華東理工大學(xué)《光學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁華東理工大學(xué)

《光學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、對于原子物理學(xué)，氫原子從高能級向低能級躍遷時會發(fā)射光子，若從n=3的能級躍遷到n=1的能級，發(fā)射的光子頻率是多少？（）A.由能級差決定B.固定不變C.與原子種類有關(guān)D.無法計算2、在牛頓力學(xué)的研究中，物體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經(jīng)過時間t后，它的速度會發(fā)生變化。以下關(guān)于速度變化量的計算，哪個公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt3、在靜電場的高斯定理應(yīng)用中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，通過高斯面計算電場強度時，與高斯面的半徑有怎樣的關(guān)系？（）A.電場強度與高斯面半徑成正比B.電場強度與高斯面半徑成反比C.電場強度與高斯面半徑的平方成正比D.在球外，電場強度與高斯面半徑的平方成反比4、對于近代物理實驗中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實驗規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的強度成正比，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)的實驗規(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，需要進一步修正5、關(guān)于自感和互感現(xiàn)象，以下對于自感系數(shù)、互感系數(shù)的影響因素以及自感和互感在電路中的作用和應(yīng)用的理解，不正確的是（）A.自感系數(shù)與線圈的匝數(shù)、形狀和是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個線圈的相對位置和匝數(shù)有關(guān)C.自感現(xiàn)象總是阻礙電流的變化D.互感現(xiàn)象在變壓器中沒有作用6、在相對論中，一個物體的運動速度接近光速時，其長度會發(fā)生收縮。以下關(guān)于長度收縮效應(yīng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運動方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對于靜止的觀察者，物體的長度會變短D.長度收縮是一種視覺錯覺，實際上物體的長度不變7、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/48、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過程，以下哪個物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強D.熵9、在相對論的研究中，時間膨脹效應(yīng)是一個關(guān)鍵概念。一個靜止時長為t0的時鐘，放在以速度v運動的飛船上，地面上的觀察者測得的時鐘時間t會如何變化？（）A.t<t0B.t=t0C.t>t0D.與v的大小無關(guān)10、在電磁學(xué)的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時，哪個物理量是相同的？（）A.波長B.波速C.頻率D.能量11、在熱學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是一種特殊的熱力學(xué)過程。以下關(guān)于絕熱過程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.絕熱壓縮時，溫度升高，壓強增大B.絕熱膨脹時，溫度降低，壓強減小C.絕熱過程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過程中12、在研究狹義相對論時，當(dāng)一個物體以接近光速的速度運動時，以下哪個物理量會發(fā)生顯著的變化？（）A.質(zhì)量B.長度C.時間D.以上物理量都會13、在剛體力學(xué)中，一均勻細(xì)棒可繞通過其一端的光滑固定軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)棒從水平位置自由下擺到豎直位置的過程中，其角速度和角加速度如何變化？（）A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度減小C.角速度減小，角加速度減小D.角速度減小，角加速度增大14、在研究氣體分子運動時，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15、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，反射角會如何變化？（）A.不變B.減小C.增大D.先增大后減小16、在光學(xué)成像中，薄透鏡成像公式描述了物距、像距和焦距之間的關(guān)系。以下關(guān)于薄透鏡成像的特點，不準(zhǔn)確的是？（）A.當(dāng)物距大于兩倍焦距時，成倒立縮小的實像B.當(dāng)物距等于焦距時，不能成像C.像的大小和正倒只與物距有關(guān)，與焦距無關(guān)D.薄透鏡可以成實像也可以成虛像17、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質(zhì)量會隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一（）18、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(guān)。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19、在研究物體的運動時，我們常常需要考慮力的作用。一個質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經(jīng)過時間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變?yōu)?F，其他條件不變，物體達到速度v所需的時間會如何變化？（）A.時間不變B.時間縮短為原來的一半C.時間縮短為原來的四分之一D.無法確定20、在研究磁場對電流的作用時，安培力的大小可以用公式F=BIL計算。如果電流方向與磁場方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設(shè)B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）結(jié)合量子力學(xué)中的不確定性原理，解釋其物理內(nèi)涵，推導(dǎo)位置和動量、能量和時間的不確定關(guān)系，并舉例說明其應(yīng)用。2、（本題5分）說明駐波的形成條件及特點，探討駐波在聲學(xué)和光學(xué)中的應(yīng)用。3、（本題5分）簡述磁場線的特點及性質(zhì)，分析磁場線在磁場描述中的作用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個折射率為1.5的玻璃磚上方，有一束與玻璃磚上表面成45°角的光線入射，光線在玻璃磚中的折射角為30°。已知玻璃磚的厚度為d，計算光線在玻璃磚中傳播的時間。2、（本題5分）一長直導(dǎo)線通有電流I1，在其附近有一矩形線圈，邊長分別為L1和L2，線圈與導(dǎo)線共面，且矩形的一邊與導(dǎo)線平行，距離為d。當(dāng)導(dǎo)線中的電流以恒定速率增加時，求線圈中的感應(yīng)電動勢。3、（本題5分）在一個LC并聯(lián)諧振電路中，已知電容C=50pF，電感L=20μH，電源電流I=1mA。求電路的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)以及諧振時電容和電感中的電流。4、（本題5分）一理想氣體進行卡諾循環(huán)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，求循環(huán)效率。5、（本題5分）在一個半徑為R的光滑半球形碗內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球在碗內(nèi)的最低點獲得一個初速度v，使其能夠在碗內(nèi)做圓周運動