北京交通大學(xué)《激光原理》2023-2024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)北京交通大學(xué)《激光原理》

2023-2024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、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，安培力的大小與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電流與磁場(chǎng)的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ2、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3、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中，W表示外界對(duì)系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對(duì)外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能4、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5、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量值總是大于真實(shí)值D.合理選擇測(cè)量電路可以減小誤差6、在狹義相對(duì)論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止時(shí)鐘慢。如果一個(gè)飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測(cè)到飛船上的時(shí)間流逝與地球上的時(shí)間流逝相比如何？（）A.飛船上的時(shí)間流逝更慢B.飛船上的時(shí)間流逝更快C.兩者時(shí)間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向7、關(guān)于熱力學(xué)中的循環(huán)過程，對(duì)于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機(jī)效率和制冷系數(shù)的計(jì)算，以及卡諾循環(huán)的特點(diǎn)和效率極限的闡述，描述錯(cuò)誤的是（）A.正循環(huán)對(duì)外做功，逆循環(huán)外界對(duì)系統(tǒng)做功B.熱機(jī)效率和制冷系數(shù)都與工作物質(zhì)無關(guān)C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%8、在量子場(chǎng)論的初步介紹中，關(guān)于場(chǎng)的量子化和粒子的產(chǎn)生與湮滅，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.量子場(chǎng)論認(rèn)為場(chǎng)是連續(xù)的，不存在粒子的產(chǎn)生和湮滅過程B.場(chǎng)的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產(chǎn)生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場(chǎng)論通過對(duì)場(chǎng)進(jìn)行量子化處理，成功解釋了粒子的產(chǎn)生與湮滅現(xiàn)象，并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符D.粒子的產(chǎn)生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對(duì)宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響9、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對(duì)于一根兩端固定的弦上產(chǎn)生的駐波，其波長(zhǎng)與弦長(zhǎng)之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.波長(zhǎng)等于弦長(zhǎng)的整數(shù)倍B.波長(zhǎng)等于弦長(zhǎng)的半整數(shù)倍C.波長(zhǎng)與弦長(zhǎng)無關(guān)D.波長(zhǎng)是弦長(zhǎng)的兩倍10、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(huì)如何變化？（）A.增多B.減少C.不變D.無法確定11、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、關(guān)于光學(xué)的知識(shí)，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角為i，折射角為r，該介質(zhì)的折射率n應(yīng)該如何計(jì)算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi13、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。對(duì)于一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，其周圍的電場(chǎng)線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點(diǎn)電荷C.背離點(diǎn)電荷D.呈環(huán)形分布14、在光學(xué)的折射定律中，當(dāng)光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時(shí)，入射角i和折射角r滿足什么關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr15、在相對(duì)論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)表明運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢。如果一個(gè)飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測(cè)量飛船上的時(shí)間流逝速度與地球上的時(shí)間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/5二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋一下在靜電場(chǎng)中，為什么處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零？并說明此時(shí)導(dǎo)體表面的電荷分布有何特點(diǎn)？2、（本題5分）分析量子力學(xué)中的散射理論的概念及應(yīng)用，探討散射理論在量子力學(xué)中的重要意義。3、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述狹義相對(duì)論中的時(shí)間膨脹效應(yīng)，推導(dǎo)其數(shù)學(xué)表達(dá)式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘測(cè)量中的應(yīng)用。4、（本題5分）解釋在電磁學(xué)中電磁波的偏振特性，說明其產(chǎn)生原因和在通信中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）熱力學(xué)中的熱力學(xué)第三定律對(duì)低溫物理和化學(xué)平衡有重要影響，深入探討熱力學(xué)第三定律的表述、物理意義以及在低溫物性研究和化學(xué)反應(yīng)平衡計(jì)算中的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述狹義相對(duì)論中的相對(duì)論力學(xué)中的動(dòng)能和勢(shì)能，分析其與經(jīng)典力學(xué)的區(qū)別和聯(lián)系，以及在高能粒子加速和碰撞中的應(yīng)用。3、（本題5分）分析熱力學(xué)中的混合過程和熵增原理，論述混合物的熱力學(xué)性質(zhì)、熵的計(jì)算方法，以及熵增原理在判斷化學(xué)反應(yīng)和過程方向性中的應(yīng)用和限制。4、（本題5分）詳細(xì)研究波動(dòng)光學(xué)中的光柵衍射實(shí)驗(yàn)，探討實(shí)驗(yàn)原理、光柵方程和在光譜分析、光通信編碼中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述狹義相對(duì)論中的相對(duì)論多普勒效應(yīng)，解釋其物理意義、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和在天文學(xué)、光譜學(xué)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）一個(gè)帶電量為Q、半徑為R的均勻帶電球面，球心處有一點(diǎn)電荷q。求球內(nèi)外的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)分布。2、（本題10分）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為0.5mm，縫到屏的距離為2m，入射光波長(zhǎng)為600nm。求相鄰明條紋的間距和第5級(jí)明條紋到中央明條紋的距離。3、（本題10分）在一個(gè)折射率為n的介質(zhì)中，有一束光從A點(diǎn)