西安電子科技大學(xué)《應(yīng)用光學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西安電子科技大學(xué)《應(yīng)用光學(xué)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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(gè)小題，每小題1分，共15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、在相對論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其動能的增加與速度的關(guān)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(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個(gè)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(xué)中，磁場對運(yùn)動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關(guān)于洛倫茲力的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運(yùn)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(yùn)動時(shí)一定受到洛倫茲力4、在狹義相對論中，同時(shí)的相對性是一個(gè)重要概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對運(yùn)動的慣性系中是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.取決于兩個(gè)慣性系的相對速度大小5、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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線所受安培力的大小與以下哪個(gè)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6、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對位置、匝數(shù)以及周圍介質(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比7、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對折后接入同一電源，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q8、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)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(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)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(xué)過程，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，其吸收的熱量、對外做功以及內(nèi)能的變化之間有怎樣的關(guān)系？（）A.吸收的熱量等于對外做功與內(nèi)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(nèi)能增加量D.對外做功等于內(nèi)能增加量10、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，就會發(fā)生全反射。對于給定的兩種介質(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)11、對于相對論性動能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說法能體現(xiàn)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(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像13、在相對論力學(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)量的虧損會釋放出巨大的能量14、在量子力學(xué)的領(lǐng)域，微觀粒子具有波粒二象性。對于一個(gè)具有一定動量p的微觀粒子，其對應(yīng)的德布羅意波長λ可以通過哪個(gè)公式計(jì)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(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時(shí)，會發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計(jì)算，哪個(gè)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(gè)小題，共20分)1、（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。2、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋熱平衡的概念和條件？3、（本題5分）結(jié)合電磁學(xué)中的電磁波輻射功率和方向性，推導(dǎo)偶極輻射和天線輻射的功率表達(dá)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(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用。4、（本題5分）闡述在熱力學(xué)中克勞修斯不等式的意義和應(yīng)用，說明其與熵增加原理的關(guān)系。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的熱容量和比熱容的概念，探討它們的定義、計(jì)算方法以及在不同物質(zhì)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(xiàn)代物理學(xué)中的重要地位。3、（本題5分）電磁學(xué)中的磁滯現(xiàn)象在磁性材料中經(jīng)常出現(xiàn)，探討磁滯回線的測量、磁滯損耗的計(jì)算和在電磁設(shè)備（如變壓器、電動機(jī)）中的影響。4、（本題5分）詳細(xì)探討光的折射定律，解釋其物理原理、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、材料折射率測量等方面的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)研究波動光學(xué)中的光的衍射受限系統(tǒng)的分辨率計(jì)算和改進(jìn)方法，探討其物理原理、數(shù)學(xué)模型和在光學(xué)成像、光刻技術(shù)中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）有一均勻電場，電場強(qiáng)度為E，方向沿x軸正方向。一質(zhì)量為m、帶電量為q的點(diǎn)電荷在電場中以初速度v?沿y軸正方向拋出，求點(diǎn)電荷的運(yùn)動軌跡方程和在任意時(shí)刻的速度。2、（本題10分）一絕熱氣缸，內(nèi)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(qiáng)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(jì)