西北大學(xué)《光學(xué)設(shè)計(jì)及含實(shí)驗(yàn)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《光學(xué)設(shè)計(jì)及含實(shí)驗(yàn)》2022-2023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20個(gè)小題，每小題2分，共40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)2、關(guān)于熱力學(xué)第三定律，以下對(duì)于絕對(duì)零度不可達(dá)到以及熵的零點(diǎn)的規(guī)定的解釋，不正確的是（）A.無論采取何種手段，都無法使系統(tǒng)達(dá)到絕對(duì)零度B.熵的零點(diǎn)是在絕對(duì)零度時(shí)規(guī)定的C.絕對(duì)零度時(shí)，物質(zhì)的內(nèi)能為零D.熱力學(xué)第三定律對(duì)實(shí)際的熱過程沒有指導(dǎo)意義3、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動(dòng)量守恒的條件，不準(zhǔn)確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內(nèi)力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動(dòng)量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用4、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5、在電磁學(xué)領(lǐng)域，對(duì)于一個(gè)變化的磁場(chǎng)在其周圍空間產(chǎn)生的電場(chǎng)，以下關(guān)于該感應(yīng)電場(chǎng)的性質(zhì)和特點(diǎn)的說法，錯(cuò)誤的是（）A.感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合曲線B.感應(yīng)電場(chǎng)的方向與磁場(chǎng)變化率的方向有關(guān)C.感應(yīng)電場(chǎng)的強(qiáng)度與磁場(chǎng)變化的快慢成正比D.感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷不做功6、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程反映了氣體的狀態(tài)參量之間的關(guān)系。以下關(guān)于理想氣體狀態(tài)方程適用條件的說法，不準(zhǔn)確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計(jì)B.氣體分子之間沒有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強(qiáng)不太高的情況D.對(duì)任何氣體在任何條件下都適用7、對(duì)于電磁振蕩，在LC振蕩電路中，電容器放電完畢時(shí)，以下哪個(gè)物理量達(dá)到最大值？（）A.電容器的電荷量B.電路中的電流C.電感中的自感電動(dòng)勢(shì)D.電容器兩極板間的電壓8、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.4Q9、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著重要的應(yīng)用。假設(shè)一定量的理想氣體在初始狀態(tài)時(shí)，壓強(qiáng)為P1，體積為V1，溫度為T1，經(jīng)過絕熱過程后，壓強(qiáng)變?yōu)镻2，體積變?yōu)閂2，溫度變?yōu)門2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2與T1的比值是多少？（）A.2B.4C.8D.1610、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(diǎn)？（）A.光的振動(dòng)方向在一個(gè)平面內(nèi)B.光的強(qiáng)度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長發(fā)生變化11、在光學(xué)的折射定律應(yīng)用中，一束光從玻璃射入水中，已知玻璃的折射率大于水的折射率。入射角為45°，折射角可能是多少？（）A.30°B.45°C.60°D.90°12、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過程。此過程中，氣體的溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低13、關(guān)于相對(duì)論性動(dòng)量和能量，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)量和能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動(dòng)量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動(dòng)量還與速度有關(guān)14、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15、在近代物理的研究中，對(duì)于原子核的結(jié)構(gòu)和放射性衰變，以下關(guān)于原子核的組成、衰變類型和衰變規(guī)律的表述，不正確的是（）A.原子核由質(zhì)子和中子組成B.放射性衰變包括α衰變、β衰變和γ衰變C.衰變過程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例無關(guān)16、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感都是重要的概念。對(duì)于兩個(gè)相鄰的線圈，其中一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與它們之間的互感系數(shù)以及電流變化率之間有怎樣的關(guān)系？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)和電流變化率都成正比B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)成正比，與電流變化率成反比C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)成反比，與電流變化率成正比D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)和電流變化率都成反比17、在剛體力學(xué)中，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，以及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動(dòng)C.只有保守力做功時(shí)，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無關(guān)18、在熱學(xué)中，研究熱傳遞的方式包括熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。對(duì)于一個(gè)真空絕熱的容器，內(nèi)部有兩個(gè)溫度不同的物體，它們之間主要通過哪種方式進(jìn)行熱傳遞？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對(duì)流C.熱輻射D.以上都不是19、關(guān)于波動(dòng)方程，對(duì)于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動(dòng)方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動(dòng)方程描述了任意時(shí)刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動(dòng)方程C.波動(dòng)方程中的相位表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的狀態(tài)D.波動(dòng)方程只適用于機(jī)械波20、在物理實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于測(cè)量誤差的來源、分類和減小誤差的方法，以下關(guān)于系統(tǒng)誤差、偶然誤差的特點(diǎn)和處理方式的描述，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差具有確定性和重復(fù)性B.偶然誤差服從正態(tài)分布C.多次測(cè)量取平均值可以消除系統(tǒng)誤差D.選擇更精密的儀器可以減小系統(tǒng)誤差二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，如何分析其受到的洛倫茲力的大小和方向的變化，并探討其運(yùn)動(dòng)軌跡的特點(diǎn)？2、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)中的熱傳導(dǎo)定律，解釋其物理意義，推導(dǎo)熱傳導(dǎo)方程，分析熱傳導(dǎo)過程中的溫度分布和熱流密度，并舉例說明其在傳熱學(xué)中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋在聲學(xué)中聲強(qiáng)級(jí)的概念，說明其計(jì)算方法和在噪聲控制中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一均勻帶電的無限大平面薄板，電荷面密度為σ。計(jì)算薄板兩側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度，并分析電場(chǎng)的對(duì)稱性。2、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體從斜面上高為h的A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過粗糙的水平段到達(dá)B點(diǎn)后停止，斜面與水平面的夾角為θ，斜面和水平面的摩擦系數(shù)分別為μ1和μ2。計(jì)算物體在水平段運(yùn)動(dòng)的距離。3、（本題5分）一個(gè)理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹，初始體積為V1，壓強(qiáng)為p1，溫度為T1，膨脹后體積為V2。求膨脹后氣體的溫度和壓強(qiáng)。4、（本題5分）一質(zhì)量為M、半徑為R的均勻?qū)嵭那蝮w，以角速度ω繞通過球心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，求其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。5、（本題5分）一個(gè)理想變壓器，原線圈匝數(shù)為N?=1000匝，副線圈匝數(shù)為N?=500匝，原線圈接在U?=220V的交流電源上