遼寧工程技術(shù)大學(xué)《傅里葉光學(xué)》2023-2024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1頁，共3頁遼寧工程技術(shù)大學(xué)《傅里葉光學(xué)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、對(duì)于原子物理學(xué)，氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射光子，若從n=3的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)，發(fā)射的光子頻率是多少？（）A.由能級(jí)差決定B.固定不變C.與原子種類有關(guān)D.無法計(jì)算2、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對(duì)概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測(cè)量的時(shí)間無關(guān)3、在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理用于計(jì)算磁場(chǎng)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(chǎng)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4、在相對(duì)論中，考慮兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系S和S'，在S系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在S'系中觀測(cè)可能不同時(shí)發(fā)生。以下關(guān)于這種時(shí)間相對(duì)性的解釋，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.時(shí)間的相對(duì)性是由光速不變?cè)韺?dǎo)致的B.可以通過洛倫茲變換來計(jì)算時(shí)間的差異C.這種時(shí)間差異只在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)才明顯D.時(shí)間的相對(duì)性與觀察者的位置無關(guān)5、對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量，一個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當(dāng)振幅增大時(shí)，以下哪個(gè)物理量也會(huì)增大？（）A.振動(dòng)周期B.振動(dòng)頻率C.振動(dòng)速度的最大值D.振動(dòng)的初相位6、關(guān)于熱力學(xué)過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對(duì)于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強(qiáng)變化、內(nèi)能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強(qiáng)增加較快B.等溫壓縮過程內(nèi)能不變C.絕熱壓縮過程外界對(duì)系統(tǒng)做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同7、對(duì)于熱力學(xué)第二定律，以下關(guān)于熱機(jī)效率、熵的概念以及自發(fā)過程的方向性的闡述，不準(zhǔn)確的是（）A.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%B.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)C.自發(fā)過程總是朝著熵減小的方向進(jìn)行D.熵是系統(tǒng)無序程度的度量8、在電磁學(xué)中，一個(gè)長直螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長度，以下關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流成正比B.磁場(chǎng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比C.磁場(chǎng)強(qiáng)度與螺線管長度無關(guān)D.可以通過安培環(huán)路定理計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度9、在相對(duì)論力學(xué)中，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)的差異，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)完全相同，只是在高速情況下進(jìn)行了修正B.相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量不再是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，且能量與動(dòng)量的平方成正比C.相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與速度無關(guān)，只與質(zhì)量有關(guān)D.相對(duì)論力學(xué)中的動(dòng)量和能量表達(dá)式在低速情況下與經(jīng)典力學(xué)近似相等，在高速情況下則有顯著差異10、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。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會(huì)釋放出巨大的能量11、在相對(duì)論中，對(duì)于一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量的增加趨勢(shì)是怎樣的？（）A.質(zhì)量增加得越來越慢B.質(zhì)量增加得越來越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快，后增加得慢12、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13、在電磁學(xué)的電磁波理論中，對(duì)于電磁波的產(chǎn)生、傳播特性和應(yīng)用，以下關(guān)于電磁波的波長、頻率、波速的關(guān)系以及電磁波在真空中和介質(zhì)中的傳播的描述，錯(cuò)誤的是（）A.電磁波的波速等于波長與頻率的乘積B.電磁波在真空中的傳播速度是恒定的C.電磁波在介質(zhì)中的波長比在真空中長D.不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同14、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15、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關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強(qiáng)成正比16、在電磁學(xué)領(lǐng)域，對(duì)于一個(gè)變化的磁場(chǎng)在其周圍空間產(chǎn)生的電場(chǎng)，以下關(guān)于該感應(yīng)電場(chǎng)的性質(zhì)和特點(diǎn)的說法，錯(cuò)誤的是（）A.感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合曲線B.感應(yīng)電場(chǎng)的方向與磁場(chǎng)變化率的方向有關(guān)C.感應(yīng)電場(chǎng)的強(qiáng)度與磁場(chǎng)變化的快慢成正比D.感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷不做功17、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18、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/T119、在研究動(dòng)量守恒定律時(shí)，系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零是重要條件。在光滑水平面上，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小球發(fā)生正碰，碰撞前速度分別為v1和v2，碰撞后速度分別為v1'和v2'。若m1=m2，且碰撞為完全彈性碰撞，碰撞后兩球的速度會(huì)如何變化？（）A.v1'=v2，v2'=v1B.v1'=v1，v2'=v2C.v1'=0，v2'=v1+v2D.無法確定20、關(guān)于波動(dòng)的能量傳播，在一列機(jī)械波傳播的過程中，以下哪個(gè)物理量隨波的傳播而向前傳遞？（）A.波源的振動(dòng)能量B.波源的振動(dòng)頻率C.波源的振動(dòng)速度D.波源的振動(dòng)加速度二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）隨著半導(dǎo)體物理的研究深入，探討半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制、PN結(jié)的特性和半導(dǎo)體器件（如二極管、晶體管）的工作原理。2、（本題5分）在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。請(qǐng)解釋位移電流的定義和物理意義，說明其與傳導(dǎo)電流的區(qū)別和聯(lián)系，并舉例說明其在電磁波理論中的作用。3、（本題5分）在光學(xué)中，解釋菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射的區(qū)別，并討論在什么條件下可以近似看作夫瑯禾費(fèi)衍射？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)半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。有一質(zhì)子以速度v沿半徑方向從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，經(jīng)過時(shí)間t從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，已知∠AOC=120°，求質(zhì)子在磁場(chǎng)中的軌道半徑和磁場(chǎng)區(qū)域的半徑。2、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射入木塊并留在其中。已知木塊與子彈的共同速度為v，求子彈射入木塊過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。3、（本題5分）一理想氣體在絕熱容器中進(jìn)行絕熱膨脹，初始?jí)簭?qiáng)為2×10^5Pa，體積為0.01m3，絕熱指數(shù)為1.4，最終體積變?yōu)?.02m3。求最終氣體的壓強(qiáng)和溫度。4、（本題5分）在一單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，縫寬為a，波長為λ的平行光垂直入射，計(jì)算中央明紋的寬度和第一級(jí)暗紋的位置。5、（本題5分）在真空中有兩