深圳大学《现代光学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《现代光学》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三总分得分一、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、在电磁学中，磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。以下关于洛伦兹力的特点，不准确的是？A.洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向B.洛伦兹力不做功C.洛伦兹力的大小与电荷的速度成正比D.电荷在磁场中运动时一定受到洛伦兹力2、在热力学第三定律中，绝对零度不能达到。如果一个系统的温度接近绝对零度，那么其熵会趋近于什么值？A.零B.正值C.负值D.无穷大3、在牛顿力学的研究中，对于一个物体在光滑水平面上受到水平力作用时的运动情况，以下描述不准确的是（）A.物体的加速度与所受的力成正比B.力消失后，物体将保持匀速直线运动C.物体的速度会一直线性增加D.物体的质量越大，加速度越小4、在光学部分，光的折射现象是重要的知识点。一束光线从空气斜射入水中，入射角为i，折射角为r。若光线在水中的传播速度变为原来的一半，入射角不变，此时折射角会如何变化？A.折射角增大B.折射角减小C.折射角不变D.无法确定5、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6、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。7、在波动光学的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。对于垂直入射的光，要使某波长的光在薄膜表面反射时产生相消干涉，薄膜的厚度应该满足什么条件？（）A.厚度为该波长的四分之一B.厚度为该波长的二分之一C.厚度为该波长的整数倍D.厚度为该波长的半整数倍8、对于光学中的光的散射现象，以下关于瑞利散射和米氏散射的特点、产生条件以及在大气光学中的应用，表述错误的是（）A.瑞利散射强度与波长的四次方成反比B.米氏散射的强度与波长关系不大C.天空呈现蓝色是瑞利散射的结果D.光的散射现象对光通信没有影响9、在电学中，一个电阻为R的电阻丝，接在电压为U的电源上，在t时间内产生的热量为Q。若将电阻丝对折后接入同一电源，在相同时间内产生的热量是多少？A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q10、在量子场论的初步介绍中，关于场的量子化和粒子的产生与湮灭，以下哪种表述是恰当的？A.量子场论认为场是连续的，不存在粒子的产生和湮灭过程。B.场的量子化使得粒子可以在真空中自发地产生和消失，这与能量守恒定律相矛盾。C.量子场论通过对场进行量子化处理，成功解释了粒子的产生与湮灭现象，并且与实验结果相符。D.粒子的产生与湮灭只在微观尺度上发生，对宏观物理现象没有任何影响。11、在热力学第一定律的应用中，对于一个封闭系统经历一个循环过程，其内能的变化量是多少？A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定12、在光学成像中，薄透镜成像公式描述了物距、像距和焦距之间的关系。以下关于薄透镜成像的特点，不准确的是？A.当物距大于两倍焦距时，成倒立缩小的实像B.当物距等于焦距时，不能成像C.像的大小和正倒只与物距有关，与焦距无关D.薄透镜可以成实像也可以成虚像13、在热力学过程中，关于等压过程、等容过程和等温过程的特点及内能、做功和热量的变化，以下解释错误的是（）A.等压过程中，系统做功等于压强与体积变化的乘积B.等容过程中，系统不做功C.等温过程中，内能不变D.等容过程中，热量的变化等于内能的变化14、在量子力学的范畴内，对于一个处于定态的微观粒子，其概率密度分布不随时间改变，以下哪种说法能准确描述这一特性？A.粒子的位置和动量能同时确定B.粒子的能量是不确定的C.粒子在空间各处出现的概率是恒定的D.粒子的运动状态是不确定的15、在电磁学中，一个边长为L的正方形导线框，在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，若磁场的磁感应强度为B，线框转动平面与磁场方向垂直，那么线框中产生的感应电动势的最大值是多少？A.BL²ωB.2BL²ωC.√2BL²ωD.1/2BL²ω16、在热力学第二定律的探讨中，关于熵增加原理及其在热现象中的体现，以下哪种表述是正确的？A.熵增加原理指出，在任何自发的热力学过程中，系统的熵总是增加的，这意味着热量总是从高温物体自发地流向低温物体。B.熵增加原理表明，封闭系统的熵不可能减少，熵的变化只与系统的初末状态有关，与过程无关。C.虽然熵增加原理适用于大多数热力学过程，但在某些特殊情况下，系统的熵可能会减少。D.熵增加原理只是一种理论假设，在实际的热现象中无法得到验证。17、在原子核物理中，比结合能越大，原子核越稳定。以下哪种原子核的比结合能最大？A.氢原子核B.氦原子核C.铀原子核D.铁原子核18、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19、在近代物理中，关于原子核的放射性衰变，一个放射性原子核经过一定时间发生衰变。以下关于衰变规律和半衰期的描述，哪一项是不正确的？（）A.衰变的概率与时间成正比B.半衰期是指原子核衰变一半所需的时间C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期与外界条件无关20、在静电场中，一个带电量为Q的点电荷周围存在电场。若在距离点电荷r处放置一个试探电荷q，以下关于试探电荷所受电场力的大小和方向，哪一项说法是不正确的？（）A.电场力的大小与r的平方成反比B.电场力的方向沿两点电荷连线且背离点电荷C.可以根据库仑定律计算电场力的大小D.电场力的大小与试探电荷的电量成正比二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）简述固体的分类及特点，分析不同类型固体在物理性质上的差异。2、（本题10分）结合电磁学中的静电场唯一性定理，解释其内容和物理意义，推导在静电场求解中的应用条件和方法，并举例说明。3、（本题10分）分析固体物理中的纳米材料的特点及应用，探讨纳米材料在未来科技中的发展前景。4、（本题10分）在量子力学的自旋概念中，论述电子自旋的特性、自旋算符和自旋波函数，推导自旋与磁场的相互作用能，并举例说明其在原子光谱和磁性材料中的应用。三、论述题（本大题共2个小题，共