玉溪師范學(xué)院《光學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《光學(xué)》2021-2022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、在相對論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價性。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2、在研究簡諧運動的圖像時，圖像可以反映出振動的特征。一個簡諧運動的位移-時間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度3、在磁場中，一根通有電流I、長度為L的直導(dǎo)線，垂直于磁場方向放置，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么導(dǎo)線所受的安培力大小是多少？（）A.BILB.0C.BIL/2D.無法確定4、在相對論中，當(dāng)一個物體的運動速度接近光速時，以下哪個物理量會變得接近于無窮大？（）A.物體的質(zhì)量B.物體的動能C.物體的動量D.物體的勢能5、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(qiáng)度、導(dǎo)線長度、磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ6、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7、在光學(xué)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°8、在電磁學(xué)的磁場中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產(chǎn)生的磁場。對于一段長度為L的直導(dǎo)線，通有電流I，距離導(dǎo)線為r處一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與I和r有關(guān)B.只與I、r和L有關(guān)C.與I、r、L以及導(dǎo)線的形狀有關(guān)D.與I、r、L、導(dǎo)線的形狀以及周圍介質(zhì)有關(guān)9、在波動光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，一束光通過一個狹縫后發(fā)生衍射。若狹縫寬度減小，同時保持其他條件不變。以下關(guān)于衍射條紋的寬度和強(qiáng)度的變化，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.衍射條紋寬度增大B.衍射條紋強(qiáng)度減弱C.可以通過衍射的理論分析條紋的變化D.衍射條紋的變化與光的頻率無關(guān)10、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)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(guān)？（）A.只與勢壘高度有關(guān)B.只與勢壘寬度有關(guān)C.與勢壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)11、關(guān)于波動方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質(zhì)點的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動方程C.波動方程中的相位表示質(zhì)點振動的狀態(tài)D.波動方程只適用于機(jī)械波12、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足一定的方程。若已知粒子的勢能函數(shù)為U(x)，且在某一區(qū)域內(nèi)U(x)=0，那么在此區(qū)域內(nèi)粒子的波函數(shù)滿足怎樣的方程？（）A.波動方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程13、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14、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）（）A.氣體內(nèi)能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內(nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內(nèi)能的減少量15、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。對于一個熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛镼1，向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛镼2，對外做功為W，如果該熱機(jī)的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在相對論中，討論相對論時空觀對高速運動物體測量的影響？2、（本題5分）闡述熱力學(xué)中的吉布斯自由能的概念及應(yīng)用，分析吉布斯自由能在熱力學(xué)中的重要地位。3、（本題5分）在波動學(xué)中，解釋非線性波的特點和產(chǎn)生條件？4、（本題5分）闡述原子核的結(jié)合能的概念及計算方法，分析原子核結(jié)合能在核物理學(xué)中的重要性。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）熱力學(xué)中的理想氣體模型在許多情況下能簡化問題，深入探討理想氣體的假設(shè)、狀態(tài)方程和熱力學(xué)過程，以及在實際氣體近似處理中的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的理想氣體的準(zhǔn)靜態(tài)過程和非準(zhǔn)靜態(tài)過程，探討它們的區(qū)別、熱力學(xué)描述和在實際問題中的簡化處理。3、（本題5分）狹義相對論中的質(zhì)能方程E=mc2具有深遠(yuǎn)的影響，論述其推導(dǎo)過程、物理意義以及在核能開發(fā)、粒子物理學(xué)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用。4、（本題5分）量子力學(xué)中的量子點是一種納米尺度的結(jié)構(gòu)，闡述量子點的物理特性、制備方法和在量子計算、光電器件中的應(yīng)用。5、（本題5分）電動力學(xué)中的電磁波在分層介質(zhì)中的傳播會產(chǎn)生反射和折射，分析分層介質(zhì)中的電磁波傳播方程、邊界條件和在地球物理勘探、光學(xué)多層膜中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個簡諧波沿x軸正方向傳播，波源的振動方程為y=A*sin(ωt)，波速為v。計算t時刻x處質(zhì)點的振動方程，并畫出波形圖。2、（本題10分）在楊氏雙縫干涉實驗中，波長為λ的單色光入射，雙縫間距為d，屏到雙縫的距離為D。若在其中一縫后放置一焦距為f的凸透鏡，求此時條紋間距的變化。3、（本題10分）一彈簧振子