青海師范大學(xué)《光學(xué)》2021-2022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頁青海師范大學(xué)《光學(xué)》

2021-2022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、在波動(dòng)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、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3、在熱力學(xué)過程中，可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否存在耗散。一個(gè)熱機(jī)經(jīng)歷可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)，哪種循環(huán)的效率更高？（）A.可逆循環(huán)B.不可逆循環(huán)C.效率相同D.取決于工作物質(zhì)4、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中，W表示外界對系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能5、在靜電場中，電場強(qiáng)度的環(huán)流恒等于零，這反映了靜電場的什么性質(zhì)？（）A.有源無旋B.有旋無源C.有源有旋D.無源無旋6、對于波動(dòng)光學(xué)，兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的光波在空間相遇會(huì)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(qiáng)會(huì)怎樣？（）A.最強(qiáng)B.最弱C.介于最強(qiáng)和最弱之間D.無法確定7、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線圈的電阻8、關(guān)于波動(dòng)方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動(dòng)方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動(dòng)方程描述了任意時(shí)刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動(dòng)方程C.波動(dòng)方程中的相位表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的狀態(tài)D.波動(dòng)方程只適用于機(jī)械波9、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(huì)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、在光學(xué)的折射定律應(yīng)用中，一束光從玻璃射入水中，已知玻璃的折射率大于水的折射率。入射角為45°，折射角可能是多少？（）A.30°B.45°C.60°D.90°11、在相對論中，長度收縮效應(yīng)是指物體沿運(yùn)動(dòng)方向的長度會(huì)變短。一個(gè)長度為L0的物體，在相對觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者測得的長度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無法確定12、在研究光的折射時(shí)，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率13、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個(gè)匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)如何變化？（）A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半14、對于相對論性動(dòng)能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能趨于無窮大D.動(dòng)能增長速度逐漸變慢15、在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用分光計(jì)測量三棱鏡的頂角。若測量過程中存在偏心誤差，以下關(guān)于對測量結(jié)果的影響及修正方法，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.偏心誤差會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果偏大或偏小B.可以通過多次測量取平均值來減小偏心誤差的影響C.了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理有助于分析偏心誤差D.偏心誤差無法通過任何方法修正二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，位移電流的引入對于完善麥克斯韋方程組具有重要意義。請解釋位移電流的物理意義和表達(dá)式，說明其與傳導(dǎo)電流的異同，并舉例說明位移電流在電磁波傳播中的作用。2、（本題5分）結(jié)合電磁感應(yīng)現(xiàn)象，分析法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式、物理意義，以及在發(fā)電機(jī)和變壓器工作原理中的體現(xiàn)。3、（本題5分）說明放射性衰變的半衰期的概念及計(jì)算方法，分析半衰期在核物理學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）在熱力學(xué)第一定律中，闡述內(nèi)能、功和熱量之間的關(guān)系。并以一個(gè)具體的熱力學(xué)過程為例，說明如何應(yīng)用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行分析和計(jì)算？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述量子力學(xué)中的不確定性原理，分析其對微觀粒子測量和物理過程的限制以及對我們理解自然界的影響。2、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波傳播特性對于通信技術(shù)至關(guān)重要，分析電磁波的極化、色散等特性，論述其在無線電通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論速度變換公式，解釋其數(shù)學(xué)推導(dǎo)、物理意義以及在高速運(yùn)動(dòng)物體速度計(jì)算中的應(yīng)用。4、（本題5分）波動(dòng)光學(xué)中的相干光的產(chǎn)生和控制是干涉和衍射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，分析相干光源的實(shí)現(xiàn)方法、相干長度的概念和測量，以及在光學(xué)干涉測量中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的電磁波的偏振現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生機(jī)制、偏振態(tài)的分類和在光學(xué)通信、遙感等領(lǐng)域的應(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)在球坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)，其位置矢量為r=r(θ,φ)，求質(zhì)點(diǎn)的速度矢量和加速度矢量的表達(dá)式。2、（本題10分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電薄圓盤，面電荷密度為σ。計(jì)算圓盤軸線上距圓心為x處的電場強(qiáng)度，并分析當(dāng)x趨近于無窮遠(yuǎn)時(shí)電場強(qiáng)度的變化。3、（本題10分）一個(gè)單擺的擺長為0.80m，擺球質(zhì)量為0.20kg。將擺球拉至與豎直方向成60°角的