安徽理工大學(xué)《大學(xué)物理A：光學(xué)》2020-2021學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)安徽理工大學(xué)

《大學(xué)物理A：光學(xué)》2020-2021學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。一個(gè)物體的靜止質(zhì)量為m0，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能為Ek。若速度增大到2v，動(dòng)能會(huì)如何變化？（）A.動(dòng)能增大到原來(lái)的2倍B.動(dòng)能增大到原來(lái)的4倍C.動(dòng)能增大到原來(lái)的8倍D.動(dòng)能增大到原來(lái)的16倍2、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對(duì)于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)過(guò)程，其內(nèi)能的變化量是多少？（）A.大于零B.小于零C.等于零D.無(wú)法確定3、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(duì)概率密度沒(méi)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(cè)量的時(shí)間無(wú)關(guān)4、在波動(dòng)光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過(guò)一個(gè)狹縫時(shí)，會(huì)在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會(huì)怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄5、對(duì)于靜電場(chǎng)，一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中由靜止釋放，它將如何運(yùn)動(dòng)？（）A.沿電場(chǎng)線方向加速運(yùn)動(dòng)B.沿電場(chǎng)線方向減速運(yùn)動(dòng)C.垂直電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)D.靜止不動(dòng)6、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點(diǎn)，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的B.位移電流與傳導(dǎo)電流一樣會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比7、在波動(dòng)學(xué)中，一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，其波速為v，波長(zhǎng)為λ，周期為T。某一時(shí)刻的波形圖如圖所示。以下關(guān)于經(jīng)過(guò)時(shí)間t后波形的移動(dòng)距離，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.移動(dòng)距離為vtB.當(dāng)t=nT（n為整數(shù)）時(shí)，波形不變C.移動(dòng)距離與波長(zhǎng)和周期無(wú)關(guān)D.可以通過(guò)波速和時(shí)間的乘積計(jì)算移動(dòng)距離8、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系限制了我們同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動(dòng)量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)9、在電磁學(xué)的電磁波部分，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對(duì)于一個(gè)頻率為f的電磁波，其波長(zhǎng)λ與頻率f的關(guān)系是怎樣的？（）A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f10、在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理用于計(jì)算磁場(chǎng)的分布。對(duì)于一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，通過(guò)安培環(huán)路定理計(jì)算其周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度，與到導(dǎo)線距離的關(guān)系是怎樣的？（）A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比11、在光學(xué)的反射定律中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，且反射角等于入射角。當(dāng)入射角增大時(shí)，反射角會(huì)如何變化？（）A.不變B.減小C.增大D.先增大后減小12、在熱力學(xué)第二定律中，指出了熱傳導(dǎo)過(guò)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(guò)來(lái)，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(wú)法確定13、在靜電場(chǎng)中，一個(gè)帶電量為Q的點(diǎn)電荷周圍存在電場(chǎng)。若在距離點(diǎn)電荷r處放置一個(gè)試探電荷q，以下關(guān)于試探電荷所受電場(chǎng)力的大小和方向，哪一項(xiàng)說(shuō)法是不正確的？（）A.電場(chǎng)力的大小與r的平方成反比B.電場(chǎng)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(kù)侖定律計(jì)算電場(chǎng)力的大小D.電場(chǎng)力的大小與試探電荷的電量成正比14、對(duì)于狹義相對(duì)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)?？（）A.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(méi)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(duì)應(yīng)著一定的能量，在核反應(yīng)等過(guò)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(dòng)的物體，對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)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15、關(guān)于理想氣體的狀態(tài)方程，對(duì)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(shuō)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二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述牛頓第二定律在解決物體受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化問(wèn)題中的應(yīng)用，舉例說(shuō)明如何根據(jù)已知的力和物體的質(zhì)量計(jì)算加速度，以及如何根據(jù)加速度和質(zhì)量反推物體所受的合力。2、（本題5分）簡(jiǎn)述固體的分類及特點(diǎn)，分析不同類型固體在物理性質(zhì)上的差異。3、（本題5分）在熱力學(xué)第一定律的框架下，闡述其表達(dá)式中各項(xiàng)的物理含義，討論能量守恒在不同熱學(xué)過(guò)程中的具體表現(xiàn)和應(yīng)用。4、（本題5分）簡(jiǎn)述光的干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生條件及特點(diǎn)，舉例說(shuō)明光的干涉在實(shí)際中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在相對(duì)論性天體物理中，探討引力波的產(chǎn)生、傳播和探測(cè)，論述引力波的物理本質(zhì)、數(shù)學(xué)描述和引力波探測(cè)器的工作原理及觀測(cè)成果。2、（本題5分）在相對(duì)論中，相對(duì)論動(dòng)量和能量的概念與經(jīng)典力學(xué)有很大不同，分析其定義、表達(dá)式以及在高能物理實(shí)驗(yàn)和相對(duì)論性粒子碰撞中的應(yīng)用。3、（本題5分）在量子力學(xué)中，分析量子點(diǎn)的物理性質(zhì)和應(yīng)用，論述量子點(diǎn)的能級(jí)結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性和在量子計(jì)算、發(fā)光器件中的應(yīng)用前景和研究進(jìn)展。4、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波的偏振態(tài)對(duì)通信和光學(xué)檢測(cè)有重要意義，分析線偏振、圓偏振和橢圓偏振波的產(chǎn)生方法、特點(diǎn)和檢測(cè)手段，以及在偏振光通信和材料特性測(cè)量中的應(yīng)用。5、（本題5分）論述熱力學(xué)中的熱擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的耦合現(xiàn)象，解釋熱擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率的關(guān)系和熱擴(kuò)散方程，以及在多相流和傳熱傳質(zhì)中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一質(zhì)點(diǎn)沿x軸做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=0.1cos(2πt+π/3)（SI單位）。求t=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度。2、（本題10分）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，已知金屬的截止頻率為ν0，用頻率為ν的光照射，測(cè)量得到光電子的最大初動(dòng)能為Ek。計(jì)算該金屬的逸出功，并分析如何提高光電子的最大初動(dòng)能。3、（本題10分）一質(zhì)量為m的物體在半徑為R