè)量。請(qǐng)解釋不確定性原理的內(nèi)容，說明其產(chǎn)生的原因，并舉例說明其對(duì)微觀粒子行為的影響。4、（本題5分）在電磁學(xué)中，電位移矢量是描述電場的一個(gè)輔助物理量。請(qǐng)解釋電位移矢量的定義和引入的意義，說明其與電場強(qiáng)度和電極化強(qiáng)度的關(guān)系，并舉例說明其在有電介質(zhì)存在時(shí)的電場計(jì)算中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)與速度成正比的阻力f=-kv，其中k為常數(shù)。已知初始速度為v0，計(jì)算物體的速度隨時(shí)間的變化和位移。2、（本題5分）在光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，光柵常數(shù)為d，縫寬為a，波長為λ的光垂直入射，當(dāng)d=3a時(shí)，求缺級(jí)的級(jí)數(shù)。3、（本題5分）一個(gè)內(nèi)徑為r?、外徑為r?的均勻帶電圓柱殼，電荷面密度為σ，求圓柱殼內(nèi)外的電場強(qiáng)度分布。4、（本題5分）一束波長為λ的平行光垂直照射到一個(gè)寬度為a的單縫上，在其后放置一個(gè)焦距為f的凸透鏡，在透鏡的焦平面上觀察衍射條紋。求中央明紋的寬度。5、（本題5分）一平行板電容器，兩極板間加有脈沖電壓U(t)=U?e??/τ，中間充滿相對(duì)介電常數(shù)為εr的電介質(zhì)，