安徽大學(xué)《物理光學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽大學(xué)《物理光學(xué)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在光學(xué)儀器的原理分析中，關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理和分辨本領(lǐng)，以下哪種說法是正確的？（）A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實(shí)像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑；望遠(yuǎn)鏡通過物鏡形成縮小的實(shí)像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領(lǐng)取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理相同，都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領(lǐng)只與物鏡的質(zhì)量有關(guān)C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高，分辨本領(lǐng)越強(qiáng)；望遠(yuǎn)鏡的口徑越大，分辨本領(lǐng)越弱D.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與入射光的波長、光學(xué)系統(tǒng)的缺陷等因素?zé)o關(guān)2、在靜電場中，電勢(shì)是描述電場能的性質(zhì)的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場，距離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢(shì)如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低3、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(huì)發(fā)生全反射。對(duì)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)4、在研究狹義相對(duì)論時(shí)，當(dāng)一個(gè)物體以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪個(gè)物理量會(huì)發(fā)生顯著的變化？（）A.質(zhì)量B.長度C.時(shí)間D.以上物理量都會(huì)5、在波動(dòng)光學(xué)的多縫衍射中，光柵衍射條紋的特點(diǎn)與單縫衍射和雙縫干涉都有關(guān)系。當(dāng)光柵的縫數(shù)增加時(shí)，主極大的寬度會(huì)如何變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變窄后變寬6、在波動(dòng)光學(xué)中，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對(duì)于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長有關(guān)C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測光學(xué)元件表面的平整度7、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半8、在振動(dòng)的合成中，兩個(gè)同方向、同頻率的簡諧振動(dòng)合成后的振動(dòng)仍然是簡諧振動(dòng)。以下關(guān)于合振動(dòng)的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.合振動(dòng)的振幅等于分振動(dòng)振幅之和B.合振動(dòng)的初相位由分振動(dòng)的初相位決定C.當(dāng)分振動(dòng)的相位差為零時(shí)，合振動(dòng)的振幅最大D.當(dāng)分振動(dòng)的相位差為π時(shí)，合振動(dòng)的振幅最小9、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(jià)的。對(duì)于一個(gè)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(duì)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.100J10、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱過程。在此過程中，氣體對(duì)外做功，其內(nèi)能會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.內(nèi)能增加B.內(nèi)能不變C.內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化取決于氣體的種類11、關(guān)于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小12、對(duì)于熱力學(xué)第二定律，以下關(guān)于熱機(jī)效率、熵的概念以及自發(fā)過程的方向性的闡述，不準(zhǔn)確的是（）A.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%B.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)C.自發(fā)過程總是朝著熵減小的方向進(jìn)行D.熵是系統(tǒng)無序程度的度量13、在熱力學(xué)過程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，經(jīng)過絕熱膨脹后，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定14、在研究靜電平衡的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零。如果在導(dǎo)體內(nèi)部放入一個(gè)電荷，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對(duì)15、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數(shù)）。以下關(guān)于電子軌道能量的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關(guān)B.可以通過庫侖定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質(zhì)量無關(guān)16、在波動(dòng)光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會(huì)變得更加尖銳明亮17、在光學(xué)領(lǐng)域，光的干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的重要表現(xiàn)。對(duì)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，以下關(guān)于干涉條紋特點(diǎn)的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無關(guān)D.當(dāng)雙縫間距減小時(shí)，條紋間距增大18、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高了ΔT，內(nèi)能增加了ΔU。若溫度再升高相同的ΔT，內(nèi)能的增加量會(huì)如何變化？（）A.增加量不變B.增加量增大C.增加量減小D.無法確定19、在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用中，連接體問題是常見的類型。兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，通過輕繩連接在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，拉力F作用在m1上。若繩子突然斷裂，m2的加速度會(huì)如何變化？（）A.加速度變?yōu)?B.加速度不變C.加速度增大D.加速度減小20、對(duì)于靜電場的性質(zhì)，以下關(guān)于電場強(qiáng)度和電勢(shì)的概念以及它們之間的關(guān)系，哪一個(gè)是正確的？（）A.電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，電勢(shì)是描述電場能的性質(zhì)的物理量，電場強(qiáng)度的方向總是指向電勢(shì)降低的方向B.電場強(qiáng)度和電勢(shì)沒有直接關(guān)系，它們分別獨(dú)立描述電場的不同特性，電場強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高C.電勢(shì)的大小與電場強(qiáng)度的大小成正比，電場強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)也一定為零D.電場強(qiáng)度和電勢(shì)都是標(biāo)量，它們的疊加遵循代數(shù)相加的原則21、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中，W表示外界對(duì)系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對(duì)外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能22、在熱學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是一種特殊的熱力學(xué)過程。以下關(guān)于絕熱過程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.絕熱壓縮時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大B.絕熱膨脹時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.絕熱過程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過程中23、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過程通常需要特定的邊界條件C.對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對(duì)論情況24、對(duì)于相對(duì)論性動(dòng)能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)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(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能趨于無窮大D.動(dòng)能增長速度逐漸變慢25、在熱力學(xué)過程中，可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否存在耗散。一個(gè)熱機(jī)經(jīng)歷可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)，哪種循環(huán)的效率更高？（）A.可逆循環(huán)B.不可逆循環(huán)C.效率相同D.取決于工作物質(zhì)26、在熱力學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是指沒有熱量交換的過程。在絕熱壓縮過程中，氣體的溫度會(huì)：（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定27、在相對(duì)論的理論框架下，時(shí)間和空間的概念發(fā)生了深刻的變化。一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其長度會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生收縮。如果一個(gè)靜止時(shí)長為L0的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)28、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關(guān)系。以下關(guān)于斯涅爾定律的應(yīng)用，不正確的是？（）A.可以用于計(jì)算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見光，對(duì)其他電磁波不適用29、對(duì)于流體力學(xué)的知識(shí)，以下關(guān)于伯努利方程及其在實(shí)際流體中的應(yīng)用限制，哪一個(gè)是正確的？（）A.伯努利方程表明，在理想流體中，流速大的地方壓強(qiáng)小，流速小的地方壓強(qiáng)大，但該方程在粘性流體中完全不適用B.伯努利方程適用于任何流體的穩(wěn)定流動(dòng)，不受流體性質(zhì)和流動(dòng)條件的限制C.伯努利方程在實(shí)際流體中應(yīng)用時(shí)，需要考慮流體的粘性、可壓縮性和能量損失等因素，其結(jié)果往往是近似的D.伯努利方程只適用于水平管道中的流體流動(dòng)，對(duì)于垂直或傾斜管道則無法應(yīng)用30、在電磁學(xué)中，磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)一定受到洛倫茲力二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述靜電場的性質(zhì)和規(guī)律，包括電場強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)能等概念，以及靜電場中的高斯定理和環(huán)路定理，并舉例說明其在實(shí)際問題中的應(yīng)用。2、（本題5分）在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)關(guān)鍵概念，請(qǐng)深入分析熵的物理意義、計(jì)算方法以及其在判斷熱力學(xué)過程方向性和理解復(fù)雜系統(tǒng)中的作用。3、（本題5分）全面論述熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容和意義，分析其在低溫物理和化學(xué)熱力學(xué)中的應(yīng)用以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。4、（本題5分）波動(dòng)光學(xué)中的光的相干性是產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，分析光的時(shí)間相干性和空間相干性的概念、度量方法以及在干涉實(shí)驗(yàn)和激光技術(shù)中的影響。5、（本題5分）深入探討量子力學(xué)中的原子能級(jí)和光譜，解釋其物理原理、數(shù)學(xué)模型以及在原子物理和光譜分析中的應(yīng)用。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在近代物理實(shí)驗(yàn)中，論述電子衍射實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及該實(shí)驗(yàn)對(duì)證實(shí)物質(zhì)波假設(shè)的重要意義。2、（本題5分）請(qǐng)全面論述光的干涉條紋的可見度，分析影響可見度的因素，推導(dǎo)可見度的表達(dá)式，并舉例說明其在干涉實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。3、（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。4、（本題5分）在波動(dòng)光學(xué)中，光的干涉和衍射都涉及光的疊加原理。請(qǐng)解釋光的疊加原理的內(nèi)容，說明干涉和衍射現(xiàn)象