華南理工大學(xué)《工程光學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁華南理工大學(xué)《工程光學(xué)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在相對論的理論框架下，關(guān)于時間膨脹和長度收縮效應(yīng)，以下哪種說法是正確的？（）A.時間膨脹和長度收縮效應(yīng)只存在于理論中，在實際生活中無法觀測到B.當(dāng)物體運動速度接近光速時，會出現(xiàn)時間膨脹和長度收縮現(xiàn)象，且這種效應(yīng)是相對的，取決于觀察者的參考系C.時間膨脹和長度收縮效應(yīng)與物體的運動速度無關(guān)，是一種恒定不變的物理現(xiàn)象D.相對論中的時間膨脹和長度收縮效應(yīng)違反了基本的物理規(guī)律，是不正確的2、關(guān)于磁場對電流的作用，一根長為L的直導(dǎo)線，通有電流I，放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，導(dǎo)線所受安培力的大小與以下哪個因素?zé)o關(guān)？（）A.導(dǎo)線的材料B.導(dǎo)線的放置方向C.電流的大小D.磁場的方向3、在波動光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，一束光通過一個狹縫后發(fā)生衍射。若狹縫寬度減小，同時保持其他條件不變。以下關(guān)于衍射條紋的寬度和強度的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.衍射條紋寬度增大B.衍射條紋強度減弱C.可以通過衍射的理論分析條紋的變化D.衍射條紋的變化與光的頻率無關(guān)4、對于固體物理的知識，以下關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和晶格振動的特點，哪一項是正確的？（）A.晶體具有規(guī)則的周期性結(jié)構(gòu)，晶格振動對晶體的熱學(xué)性質(zhì)沒有影響B(tài).晶體中的原子或分子在空間呈無序排列，晶格振動的頻率與晶體的彈性常數(shù)無關(guān)C.晶體結(jié)構(gòu)的類型眾多，晶格振動會導(dǎo)致晶體產(chǎn)生熱膨脹和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象D.晶格振動只在高溫下對晶體的性質(zhì)有作用，在低溫時可以忽略不計5、在相對論力學(xué)中，考慮一個物體的動能。當(dāng)物體的速度接近光速時，以下關(guān)于動能的表達式和變化趨勢，哪一項分析是不準確的？（）A.動能的表達式與經(jīng)典力學(xué)中的不同B.動能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過相對論的能量方程推導(dǎo)動能的表達式D.當(dāng)速度較小時，相對論動能與經(jīng)典動能近似相等6、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動。如果磁場的磁感應(yīng)強度增大，而其他條件不變，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小7、關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，自然光通過偏振片后變成偏振光，以下哪種說法能正確描述偏振光的特點？（）A.光的振動方向在一個平面內(nèi)B.光的強度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長發(fā)生變化8、關(guān)于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實驗中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小9、在電磁學(xué)中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產(chǎn)生的磁場。以下關(guān)于畢奧-薩伐爾定律的適用范圍，不準確的是？（）A.適用于恒定電流產(chǎn)生的磁場B.適用于各種形狀的載流導(dǎo)線C.對于運動電荷產(chǎn)生的磁場也適用D.只適用于無限長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場10、關(guān)于波動的能量傳播，在一列機械波傳播的過程中，以下哪個物理量隨波的傳播而向前傳遞？（）A.波源的振動能量B.波源的振動頻率C.波源的振動速度D.波源的振動加速度11、在研究光的折射現(xiàn)象時，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，哪一項描述是不準確的？（）（）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)12、在量子物理中，氫原子的能級結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時，會發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計算，哪個公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh13、在光學(xué)實驗中，用分光計測量三棱鏡的頂角。若測量過程中存在偏心誤差，以下關(guān)于對測量結(jié)果的影響及修正方法，哪一項描述是不準確的？（）A.偏心誤差會導(dǎo)致測量結(jié)果偏大或偏小B.可以通過多次測量取平均值來減小偏心誤差的影響C.了解分光計的結(jié)構(gòu)和原理有助于分析偏心誤差D.偏心誤差無法通過任何方法修正14、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，以下哪種情況會導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化？（）A.磁場強度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場強度改變C.磁場強度和回路面積同時改變D.以上情況均可15、在電磁學(xué)的磁場對電流的作用中，安培力的大小與電流強度、導(dǎo)線長度、磁感應(yīng)強度以及電流與磁場的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場垂直時，一段長度為L的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ16、對于靜電場，一個帶正電的點電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運動？（）A.沿電場線方向加速運動B.沿電場線方向減速運動C.垂直電場線方向運動D.靜止不動17、在相對論中，時間膨脹效應(yīng)表明運動的時鐘會變慢。如果一個飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測量飛船上的時間流逝速度與地球上的時間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/518、在量子物理中，泡利不相容原理是描述原子中電子排布的重要原理。以下關(guān)于泡利不相容原理的應(yīng)用，不準確的是？（）A.解釋了原子的殼層結(jié)構(gòu)B.確定了每個原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測元素的化學(xué)性質(zhì)D.對原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響19、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個匝數(shù)為N、面積為S的線圈在均勻磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω220、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個放射性原子核經(jīng)過一定時間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述，哪一項是不正確的？（）A.衰變的概率與時間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無關(guān)21、在剛體力學(xué)的研究中，關(guān)于剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律和轉(zhuǎn)動慣量的影響因素，以下哪種描述是準確的？（）A.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉(zhuǎn)動慣量與角加速度的乘積，轉(zhuǎn)動慣量只與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)B.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律與牛頓第二定律類似，轉(zhuǎn)動慣量取決于剛體的質(zhì)量、形狀和轉(zhuǎn)軸位置，質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠，轉(zhuǎn)動慣量越大C.剛體的轉(zhuǎn)動慣量是一個固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉(zhuǎn)動定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉(zhuǎn)動D.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律只適用于勻速轉(zhuǎn)動的情況，對于變速轉(zhuǎn)動則不適用，轉(zhuǎn)動慣量對剛體的轉(zhuǎn)動沒有實質(zhì)作用22、在電學(xué)實驗中，用伏安法測量一個未知電阻的阻值。若實驗中電流表采用內(nèi)接法，電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為Ra，測量值為Rx'。以下關(guān)于測量值與真實值的關(guān)系，哪一項分析是不準確的？（）A.測量值大于真實值，因為電流表分壓B.真實值可以通過相關(guān)公式計算得出C.當(dāng)Rv遠大于Rx且Ra較小時，測量誤差較小D.測量值與電源的電動勢無關(guān)23、在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當(dāng)一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%24、在光學(xué)的研究范疇，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。當(dāng)一束光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時，入射角為i，折射角為r。以下哪個公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr25、在原子核物理中，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。以下哪種原子核的比結(jié)合能最大？（）A.氫原子核B.氦原子核C.鈾原子核D.鐵原子核26、在相對論中，當(dāng)兩個觀察者相對運動時，對于同一事件的時間和空間測量會有所不同，這被稱為“相對性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時間的相對性？（）A.運動的時鐘走得比靜止的時鐘快B.運動的時鐘走得比靜止的時鐘慢C.運動和靜止的時鐘走得一樣快D.時間的測量與運動狀態(tài)無關(guān)27、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程。以下關(guān)于氣體的壓強、體積和內(nèi)能的變化，哪一項分析是不正確的？（）A.壓強增大B.體積減小C.內(nèi)能不變D.內(nèi)能的變化與壓強的變化成正比28、在研究質(zhì)點的運動時，一個質(zhì)點在xOy平面內(nèi)運動，其運動方程為x=3t，y=4t2，t為時間。則該質(zhì)點的加速度大小是多少？（）A.3B.4C.8D.1229、在電磁感應(yīng)中，一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電的頻率為50Hz。如果線圈的面積增大一倍，轉(zhuǎn)速增大一倍，其他條件不變，那么交流電的頻率變?yōu)槎嗌?？（）A.50HzB.100HzC.200HzD.400Hz30、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強度的大小。對于一個帶正電的點電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點電荷C.背離點電荷D.呈環(huán)形分布二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的卡諾循環(huán)，分析其效率計算、理想性和在熱機、制冷機等實際熱工設(shè)備中的應(yīng)用。2、（本題5分）從物理原理出發(fā)，論述熱傳導(dǎo)方程及其求解方法，分析熱傳導(dǎo)過程中的溫度分布和傳熱規(guī)律，以及熱傳導(dǎo)方程在熱工設(shè)備設(shè)計和材料熱性能研究中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述流體力學(xué)中的邊界層理論，包括邊界層的形成、特點和數(shù)學(xué)描述，以及邊界層理論在航空航天、船舶工程和流體機械中的應(yīng)用和發(fā)展。4、（本題5分）詳細分析波動光學(xué)中的雙縫干涉實驗，探討實驗原理、現(xiàn)象和結(jié)果，以及其對光的波動性的驗證和在量子力學(xué)中的啟示。5、（本題5分）探討流體力學(xué)中的可壓縮流動和激波，論述可壓縮流動的基本方程、激波的形成和特性，以及可壓縮流動和激波在航空航天和高速流動中的應(yīng)用。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在量子力學(xué)的氫原子模型中，論述能級的分布規(guī)律、量子數(shù)的物理意義，以及電子躍遷產(chǎn)生光譜的原理和特點。2、（本題5分）闡述不確定性原理的內(nèi)容及含義，分析其在量子力學(xué)中的重要性。3、（本題5分）在光學(xué)成像中，凸透鏡和凹透鏡都有著不同的成像規(guī)律。請分別闡述凸透鏡和凹透鏡的成像特點，包括像的虛實、大小和正倒，并通過作圖說明其成像原理。4、（本題5分）在相對論中，討論洛倫茲變換的物理意義和在不同慣性系之間進行物理量轉(zhuǎn)換時的作用？5、（本題5分）對于一個做勻速直線運動的物體，已知其位移隨時間的變化關(guān)系，如何通過圖像法求出其速度？并說明圖像中斜率的物理意義