西安電子科技大學《應用光學》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西安電子科技大學《應用光學》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在相對論中，質能方程E=mc2揭示了質量和能量的等價性。當一個物體的速度接近光速時，其動能的增加與速度的關系是怎樣的？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能的增加變得越來越困難D.動能的增加變得越來越容易2、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個過程吸收的熱量更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類3、在電磁學中，磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關于洛倫茲力的特點，不準確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向B.洛倫茲力不做功C.洛倫茲力的大小與電荷的速度成正比D.電荷在磁場中運動時一定受到洛倫茲力4、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要概念。在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個相對運動的慣性系中是否一定同時發(fā)生？（）A.一定同時發(fā)生B.一定不同時發(fā)生C.可能同時發(fā)生，也可能不同時發(fā)生D.取決于兩個慣性系的相對速度大小5、關于磁場對電流的作用，一根長為L的直導線，通有電流I，放在磁感應強度為B的勻強磁場中，導線所受安培力的大小與以下哪個因素無關？（）A.導線的材料B.導線的放置方向C.電流的大小D.磁場的方向6、在電磁感應現象中，自感和互感是常見的概念。以下關于自感和互感系數的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數與線圈的形狀、大小、匝數以及是否有鐵芯有關B.互感系數與兩個線圈的相對位置、匝數以及周圍介質有關C.兩個線圈靠得越近，互感系數越大D.自感系數和互感系數都與電流的變化率成正比7、在電學中，一個電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時間內產生的熱量為Q。若將電阻絲對折后接入同一電源，在相同時間內產生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q8、在光學的干涉實驗中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關于干涉條紋的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低9、對于熱力學過程，一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程，其吸收的熱量、對外做功以及內能的變化之間有怎樣的關系？（）A.吸收的熱量等于對外做功與內能增加量之和B.吸收的熱量等于對外做功C.吸收的熱量等于內能增加量D.對外做功等于內能增加量10、在光學的全反射現象中，當光從光密介質射向光疏介質時，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全反射。對于給定的兩種介質，臨界角的大小與哪些因素有關？（）A.只與光密介質的折射率有關B.只與光疏介質的折射率有關C.與兩種介質的折射率都有關D.與光的頻率有關11、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經典力學有很大差異，以下哪種說法能體現這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢12、在光學的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關系。當一個物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時，所成的像的性質是怎樣的？（）A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像13、在相對論力學中，質能方程E=mc2揭示了質量和能量的等價性。以下關于質能方程的理解，不準確的是？（）A.質量和能量可以相互轉化，且轉化過程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質能方程給出C.質能方程表明質量就是能量，能量就是質量D.在核反應中，質量的虧損會釋放出巨大的能量14、在量子力學的領域，微觀粒子具有波粒二象性。對于一個具有一定動量p的微觀粒子，其對應的德布羅意波長λ可以通過哪個公式計算？（）A.λ=h/pB.λ=p/hC.λ=hpD.λ=h/(p2)15、在量子物理中，氫原子的能級結構遵循特定的規(guī)律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時，會發(fā)射出光子。以下關于光子能量的計算，哪個公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在電磁學中，電位移矢量是描述電場的一個輔助物理量。請解釋電位移矢量的定義和引入的意義，說明其與電場強度和電極化強度的關系，并舉例說明其在有電介質存在時的電場計算中的應用。2、（本題5分）在熱力學中，解釋熱平衡的概念和條件？3、（本題5分）結合電磁學中的電磁波輻射功率和方向性，推導偶極輻射和天線輻射的功率表達式，分析影響輻射方向性的因素，并舉例說明其在通信和雷達系統(tǒng)中的應用。4、（本題5分）闡述在熱力學中克勞修斯不等式的意義和應用，說明其與熵增加原理的關系。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述熱力學中的熱容量和比熱容的概念，探討它們的定義、計算方法以及在不同物質和熱過程中的變化規(guī)律。2、（本題5分）分析量子場論的基本概念和方法，討論其在現代物理學中的重要地位。3、（本題5分）電磁學中的磁滯現象在磁性材料中經常出現，探討磁滯回線的測量、磁滯損耗的計算和在電磁設備（如變壓器、電動機）中的影響。4、（本題5分）詳細探討光的折射定律，解釋其物理原理、數學表達式以及在光學系統(tǒng)設計、材料折射率測量等方面的應用。5、（本題5分）詳細研究波動光學中的光的衍射受限系統(tǒng)的分辨率計算和改進方法，探討其物理原理、數學模型和在光學成像、光刻技術中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）有一均勻電場，電場強度為E，方向沿x軸正方向。一質量為m、帶電量為q的點電荷在電場中以初速度v?沿y軸正方向拋出，求點電荷的運動軌跡方程和在任意時刻的速度。2、（本題10分）一絕熱氣缸，內有一絕熱活塞將氣缸分為體積相等的兩部分。左部分有理想氣體，壓強為P1，溫度為T1；右部分為真空。迅速抽去活塞，氣體自由膨脹。計