西華大學(xué)《應(yīng)用光學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西華大學(xué)

《應(yīng)用光學(xué)》2022-2023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25個小題，每小題1分，共25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、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小2、在研究簡諧振動時，一個質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動周期的變化，哪一項判斷是不準(zhǔn)確的？（）（）A.振動周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關(guān)3、在近代物理中，盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。在實(shí)驗(yàn)中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他條件不變，那么散射角大于90度的α粒子數(shù)會如何變化？（）A.增多B.減少C.不變D.無法確定4、關(guān)于氣體分子運(yùn)動論，對于理想氣體分子的速率分布規(guī)律，以下關(guān)于麥克斯韋速率分布函數(shù)的特點(diǎn)和意義的闡述，不正確的是（）A.麥克斯韋速率分布函數(shù)反映了氣體分子速率的分布情況B.溫度越高，氣體分子的平均速率越大C.最概然速率是指出現(xiàn)概率最大的速率D.氣體分子的速率可以無限大5、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)。對于一定量的理想氣體，經(jīng)過絕熱膨脹后，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定6、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動勢會如何變化？（）A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半7、在磁場的研究中，一個通電圓環(huán)在均勻磁場中受到的磁力矩。若圓環(huán)的半徑為R，電流為I，磁場強(qiáng)度為B，以下關(guān)于磁力矩大小的計算，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.磁力矩與圓環(huán)平面和磁場方向的夾角有關(guān)B.當(dāng)圓環(huán)平面與磁場方向平行時，磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通過公式直接計算D.磁力矩與圓環(huán)的材質(zhì)無關(guān)8、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°9、在研究氣體分子運(yùn)動時，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。對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時，分子的最概然速率會如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小10、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個偏振片后，光強(qiáng)會變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？（）A.1/2B.1/4C.0D.111、在量子物理中，光子的能量與頻率有關(guān)。一個光子的頻率為ν，其能量為E。若光子的頻率變?yōu)?ν，能量會變?yōu)槎嗌?？（）A.2EB.E/2C.4ED.E/412、在振動學(xué)中，簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關(guān)于簡諧振動的特征，不正確的是？（）A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關(guān)C.振動的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動一定是等幅振動，不存在阻尼13、在波動光學(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，哪一項分析是不正確的？（）A.條紋間距會變小，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)14、在近代物理的研究中，對于原子核的結(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)15、在電磁感應(yīng)中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與以下哪個因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動的角速度D.線圈的電阻16、在光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關(guān)于增透膜和增反膜的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長的二分之一C.對于特定波長的光，增透膜可以增加其透過率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無關(guān)17、在狹義相對論中，時間膨脹效應(yīng)會導(dǎo)致高速運(yùn)動的時鐘走得比靜止時鐘慢。如果一個飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測到飛船上的時間流逝與地球上的時間流逝相比如何？（）A.飛船上的時間流逝更慢B.飛船上的時間流逝更快C.兩者時間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向18、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(zhǔn)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、在光學(xué)的折射定律中，對于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時的折射情況，以下關(guān)于入射角和折射角的正弦值之比與介質(zhì)折射率的關(guān)系，描述不準(zhǔn)確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的相對折射率B.折射率大的介質(zhì)中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)D.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的折射率相同20、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時間改變，以下哪種說法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動量能同時確定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)動狀態(tài)是不確定的21、對于近代物理實(shí)驗(yàn)中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實(shí)驗(yàn)規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無關(guān)，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時發(fā)射等，愛因斯坦光電方程成功地解釋了這些規(guī)律，指出光具有粒子性C.光電效應(yīng)表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強(qiáng)度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應(yīng)的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進(jìn)一步修正22、在研究光的折射時，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時會發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率23、關(guān)于相對論性動量和能量，當(dāng)一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達(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.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關(guān)24、在熱力學(xué)第二定律中，指出了熱傳導(dǎo)過程的方向性。從高溫物體向低溫物體傳熱是自發(fā)的，那么反過來，從低溫物體向高溫物體傳熱是否可能自發(fā)進(jìn)行？（）A.可能B.不可能C.在一定條件下可能D.無法確定25、在靜電場中，一個帶電量為Q的點(diǎn)電荷周圍存在電場。若在距離點(diǎn)電荷r處放置一個試探電荷q，以下關(guān)于試探電荷所受電場力的大小和方向，哪一項說法是不正確的？（）A.電場力的大小與r的平方成反比B.電場力的方向沿兩點(diǎn)電荷連線且背離點(diǎn)電荷C.可以根據(jù)庫侖定律計算電場力的大小D.電場力的大小與試探電荷的電量成正比二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，理想氣體的卡諾循環(huán)是一種理想的熱機(jī)工作循環(huán)。請詳細(xì)分析卡諾循環(huán)中四個過程（等溫吸熱、絕熱膨脹、等溫放熱、絕熱壓縮）的能量轉(zhuǎn)換情況，并計算卡諾熱機(jī)的效率。2、（本題5分）分析液體的表面張力現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，探討表面張力在日常生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用。3、（本題5分）在光學(xué)成像中，薄透鏡成像的規(guī)律是什么？已知物距、像距和焦距，如何判斷像的性質(zhì)（實(shí)像或虛像、正立或倒立、放大或縮?。?、（本題5分）闡述核反應(yīng)的種類及特點(diǎn)，探討核反應(yīng)在能源和科學(xué)研究中的重要性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上與一個水平放置的輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k。物體從平衡位置向右移動了x后靜止釋放，求物體的運(yùn)動周期和最大速度。2、（本題5分）一質(zhì)量為5kg的物體在光滑水平面上受到一個水平向右的力F的作用，F(xiàn)隨時間t的變化關(guān)系為F=10t（N），t從0到5s。求5s內(nèi)物體的速度變化量以及此時物體的速度大小。3、（本題5分）一個質(zhì)量為m的物體在一個粗糙斜面上，斜面與水平地面的夾角為θ，動摩擦因數(shù)為μ。物體在沿斜面向上的拉力F作用下，從靜止開始以加速度a向上運(yùn)動。已知物體質(zhì)量m、斜面夾角θ、動摩擦因數(shù)μ、拉力F和加速度a，求物體運(yùn)動的時間t和位移s。4、（本題5分）在一單擺實(shí)驗(yàn)中，擺長為L，擺球質(zhì)量為m，最大擺角為θ。計算單擺的周期和振動過程中的機(jī)械能。5、（本題5分）一個絕熱容器中，有兩種理想氣體A和B，初始溫度分別為T1和T2，初始體積分別為