重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學院《應用光學》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學院《應用光學》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在量子力學中，不確定關系表明粒子的某些物理量不能同時被精確測量。對于一個微觀粒子，其位置和動量的不確定度之間存在怎樣的關系？（）A.ΔxΔp≥h/4πB.ΔxΔp≥h/2πC.ΔxΔp=h/4πD.ΔxΔp=h/2π2、對于光學中的光的散射現(xiàn)象，以下關于瑞利散射和米氏散射的特點、產(chǎn)生條件以及在大氣光學中的應用，表述錯誤的是（）A.瑞利散射強度與波長的四次方成反比B.米氏散射的強度與波長關系不大C.天空呈現(xiàn)藍色是瑞利散射的結(jié)果D.光的散射現(xiàn)象對光通信沒有影響3、在熱力學的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強都發(fā)生了變化。以下關于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）（）A.氣體內(nèi)能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內(nèi)能減小C.壓強減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內(nèi)能的減少量4、對于波動光學，兩列頻率相同、振動方向相同、相位差恒定的光波在空間相遇會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，若兩束光的光程差為半波長的奇數(shù)倍，那么相遇處的光強會怎樣？（）A.最強B.最弱C.介于最強和最弱之間D.無法確定5、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，洛倫茲力起著決定性作用。一個帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，以速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，做勻速圓周運動。若粒子的速度增大到2v，圓周運動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半6、對于磁場的安培環(huán)路定理，以下關于其內(nèi)容和應用中的注意事項，哪一個是準確的？（）A.安培環(huán)路定理指出，在穩(wěn)恒磁場中，磁感應強度沿任何閉合回路的線積分等于穿過該回路所包圍面積的電流代數(shù)和的μ0倍，但該定理不能用于求解非對稱電流分布產(chǎn)生的磁場B.安培環(huán)路定理適用于任何磁場，只要知道回路所包圍的電流，就可以直接求出磁感應強度C.應用安培環(huán)路定理時，不需要考慮磁場的對稱性和電流的分布情況D.安培環(huán)路定理中的電流必須是傳導電流，不包括位移電流7、在熱學的熱傳遞過程中，以下哪種方式是通過微觀粒子的熱運動來傳遞熱量的？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上方式均是8、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，磁場強度為B，以下關于磁力矩大小的計算，哪一項是不準確的？（）A.磁力矩與圓環(huán)平面和磁場方向的夾角有關B.當圓環(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9、在電磁感應現(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)生的感應電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω210、在相對論力學中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價性。當一個物體的速度為0.6c時，其動能與靜能的比值是多少？（）A.1/4B.1/2C.3/4D.4/911、在量子物理中，光子的能量與頻率有關。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、在波動光學的干涉和衍射實驗中，對于楊氏雙縫干涉實驗和夫瑯禾費單縫衍射實驗的裝置、條紋特點和物理意義，以下描述錯誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實驗中條紋等間距B.夫瑯禾費單縫衍射實驗中中央亮紋最寬C.兩個實驗都證明了光的波動性D.干涉和衍射現(xiàn)象不能同時發(fā)生13、關于理想氣體的狀態(tài)方程，對于一定質(zhì)量的理想氣體在不同狀態(tài)下壓強、體積和溫度的關系，以下說法錯誤的是（）A.當溫度不變時，壓強與體積成反比B.當體積不變時，壓強與溫度成正比C.當壓強不變時，體積與溫度成正比D.狀態(tài)方程只適用于高溫高壓的氣體14、在光的衍射現(xiàn)象中，衍射條紋的寬度與波長、障礙物尺寸等因素有關。一束波長為λ的光通過一個寬度為a的狹縫發(fā)生衍射，若波長增大到2λ，其他條件不變，衍射條紋的寬度會如何變化？（）A.寬度不變B.寬度增大到原來的2倍C.寬度增大到原來的4倍D.寬度減小到原來的一半15、在光學儀器的原理分析中，關于顯微鏡和望遠鏡的放大原理和分辨本領，以下哪種說法是正確的？（）A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領取決于物鏡的數(shù)值孔徑；望遠鏡通過物鏡形成縮小的實像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠鏡的放大原理相同，都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領只與物鏡的質(zhì)量有關C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高，分辨本領越強；望遠鏡的口徑越大，分辨本領越弱D.顯微鏡和望遠鏡的分辨本領與入射光的波長、光學系統(tǒng)的缺陷等因素無關二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述相對論中的鐘慢效應，即在不同的參考系中，時間的流逝速度不同。并通過具體的例子來說明其影響。2、（本題5分）簡述相對論的基本假設及主要結(jié)論，分析相對論在現(xiàn)代物理學中的地位。3、（本題5分）在波動光學中，討論光的衍射現(xiàn)象與光的干涉現(xiàn)象的異同點。包括產(chǎn)生條件、條紋特點和物理本質(zhì)等方面的比較？4、（本題5分）在光學中，解釋薄透鏡成像的像差種類和產(chǎn)生原因？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）熱力學系統(tǒng)的平衡態(tài)和非平衡態(tài)概念對于理解熱現(xiàn)象至關重要，分析其定義、特征以及在研究熱傳遞、化學反應等過程中的應用。2、（本題5分）全面論述熱力學中的可逆過程和不可逆過程，探討它們的定義、區(qū)別和在熱力學分析中的重要性。3、（本題5分）在相對論中，相對論性流體力學用于描述高速流動的物質(zhì)，分析相對論性流體力學的基本方程、與經(jīng)典流體力學的區(qū)別以及在天體物理和高能物理中的應用。4、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論多普勒效應，解釋其物理意義、數(shù)學推導和在天文學、光譜學中的應用。5、（本題5分）在量子光學中，分析光子的統(tǒng)計特性和量子態(tài)，論述光子數(shù)態(tài)、相干態(tài)和壓縮態(tài)的物理意義和數(shù)學描述，以及其在激光物理和量子通信中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上以初速度v?開始運動，受到一水平恒力F的作用，求物體在經(jīng)過時間t后的速度大小和位移大小。2、（本題10分）一個粗細均勻的U形玻璃管，水平部分長為L，管內(nèi)裝有一段水銀柱，封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。初始時兩管中水銀面等高，大氣壓強為p0，溫度為T0。現(xiàn)將左管緩慢抬高一定高度，使左管中水銀面比右管高h，計算封閉氣體的壓強和溫度。3、（本題10分）一根長為2m，質(zhì)量為1kg的均勻細桿，可繞其一端在豎直