湖南文理學(xué)院《信息光學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《信息光學(xué)》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、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功有關(guān)。一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，粒子的電勢(shì)能會(huì)如何變化？（）A.電勢(shì)能增大B.電勢(shì)能減小C.電勢(shì)能不變D.先增大后減小2、在電磁學(xué)的知識(shí)體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.電磁波只能由電荷的勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無(wú)關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會(huì)發(fā)生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同3、在電磁學(xué)中，一個(gè)長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長(zhǎng)度，以下關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流成正比B.磁場(chǎng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比C.磁場(chǎng)強(qiáng)度與螺線管長(zhǎng)度無(wú)關(guān)D.可以通過(guò)安培環(huán)路定理計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度4、在相對(duì)論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)表明運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢。如果一個(gè)飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測(cè)量飛船上的時(shí)間流逝速度與地球上的時(shí)間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/55、在熱力學(xué)的研究中，理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過(guò)程。在此過(guò)程中，以下關(guān)于氣體的溫度、壓強(qiáng)和熵的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.溫度不變B.壓強(qiáng)減小C.熵增加D.熵的變化與氣體的體積變化量成正比6、在量子物理中，氫原子的能級(jí)是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，會(huì)發(fā)射出一個(gè)光子，該光子的波長(zhǎng)大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm7、在相對(duì)論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢(shì)，哪一（）8、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時(shí)間改變，以下哪種說(shuō)法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動(dòng)量能同時(shí)確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不確定的9、對(duì)于光學(xué)中的光的散射現(xiàn)象，以下關(guān)于瑞利散射和米氏散射的特點(diǎn)、產(chǎn)生條件以及在大氣光學(xué)中的應(yīng)用，表述錯(cuò)誤的是（）A.瑞利散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的四次方成反比B.米氏散射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系不大C.天空呈現(xiàn)藍(lán)色是瑞利散射的結(jié)果D.光的散射現(xiàn)象對(duì)光通信沒有影響10、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系密切。一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，其電勢(shì)能會(huì)如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少11、對(duì)于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，以下哪種因素會(huì)影響半衰期的長(zhǎng)短？（）A.元素的化學(xué)狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.以上因素均不影響12、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對(duì)折后接入同一電源，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q13、在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量水平位移和豎直位移來(lái)計(jì)算初速度。如果實(shí)驗(yàn)中忽略了空氣阻力的影響，實(shí)際測(cè)量的初速度會(huì)比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無(wú)法確定14、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。以下關(guān)于熱力學(xué)第二定律的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.熱不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化B.不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響C.熱力學(xué)第二定律說(shuō)明第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的D.熱力學(xué)第二定律表明所有的熱過(guò)程都是可逆的15、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)于某種介質(zhì)，臨界角為45度，當(dāng)入射角為60度時(shí)，反射光和折射光的強(qiáng)度比是多少？（）A.無(wú)窮大B.2:1C.1:1D.1:0二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分析液體的汽化和凝結(jié)現(xiàn)象及特點(diǎn)，探討其在熱學(xué)中的重要性。2、（本題5分）在研究物體的振動(dòng)時(shí)，固有頻率的概念是什么？說(shuō)明影響物體固有頻率的因素，并舉例說(shuō)明其在工程中的應(yīng)用，如橋梁的共振現(xiàn)象。3、（本題5分）分析熱力學(xué)第二定律的兩種表述及含義，探討其在熱學(xué)中的重要性。4、（本題5分）分析量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)的現(xiàn)象及應(yīng)用，探討隧道效應(yīng)在現(xiàn)代科技中的重要意義。三、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(chǎng)的性質(zhì)和規(guī)律，包括電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)能等概念，以及靜電場(chǎng)中的高斯定理和環(huán)路定理，并舉例說(shuō)明其在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)探討光的熒光和磷光現(xiàn)象，解釋其物理機(jī)制、發(fā)光特點(diǎn)和在發(fā)光材料、生物標(biāo)記等領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）相對(duì)論對(duì)牛頓力學(xué)進(jìn)行了重大修正，分析相對(duì)論中的時(shí)間膨脹和長(zhǎng)度收縮現(xiàn)象，闡述其原理、實(shí)驗(yàn)證據(jù)以及在現(xiàn)代物理學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）深入研究靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面的繪制方法和應(yīng)用，分析其物理意義、數(shù)學(xué)計(jì)算和在電場(chǎng)分布可視化、電場(chǎng)問(wèn)題求解中的作用。5、（本題5分）在相對(duì)論中，相對(duì)論速度變換公式對(duì)于理解高速運(yùn)動(dòng)物體的相對(duì)速度具有重要意義，分析其推導(dǎo)過(guò)程、與經(jīng)典速度變換的區(qū)別以及在粒子碰撞等過(guò)程中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一質(zhì)量為m、半徑為r的均質(zhì)球體，在水平面上純滾動(dòng)，其質(zhì)心的速度為v。求球體的動(dòng)能和對(duì)與接觸面接觸點(diǎn)的角動(dòng)量。2、（本題10分）在均勻磁場(chǎng)B中，有一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)體框，導(dǎo)體框以角速度ω繞一邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算導(dǎo)體框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值和有效