安徽大學《光學》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁安徽大學《光學》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在研究靜電平衡的導體時，導體內部的電場強度為零。如果在導體內部放入一個電荷，導體內部的電場強度會如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對2、在波動方程中，波速、波長和頻率之間存在著一定的關系。以下關于波速的決定因素，不準確的是？（）A.波速由介質的性質決定B.對于同一列波，在不同介質中波速不同C.波的頻率越高，波速越大D.波速與波長和頻率無關3、在靜電場中，電勢能是一個重要的概念。以下關于電勢能的特點，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點的選擇B.正電荷在電場中電勢越高的地方電勢能越大C.負電荷在電場中電勢越低的地方電勢能越大D.電荷在電場中某點的電勢能與其電荷量的比值就是該點的電勢4、在量子物理中，不確定性原理限制了我們同時精確測量粒子的某些物理量。以下關于不確定性原理的表述，不正確的是？（）A.不能同時精確測量粒子的位置和動量B.不能同時精確測量粒子的能量和時間C.不確定性原理是由于測量技術的限制導致的D.不確定性原理反映了微觀粒子的波動性5、在電磁學的電磁波理論中，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，哪個物理量是相同的？（）A.波長B.波速C.頻率D.能量6、關于波動方程，已知一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波速為v，波長為λ，頻率為f，那么其波動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)7、在波動光學中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關于光的偏振的應用，不準確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強度B.可以通過偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領域有廣泛的應用D.光的偏振現(xiàn)象對所有光學儀器的性能都沒有影響8、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關。一個帶正電的粒子在電場中運動，電場力做正功，粒子的電勢能會如何變化？（）A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小9、在電場的學習中，電場強度的概念至關重要。一個均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場強度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強度會如何變化？（）A.電場強度不變B.電場強度增大一倍C.電場強度減小為原來的一半D.電場強度減小為原來的四分之一10、在光學的干涉實驗中，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，相鄰兩條明紋對應的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ11、在熱力學中，熵是一個反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。以下關于熵的變化，不準確的是？（）A.在絕熱可逆過程中，熵不變B.在絕熱不可逆過程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)D.熵的變化只與初末狀態(tài)有關，與過程無關12、在量子力學的隧道效應中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關？（）A.只與勢壘高度有關B.只與勢壘寬度有關C.與勢壘高度和寬度都有關D.與粒子的速度有關13、對于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，以下哪種因素會影響半衰期的長短？（）A.元素的化學狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內部結構D.以上因素均不影響14、在原子核物理中，比結合能越大，原子核越穩(wěn)定。以下哪種原子核的比結合能最大？（）A.氫原子核B.氦原子核C.鈾原子核D.鐵原子核15、在電磁感應的學習中，一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應電動勢。若磁通量的變化率恒定，以下關于感應電動勢的大小和方向，哪一項分析是不正確的？（）A.感應電動勢的大小恒定B.感應電動勢的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應定律計算感應電動勢的大小D.感應電動勢的大小與回路的電阻無關16、對于熱力學第一定律，一定質量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮，其內能會如何改變？（）A.內能不變B.內能減小C.內能增大D.無法確定17、對于光學中的光的散射現(xiàn)象，以下關于瑞利散射和米氏散射的特點、產(chǎn)生條件以及在大氣光學中的應用，表述錯誤的是（）A.瑞利散射強度與波長的四次方成反比B.米氏散射的強度與波長關系不大C.天空呈現(xiàn)藍色是瑞利散射的結果D.光的散射現(xiàn)象對光通信沒有影響18、在量子物理中，氫原子的能級是量子化的。當氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時，會發(fā)射出一個光子，該光子的波長大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm19、在光學的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°20、在波動光學中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當一束光通過一個狹縫時，會在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄21、在相對論的理論框架下，關于時間膨脹和長度收縮效應，以下哪種說法是正確的？（）A.時間膨脹和長度收縮效應只存在于理論中，在實際生活中無法觀測到B.當物體運動速度接近光速時，會出現(xiàn)時間膨脹和長度收縮現(xiàn)象，且這種效應是相對的，取決于觀察者的參考系C.時間膨脹和長度收縮效應與物體的運動速度無關，是一種恒定不變的物理現(xiàn)象D.相對論中的時間膨脹和長度收縮效應違反了基本的物理規(guī)律，是不正確的22、在熱力學的研究中，一定質量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內能、溫度和壓強都發(fā)生了變化。以下關于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）（）A.氣體內能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內能減小C.壓強減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內能的減少量23、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關于其產(chǎn)生原因和應用領域，哪一項是恰當?shù)模浚ǎ〢.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導致的，廣泛應用于攝影、通信、液晶顯示等領域B.光的偏振只與光的傳播方向有關，與光源和介質的性質無關，其應用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失，因此在大多數(shù)情況下應盡量避免D.光的偏振無法通過人工方法產(chǎn)生，只能在自然條件下觀察到24、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質量為m的衛(wèi)星繞質量為M的地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/425、在電磁學中，自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應現(xiàn)象。一個電感為L的線圈，通過的電流為I。若電流在極短時間內從I變?yōu)?，線圈兩端產(chǎn)生的自感電動勢的大小為多少？（）A.0B.LC.LID.無法確定二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）對于一個在斜面上做勻加速運動的物體，已知斜面的傾角、物體的初速度和加速度，如何計算物體在一段時間內的位移和末速度？2、（本題5分）解釋在聲學中聲強級的概念，說明其計算方法和在噪聲控制中的應用。3、（本題5分）分析量子力學中的泡利不相容原理的內容及應用，探討泡利不相容原理在量子力學中的重要意義。4、（本題5分）結合熱力學循環(huán)（如卡諾循環(huán)），分析其效率的計算方法、影響因素，以及在熱機和制冷機設計中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個半徑為R的均勻帶電球殼，總電荷量為Q，在球殼外距離球心為r處有一點P。已知球殼電荷量Q、半徑R和點P到球心的距離r，求點P處的電場強度大小和方向。2、（本題5分）一個平行板電容器，極板面積為S，間距為d，中間充滿了相對介電常數(shù)為εr的電介質。當兩極板上的電荷量分別為+Q和-Q時，求電容器中的電場強度和電位移矢量。3、（本題5分）有一無限大均勻帶電平面，電荷面密度為σ?，在其上方距離為d處有另一無限大均勻帶電平面，電荷面密度為σ?。求兩平面之間和兩平面外側的電場強度大小和方向。4、（本題5分）有一無限長直導線，通有電流I?，在其旁邊有一三角形回路，三角形邊長分別為a、b、c，其中通有電流I?。求三角形回路所受的磁場力大小和方向。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，內部充滿相對磁導率為μr的均勻磁介質。求螺線管內的磁場能量密度和總磁場能量。四、論述題