北京交通大學(xué)《光譜學(xué)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁北京交通大學(xué)

《光譜學(xué)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、對(duì)于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于自然光、偏振光的產(chǎn)生和檢驗(yàn)方法以及偏振光的應(yīng)用，表述錯(cuò)誤的是（）A.自然光通過偏振片可以變成偏振光B.偏振光的振動(dòng)方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)是固定的C.可以用偏振片檢驗(yàn)光是否為偏振光D.光的偏振現(xiàn)象在通信領(lǐng)域沒有應(yīng)用2、對(duì)于靜電場，一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運(yùn)動(dòng)？（）A.沿電場線方向加速運(yùn)動(dòng)B.沿電場線方向減速運(yùn)動(dòng)C.垂直電場線方向運(yùn)動(dòng)D.靜止不動(dòng)3、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，劈尖干涉可以用來測量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對(duì)應(yīng)的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ4、在牛頓力學(xué)的研究中，對(duì)于一個(gè)物體在光滑水平面上受到水平力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.物體的加速度與所受的力成正比B.力消失后，物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)C.物體的速度會(huì)一直線性增加D.物體的質(zhì)量越大，加速度越小5、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對(duì)概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測量的時(shí)間無關(guān)6、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用歐姆表測量電阻時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)零操作。如果在測量前沒有進(jìn)行調(diào)零，測量結(jié)果會(huì)比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定7、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對(duì)氣體做功D.氣體對(duì)外界做功8、在電磁學(xué)的電容部分，平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。如果在一個(gè)平行板電容器中插入一塊電介質(zhì)，其電容會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小9、在電磁感應(yīng)的現(xiàn)象研究中，關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的內(nèi)涵及應(yīng)用，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.法拉第電磁感應(yīng)定律指出，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應(yīng)電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應(yīng)定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對(duì)于復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象無法給出準(zhǔn)確的電流方向判斷C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向只由法拉第電磁感應(yīng)定律決定，楞次定律沒有實(shí)際作用D.法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律都是經(jīng)驗(yàn)定律，缺乏理論基礎(chǔ)和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)10、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。對(duì)于一個(gè)質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR211、在波動(dòng)光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時(shí)保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.條紋間距會(huì)變小，因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計(jì)算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無關(guān)12、在研究氣體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)，麥克斯韋速率分布函數(shù)能夠描述氣體分子的速率分布情況。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的最概然速率會(huì)如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小13、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長無關(guān)14、在電磁學(xué)中，對(duì)于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項(xiàng)說法是不正確的？（）（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時(shí)，電容減小會(huì)導(dǎo)致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化15、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。對(duì)于垂直入射的光，要使某波長的光在薄膜表面反射時(shí)產(chǎn)生相消干涉，薄膜的厚度應(yīng)該滿足什么條件？（）A.厚度為該波長的四分之一B.厚度為該波長的二分之一C.厚度為該波長的整數(shù)倍D.厚度為該波長的半整數(shù)倍二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分析黏性流體的流動(dòng)特點(diǎn)及牛頓黏性定律，探討?zhàn)ば粤黧w在實(shí)際中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論性質(zhì)量和能量的關(guān)系中，論述質(zhì)能方程的推導(dǎo)過程，分析質(zhì)量和能量的轉(zhuǎn)化機(jī)制，并舉例說明其在核反應(yīng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）在量子力學(xué)的波函數(shù)歸一化問題中，論述波函數(shù)歸一化的意義和方法，推導(dǎo)歸一化常數(shù)的表達(dá)式，并舉例說明。4、（本題5分）分析楞次定律的內(nèi)涵及判斷感應(yīng)電流方向的方法，探討其在電磁感應(yīng)中的作用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的混合氣體和分壓定律，闡述其物理概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在氣體混合物性質(zhì)和化學(xué)平衡中的應(yīng)用。2、（本題5分）論述量子糾纏這一奇特的量子力學(xué)現(xiàn)象，解釋其概念、特性以及在量子通信和量子計(jì)算等領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用和當(dāng)前的研究進(jìn)展。3、（本題5分）電磁學(xué)中的邊值問題在求解電磁場分布時(shí)經(jīng)常遇到，探討邊值問題的類型（如第一類、第二類邊值問題）、解法和在實(shí)際電磁系統(tǒng)（如波導(dǎo)、電容器）中的應(yīng)用。4、（本題5分）從物理原理出發(fā)，探討光學(xué)中的超快光學(xué)現(xiàn)象，包括飛秒激光技術(shù)、超短脈沖的產(chǎn)生和傳播，以及超快光學(xué)在材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。5、（本題5分）在電磁學(xué)中，電磁波在介質(zhì)中的傳播特性是重要的研究內(nèi)容，請(qǐng)論述電磁波在不同介質(zhì)中的折射、反射和吸收現(xiàn)象，以及介質(zhì)的電磁參數(shù)對(duì)傳播的影響和應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一個(gè)長為L、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞通過其一端的豎直軸O在水平面上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v射入桿的另一端并留在桿中。已知細(xì)桿長度L、質(zhì)量M、子彈質(zhì)量m和速度v，求子彈射入后桿的角速度。2、（本題10分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電薄圓盤，面電荷密度為σ，計(jì)算圓盤軸線上距離圓心為x處的電場強(qiáng)度。3、（本題10分）一根長為1.0m、質(zhì)量為