湖北第二师范学院《光学》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《光学》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在电场的高斯定理的理解中，关于其表述和适用条件，以下哪种说法是恰当的？A.电场的高斯定理表明，通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以真空电容率，只适用于静电场。B.高斯定理适用于任何电场，包括变化的电场，但对于非对称的电场，应用高斯定理求解电场强度比较困难。C.电场的高斯定理可以直接求出任意电场中某点的电场强度，不需要考虑电场的对称性。D.高斯定理只适用于均匀电场，对于非均匀电场无法应用。2、关于热力学第二定律，以下哪种表述能准确反映其核心内容？A.热量不能从低温物体传到高温物体B.不可能从单一热源吸收热量使之完全变为有用功而不产生其他影响C.第二类永动机是可以实现的D.能量守恒但能量品质在降低3、对于热力学第二定律，以下关于热机效率、熵的概念以及自发过程的方向性的阐述，不准确的是（）A.热机效率不可能达到100%B.熵增加原理适用于孤立系统C.自发过程总是朝着熵减小的方向进行D.熵是系统无序程度的度量4、在光学的研究中，光的折射现象遵循一定的规律。对于一束光线从空气斜射入水中，入射角为45度，已知水的折射率为1.33，那么折射角大约是多少度？A.30度B.32度C.35度D.40度5、在刚体力学中，一均匀细棒可绕通过其一端的光滑固定轴在竖直平面内转动，当棒从水平位置自由下摆到竖直位置的过程中，其角速度和角加速度如何变化？A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度减小C.角速度减小，角加速度减小D.角速度减小，角加速度增大6、在电磁感应现象中，一个闭合回路中的磁通量发生变化时会产生感应电动势，以下哪种情况会导致磁通量发生变化？A.磁场强度不变，回路面积改变B.回路面积不变，磁场强度改变C.磁场强度和回路面积同时改变D.以上情况均可7、关于光的偏振现象，自然光通过偏振片后变成偏振光，以下哪种说法能正确描述偏振光的特点？A.光的振动方向在一个平面内B.光的强度不变C.光的频率发生变化D.光的波长发生变化8、在电磁感应现象中，一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。如果磁场的磁感应强度增大，而其他条件不变，线圈中产生的感应电动势会怎样变化？（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小9、在波动学的研究中，机械波的传播具有一定的特性。一列沿x轴正方向传播的简谐波，其波源的振动方程为y=Asin(ωt)，波速为v。在t时刻，x处质点的振动位移y与哪些因素有关？（）A.只与t有关B.只与x有关C.与t和x都有关D.与t和x都无关10、在热学中，理想气体的内能只与温度有关，与体积和压强无关，以下哪种过程中理想气体的内能会增加？A.等容升温B.等压降温C.等温压缩D.绝热膨胀11、在量子力学的领域，微观粒子具有波粒二象性。对于一个具有一定动量p的微观粒子，其对应的德布罗意波长λ可以通过哪个公式计算？（）A.λ=h/pB.λ=p/hC.λ=hpD.λ=h/(p²)12、在量子力学的概念中，对于微观粒子的波粒二象性，以下关于粒子的波动性和粒子性表现及相互关系的解释，不正确的是（）A.电子在双缝干涉实验中表现出波动性B.微观粒子的位置和动量可以同时精确测定C.粒子的波动性在某些条件下明显，粒子性在另一些条件下明显D.波粒二象性是微观粒子的基本属性13、在研究静电平衡的导体时，导体内部的电场强度为零。如果在导体内部放入一个电荷，导体内部的电场强度会如何变化？A.仍为零B.不为零C.无法确定D.以上都不对14、关于光的干涉，在杨氏双缝干涉实验中，若两缝间距增大，干涉条纹的间距会怎样变化？A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小15、在光学的折射定律中，当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角i和折射角r满足什么关系？A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr16、在光学的干涉现象研究中，双缝干涉实验具有重要意义。在双缝干涉实验中，两缝间距为d，屏到双缝的距离为D，波长为λ的单色光垂直入射，相邻明条纹之间的间距Δx与上述各量之间的关系是怎样的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D17、对于光的偏振现象，以下关于其产生原因和应用领域，哪一项是恰当的？A.光的偏振现象是由于光的横波特性导致的，广泛应用于摄影、通信、液晶显示等领域。B.光的偏振只与光的传播方向有关，与光源和介质的性质无关，其应用范围有限。C.偏振现象使得光的能量发生损失，因此在大多数情况下应尽量避免。D.光的偏振无法通过人工方法产生，只能在自然条件下观察到。18、在相对论的理论框架下，关于时间膨胀和长度收缩效应，以下哪种说法是正确的？A.时间膨胀和长度收缩效应只存在于理论中，在实际生活中无法观测到。B.当物体运动速度接近光速时，会出现时间膨胀和长度收缩现象，且这种效应是相对的，取决于观察者的参考系。C.时间膨胀和长度收缩效应与物体的运动速度无关，是一种恒定不变的物理现象。D.相对论中的时间膨胀和长度收缩效应违反了基本的物理规律，是不正确的。19、在电磁学领域，对于一个变化的磁场在其周围空间产生的电场，以下关于该感应电场的性质和特点的说法，错误的是（）A.感应电场的电场线是闭合曲线B.感应电场的方向与磁场变化率的方向有关C.感应电场的强度与磁场变化的快慢成正比D.感应电场对处于其中的电荷不做功20、在波动方程的求解中，边界条件和初始条件起着重要的作用。以下关于边界条件的类型，不准确的是？A.固定端边界条件B.自由端边界条件C.周期性边界条件D.无限大边界条件二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）结合热力学中的热传导定律，解释其物理意义，推导热传导方程，分析热传导过程中的温度分布和热流密度，并举例说明其在传热学中的应用。2、（本题10分）在热力学中，解释多方过程的概念和特点？3、（本题10分）解释在电磁学中电磁波的偏振特性，说明其产生原因和在通信中的应用。4、（本题10分）结合电磁学中的位移电流概念，解释其引入的意义，推导包含位移电流的麦克斯韦方程组，并举例说