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站名:站名:年級專業(yè):姓名:學(xué)號:凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者,成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁,共1頁安徽大學(xué)《應(yīng)用光學(xué)》
2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、關(guān)于相對論性動量和能量,當(dāng)一個粒子的速度接近光速時,其動量和能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同,以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異?()A.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關(guān)2、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動中,角動量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動量守恒的條件,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)力對轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用3、在狹義相對論中,時間膨脹效應(yīng)會導(dǎo)致高速運動的時鐘走得比靜止時鐘慢。如果一個飛船以接近光速的速度飛行,地球上觀測到飛船上的時間流逝與地球上的時間流逝相比如何?()A.飛船上的時間流逝更慢B.飛船上的時間流逝更快C.兩者時間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向4、在波動光學(xué)中,薄膜干涉是一種常見的現(xiàn)象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上,發(fā)生干涉現(xiàn)象。若薄膜的厚度增加,干涉條紋的間距會如何變化?()A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定5、在相對論力學(xué)中,考慮一個物體的動能。當(dāng)物體的速度接近光速時,以下關(guān)于動能的表達(dá)式和變化趨勢,哪一項分析是不準(zhǔn)確的?()A.動能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)中的不同B.動能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過相對論的能量方程推導(dǎo)動能的表達(dá)式D.當(dāng)速度較小時,相對論動能與經(jīng)典動能近似相等6、在電磁學(xué)的磁場對電流的作用中,安培力的大小與電流強度、導(dǎo)線長度、磁感應(yīng)強度以及電流與磁場的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場垂直時,一段長度為L的直導(dǎo)線通有電流I,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,所受安培力的大小是多少?()A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ7、關(guān)于磁場對電流的作用,一根長為L的直導(dǎo)線,通有電流I,放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,導(dǎo)線所受安培力的大小與以下哪個因素?zé)o關(guān)?()A.導(dǎo)線的材料B.導(dǎo)線的放置方向C.電流的大小D.磁場的方向8、在電磁學(xué)中,安培力的大小與電流、磁場等因素有關(guān)。一根長度為L的直導(dǎo)線,通有電流I,垂直放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,導(dǎo)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長度增加到2L,電流增大到2I,磁場的磁感應(yīng)強度增大到2B,此時導(dǎo)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌??()A.2FB.4FC.8FD.16F9、在振動的合成中,兩個同方向、同頻率的簡諧振動合成后的振動仍然是簡諧振動。以下關(guān)于合振動的特點,不正確的是?()A.合振動的振幅等于分振動振幅之和B.合振動的初相位由分振動的初相位決定C.當(dāng)分振動的相位差為零時,合振動的振幅最大D.當(dāng)分振動的相位差為π時,合振動的振幅最小10、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中,W表示外界對系統(tǒng)做功。以下哪種情況中,系統(tǒng)對外做功?()A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能11、在相對論的框架下,對于高速運動物體的長度收縮和時間膨脹現(xiàn)象,以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和影響因素的描述,不準(zhǔn)確的是()A.物體運動速度越快,長度收縮越明顯B.時間膨脹只在接近光速時才顯著C.長度收縮和時間膨脹與觀察者的參考系有關(guān)D.對于低速運動物體,長度收縮和時間膨脹可以忽略不計12、關(guān)于萬有引力定律,兩個質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)?()A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)13、在靜電場中,電場線的疏密程度表示電場強度的大小。對于一個帶正電的點電荷,其周圍的電場線分布是怎樣的?()A.均勻分布B.指向點電荷C.背離點電荷D.呈環(huán)形分布14、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及內(nèi)能、做功和熱量的變化,以下解釋錯誤的是()A.等壓過程中,系統(tǒng)做功等于壓強與體積變化的乘積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15、在電學(xué)實驗中,測量電阻是常見的操作。用伏安法測量一個未知電阻R的阻值,實驗中電壓表的內(nèi)阻為RV,電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法,測量值會比真實值偏大還是偏小?()A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定16、關(guān)于光學(xué)的知識,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)該如何計算?()A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi17、對于近代物理實驗中的光電效應(yīng),以下關(guān)于其實驗規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋,哪一項是恰當(dāng)?shù)??()A.光電效應(yīng)中,光電子的最大初動能與入射光的強度成正比,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)的實驗規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時發(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18、在光的偏振現(xiàn)象中,自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直,自然光通過這兩個偏振片后,光強會變?yōu)樵瓉淼亩嗌??()A.1/2B.1/4C.0D.119、在量子物理的原子結(jié)構(gòu)模型中,對于玻爾模型和量子力學(xué)模型的區(qū)別與聯(lián)系,以下關(guān)于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋,不準(zhǔn)確的是()A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學(xué)模型中電子運動狀態(tài)用波函數(shù)描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子20、關(guān)于熱力學(xué)第一定律,對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時,以下關(guān)于內(nèi)能變化、外界做功和熱量傳遞的表述,不正確的是()A.絕熱過程中,系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.外界對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)內(nèi)能增加C.系統(tǒng)對外界做功,系統(tǒng)內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化量等于外界做功的大小,與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關(guān)21、在物理光學(xué)中,對于光的衍射現(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)或更小時發(fā)生明顯衍射C.光的衍射現(xiàn)象證明了光具有波動性D.衍射現(xiàn)象在光學(xué)儀器的分辨率提高方面沒有作用22、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。對于一個在兩個恒溫?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,哪個是正確的?()A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T123、在電磁學(xué)的知識體系中,法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)。一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時,會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果磁通量在極短時間內(nèi)從Φ1變化到Φ2,以下哪個表達(dá)式能正確計算感應(yīng)電動勢的大?。浚ǎ〢.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t24、在光學(xué)的研究中,光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。對于一束光線從空氣斜射入水中,入射角為45度,已知水的折射率為1.33,那么折射角大約是多少度?()A.30度B.32度C.35度D.40度25、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個匝數(shù)為N的線圈,在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N,其他條件不變,感應(yīng)電動勢會如何變化?()A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半二、簡答題(本大題共4個小題,共20分)1、(本題5分)在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中,闡述全反射發(fā)生的條件和特點,并舉例說明全反射現(xiàn)象在實際生活和科技中的應(yīng)用?2、(本題5分)在光學(xué)中,解釋菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射的區(qū)別,并討論在什么條件下可以近似看作夫瑯禾費衍射?3、(本題5分)說明放射性衰變的類型及特點,分析放射性衰變在核物理學(xué)中的應(yīng)用。4、(本題5分)結(jié)合量子力學(xué)中的不確定性原理,解釋其物理內(nèi)涵,推導(dǎo)位置和動量、能量和時間的不確定關(guān)系,并舉例說明其應(yīng)用。三、計算題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)一個絕熱容器中,有兩個質(zhì)量和比熱容相同的物體A和B,溫度分別為T1和T2(T1>T2)。它們之間用導(dǎo)熱材料連接,求達(dá)到熱平衡時的溫度。2、(本題5分)一質(zhì)量分布均勻的圓盤,半徑為R,質(zhì)量為M,繞通過圓心且垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動。計算圓盤的轉(zhuǎn)動慣量,并求出在扭矩作用下圓盤的角加速度。3、(本題5分)在一個平拋運動中,物體拋出時的速度大小為10m/s,與水平方向的夾角為60°。忽略空氣阻力,g取10m/s2。計算物體水平方向的位移和豎直方向的位移在2.0s末的大小。4、(本題5分)一質(zhì)量為m?的物體與一質(zhì)量為m?的物體通過一根輕彈簧和一根輕繩相連,放在光滑水平面上。當(dāng)兩物體靜止時,給m?一個水平向右的初速度v?,求兩物體的運動速度和加速度。5、(本題5分)有一簡諧振動方程為x=Acos(ωt+φ),其中A為振幅,ω為角頻率,φ為初相位。求振動的速度和加速度表
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