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站名:站名:年级专业:姓名:学号:凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者,成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页,共1页淮南师范学院
《光学》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题(本大题共30个小题,每小题1分,共30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2、在波动光学的干涉和衍射实验中,对于杨氏双缝干涉实验和夫琅禾费单缝衍射实验的装置、条纹特点和物理意义,以下描述错误的是()A.杨氏双缝干涉实验中条纹等间距B.夫琅禾费单缝衍射实验中中央亮纹最宽C.两个实验都证明了光的波动性D.干涉和衍射现象不能同时发生3、在电磁学领域,法拉第电磁感应定律描述了感应电动势与磁通量变化之间的关系。当一个闭合线圈在均匀磁场中以恒定速度转动时,如果磁场的磁感应强度突然增大一倍,而线圈的转动速度不变,那么感应电动势会发生怎样的变化?()A.增大一倍B.增大两倍C.增大四倍D.保持不变4、对于光的偏振现象,以下关于自然光、偏振光的产生和检验方法以及偏振光的应用,表述错误的是()A.自然光通过偏振片可以变成偏振光B.偏振光的振动方向在垂直于传播方向的平面内是固定的C.可以用偏振片检验光是否为偏振光D.光的偏振现象在通信领域没有应用5、在研究带电粒子在磁场中的运动时,洛伦兹力起着决定性作用。一个带电量为q、质量为m的粒子,以速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做匀速圆周运动。若粒子的速度增大到2v,圆周运动的半径会如何变化?()A.半径不变B.半径增大到原来的2倍C.半径增大到原来的4倍D.半径减小到原来的一半6、在相对论中,同时的相对性是一个重要的概念。在一个惯性系中同时发生的两个事件,在另一个相对该惯性系运动的惯性系中观察,这两个事件是否一定同时发生?()A.一定同时发生B.一定不同时发生C.可能同时发生,也可能不同时发生D.条件不足,无法判断7、对于电磁振荡,在LC振荡电路中,电容器放电完毕时,以下哪个物理量达到最大值?()A.电容器的电荷量B.电路中的电流C.电感中的自感电动势D.电容器两极板间的电压8、在电磁感应现象中,自感和互感是常见的概念。以下关于自感和互感系数的决定因素,不正确的是?()A.自感系数与线圈的形状、大小、匝数以及是否有铁芯有关B.互感系数与两个线圈的相对位置、匝数以及周围介质有关C.两个线圈靠得越近,互感系数越大D.自感系数和互感系数都与电流的变化率成正比9、在波动光学中,单缝衍射的中央亮条纹宽度与其他亮条纹宽度不同。中央亮条纹宽度约为其他亮条纹宽度的:()A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍10、对于热力学过程,一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,其吸收的热量、对外做功以及内能的变化之间有怎样的关系?()A.吸收的热量等于对外做功与内能增加量之和B.吸收的热量等于对外做功C.吸收的热量等于内能增加量D.对外做功等于内能增加量11、在刚体力学的研究中,关于刚体的定轴转动定律和转动惯量的影响因素,以下哪种描述是准确的?()A.刚体的定轴转动定律表明,刚体所受到的合外力矩等于刚体的转动惯量与角加速度的乘积,转动惯量只与刚体的质量分布有关,与转轴位置无关B.刚体的定轴转动定律与牛顿第二定律类似,转动惯量取决于刚体的质量、形状和转轴位置,质量分布离转轴越远,转动惯量越大C.刚体的转动惯量是一个固定不变的量,不受任何因素的影响,定轴转动定律在任何情况下都能精确描述刚体的转动D.刚体的定轴转动定律只适用于匀速转动的情况,对于变速转动则不适用,转动惯量对刚体的转动没有实质作用12、在量子力学的范畴中,考虑一个处于定态的微观粒子。若其波函数为ψ(x),则在某一位置x处发现粒子的概率密度与波函数的模的平方成正比。以下关于概率密度的描述,哪一项是不正确的?()A.概率密度反映了在该位置找到粒子的可能性大小B.波函数的相位对概率密度没有影响C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布与测量的时间无关13、在电磁感应中,一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交流电的频率为50Hz。如果线圈的面积增大一倍,转速增大一倍,其他条件不变,那么交流电的频率变为多少?()A.50HzB.100HzC.200HzD.400Hz14、在研究物体的振动时,阻尼振动是一种常见的情况。一个做阻尼振动的物体,其振幅逐渐减小。在阻尼振动过程中,物体的周期和频率会如何变化?()A.周期不变,频率不变B.周期不变,频率减小C.周期增大,频率减小D.周期减小,频率增大15、在电学实验中,用欧姆表测量电阻时,需要进行调零操作。如果在测量前没有进行调零,测量结果会比真实值:()A.偏大B.偏小C.相等D.无法确定16、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17、在热学中,热传递的方式包括传导、对流和辐射。一个高温物体与低温物体接触,通过热传导进行热量传递。若高温物体与低温物体的接触面积增大一倍,热传导的速率会如何变化?()A.速率不变B.速率增大一倍C.速率增大两倍D.速率增大四倍18、在电学中,一个电容器充电后与电源断开,然后将两极板间的距离增大,那么电容器的电容、电压和电场强度会如何变化?()A.电容减小,电压增大,电场强度不变B.电容增大,电压减小,电场强度减小C.电容不变,电压不变,电场强度不变D.电容减小,电压不变,电场强度减小19、关于热力学过程中的绝热过程和等温过程,以下对于绝热压缩和等温压缩过程中压强变化、内能变化和做功情况的分析,不正确的是()A.绝热压缩过程压强增加较快B.等温压缩过程内能不变C.绝热压缩过程外界对系统做功全部转化为内能D.绝热压缩和等温压缩过程外界做功相同20、在热力学中,熵是一个反映系统混乱程度的物理量。以下关于熵的变化,不准确的是?()A.在绝热可逆过程中,熵不变B.在绝热不可逆过程中,熵增加C.熵增加原理适用于孤立系统D.熵的变化只与初末状态有关,与过程无关21、在研究动量守恒定律时,系统不受外力或所受合外力为零是重要条件。在光滑水平面上,两个质量分别为m1和m2的小球发生正碰,碰撞前速度分别为v1和v2,碰撞后速度分别为v1'和v2'。若m1=m2,且碰撞为完全弹性碰撞,碰撞后两球的速度会如何变化?()A.v1'=v2,v2'=v1B.v1'=v1,v2'=v2C.v1'=0,v2'=v1+v2D.无法确定22、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.1/2BL²ω23、在刚体力学中,对于转动动能和转动惯量的计算,以及定轴转动的动能定理和机械能守恒定律的应用,以下说法不正确的是()A.转动动能等于转动惯量与角速度平方的乘积的一半B.定轴转动的动能定理适用于刚体的变速转动C.只有保守力做功时,刚体定轴转动的机械能守恒D.刚体的转动惯量与转动轴的位置无关24、在热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W中,W表示外界对系统做功。以下哪种情况中,系统对外做功?()A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能25、在电磁学的电磁波理论中,电磁波在真空中的传播速度是恒定的。不同频率的电磁波在真空中传播时,哪个物理量是相同的?()A.波长B.波速C.频率D.能量26、在光学的衍射现象中,当单色光通过单缝时,在屏幕上形成的衍射条纹的特点是什么?()A.中央条纹宽而亮,两侧条纹对称分布且逐渐变暗变窄B.中央条纹窄而暗,两侧条纹对称分布且逐渐变亮变宽C.条纹等宽等亮,均匀分布D.条纹无规律分布27、在研究光的折射时,一束光从光密介质射向光疏介质,当入射角增大到一定程度时会发生全反射现象,以下哪种条件能使全反射更容易发生?()A.增大光密介质的折射率B.减小光密介质的折射率C.增大光疏介质的折射率D.减小光的频率28、在量子物理中,氢原子的能级是量子化的。当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,会发射出一个光子,该光子的波长大约是多少?()A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm29、在静电场中,电势是描述电场能的性质的物理量。对于一个点电荷产生的电场,距离点电荷越远,电势如何变化?()A.越高B.越低C.不变D.先升高后降低30、在静电场中,电势能的变化与电场力做功的关系密切。一个带正电的粒子在电场中移动,电场力做正功,其电势能会如何变化?()A.增加B.减少C.不变D.先增加后减少二、论述题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)分析原子结构和原子核结构的特点,讨论其在核能利用和放射性检测中的应用。2、(本题5分)全面论述光学中的傅里叶变换光学,解释其基本原理、数学方法以及在信息处理、光学成像和光谱分析中的应用和优势。3、(本题5分)全面论述热力学中的热平衡态的微观解释和统计力学基础,探讨其物理概念、数学模型和在热力学系统分析中的应用。4、(本题5分)在热力学中,熵是一个关键概念,请深入分析熵的物理意义、计算方法以及其在判断热力学过程方向性和理解复杂系统中的作用。5、(本题5分)详细研究波动光学中的相干光的获得方法和干涉条纹的可见度,探讨其物理原理、实验技术和在光学测量、干涉成像中的应用。三、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)阐述热力学中的吉布斯自由能的概念及应用,分析吉布斯自由能在热力学中的重要地位。2、(本题5分)波动光学中,双缝干涉实验是证明光的波动性的重要实验。请详细描述双缝干涉实验的装置、实验现象以及如何通过该实验计算光的波长。3、(本题5分)在研究电磁波的发射和接收时,说明天线的工作原理和调制解调的过程。4、(本题5分)解释静电屏蔽现象,说明其原理和在实际中的应用,如屏蔽室的设计。5、(本题5分)在波动学
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