南京工業(yè)大學(xué)《應(yīng)用光學(xué)》2023-2024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頁南京工業(yè)大學(xué)

《應(yīng)用光學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三總分得分一、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、在波動學(xué)中，機(jī)械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關(guān)于它們波速的比較，哪一項(xiàng)是正確的？A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無法比較2、在熱力學(xué)第二定律的探討中，熱機(jī)的效率存在一定的限制。對于一個(gè)在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的卡諾熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，以下關(guān)于其效率η的表達(dá)式，哪個(gè)是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T13、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無關(guān)，以下哪種過程中理想氣體的內(nèi)能會增加？A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹4、對于狹義相對論中的質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于其表達(dá)式和物理意義，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模緼.質(zhì)能關(guān)系為E=mc^2，表明質(zhì)量和能量是相互獨(dú)立的物理量，沒有直接的聯(lián)系。B.質(zhì)能關(guān)系指出能量和質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化，一定的質(zhì)量對應(yīng)著一定的能量，在核反應(yīng)等過程中得到了廣泛的驗(yàn)證。C.質(zhì)能關(guān)系只適用于高速運(yùn)動的物體，對于低速運(yùn)動的物體，質(zhì)量和能量的關(guān)系可以忽略不計(jì)。D.質(zhì)能關(guān)系中的光速c是一個(gè)可以變化的量，取決于參考系的選擇。5、在剛體力學(xué)中，對于轉(zhuǎn)動動能和轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算，以及定軸轉(zhuǎn)動的動能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動動能等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動的動能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動C.只有保守力做功時(shí)，剛體定軸轉(zhuǎn)動的機(jī)械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)動軸的位置無關(guān)6、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測量的時(shí)間無關(guān)7、關(guān)于熱力學(xué)過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強(qiáng)變化、內(nèi)能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強(qiáng)增加較快B.等溫壓縮過程內(nèi)能不變C.絕熱壓縮過程外界對系統(tǒng)做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同8、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動特性的重要物理量。對于一個(gè)質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR29、在電學(xué)中，一個(gè)電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場強(qiáng)度會如何變化？A.電容減小，電壓增大，電場強(qiáng)度不變B.電容增大，電壓減小，電場強(qiáng)度減小C.電容不變，電壓不變，電場強(qiáng)度不變D.電容減小，電壓不變，電場強(qiáng)度減小10、對于熱力學(xué)定律，以下哪種過程違反了熱力學(xué)第二定律？A.熱從高溫物體自發(fā)傳給低溫物體B.機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化D.氣體向真空自由膨脹11、關(guān)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(qiáng)、體積和溫度的關(guān)系，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.當(dāng)溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比B.當(dāng)體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與溫度成正比C.當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，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12、在電場的高斯定理的理解中，關(guān)于其表述和適用條件，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？A.電場的高斯定理表明，通過任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場。B.高斯定理適用于任何電場，包括變化的電場，但對于非對稱的電場，應(yīng)用高斯定理求解電場強(qiáng)度比較困難。C.電場的高斯定理可以直接求出任意電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，不需要考慮電場的對稱性。D.高斯定理只適用于均勻電場，對于非均勻電場無法應(yīng)用。13、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(gè)物體的速度接近光速的一半時(shí)，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%14、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的方向可以用楞次定律來判斷。當(dāng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向的關(guān)系是：A.相同B.相反C.垂直D.無法確定15、在狹義相對論中，同時(shí)的相對性是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于同時(shí)的相對性的理解，不準(zhǔn)確的是？A.在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中可能不同時(shí)發(fā)生B.同時(shí)的相對性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時(shí)的相對性只在高速運(yùn)動的情況下才明顯，低速時(shí)可以忽略D.同時(shí)的相對性意味著不存在絕對的同時(shí)性16、在相對論中，考慮兩個(gè)相對運(yùn)動的慣性系S和S'，在S系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在S'系中觀測可能不同時(shí)發(fā)生。以下關(guān)于這種時(shí)間相對性的解釋，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.時(shí)間的相對性是由光速不變原理導(dǎo)致的B.可以通過洛倫茲變換來計(jì)算時(shí)間的差異C.這種時(shí)間差異只在高速運(yùn)動時(shí)才明顯D.時(shí)間的相對性與觀察者的位置無關(guān)17、在靜電場的高斯定理中，對于一個(gè)帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關(guān)于通過球面的電通量，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無關(guān)C.可以通過高斯定理計(jì)算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關(guān)18、在光學(xué)的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過光程差的計(jì)算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會導(dǎo)致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強(qiáng)度有關(guān)19、在研究氣體分子運(yùn)動時(shí)，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(shí)，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20、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測電阻的誤差分析，不準(zhǔn)確的是？A.電流表內(nèi)接法適用于測量大電阻，誤差主要來自電壓表的分流B.電流表外接法適用于測量小電阻，誤差主要來自電流表的分壓C.無論采用哪種接法，測量值總是大于真實(shí)值D.合理選擇測量電路可以減小誤差二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在研究熱力學(xué)過程時(shí)，等壓過程、等容過程和等溫過程的特點(diǎn)分別是什么？如何通過理想氣體狀態(tài)方程分析這些過程中的能量變化？2、（本題10分）在研究剛體的定軸轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)動慣量是一個(gè)關(guān)鍵的物理量。請解釋轉(zhuǎn)動慣量的物理意義，說明其與剛體的質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸位置的關(guān)系，并舉例說明其在實(shí)際問題中的應(yīng)用。3、（本題10分）在相對論中，質(zhì)速關(guān)系表明物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。請從相對論的基本原理出發(fā)，推導(dǎo)質(zhì)速關(guān)系的公式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高能物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。4、（本題10分）在相對