西北大學(xué)《光學(xué)》2022-2023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2頁，共2頁西北大學(xué)

《光學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、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、對(duì)于光的折射現(xiàn)象，當(dāng)一束光從空氣斜射入水中時(shí)，以下關(guān)于入射角、折射角以及光速變化的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.入射角大于折射角B.光在水中的傳播速度變慢C.折射角的大小取決于入射角和兩種介質(zhì)的折射率D.入射角增大時(shí)，折射角不變2、對(duì)于靜電場(chǎng)的性質(zhì)，以下關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念以及它們之間的關(guān)系，哪一個(gè)是正確的？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是指向電勢(shì)降低的方向B.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)沒有直接關(guān)系，它們分別獨(dú)立描述電場(chǎng)的不同特性，電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高C.電勢(shì)的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小成正比，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)也一定為零D.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是標(biāo)量，它們的疊加遵循代數(shù)相加的原則3、對(duì)于電磁振蕩，在LC振蕩電路中，電容器放電完畢時(shí)，以下哪個(gè)物理量達(dá)到最大值？（）A.電容器的電荷量B.電路中的電流C.電感中的自感電動(dòng)勢(shì)D.電容器兩極板間的電壓4、對(duì)于電容和電容器，以下關(guān)于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質(zhì)的關(guān)系，以及電容器的充電和放電過程的理解，不準(zhǔn)確的是（）A.電容與極板面積成正比，與極板間距成反比B.介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容越大C.電容器充電時(shí)電流逐漸減小，放電時(shí)電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無關(guān)5、關(guān)于自感和互感現(xiàn)象，以下對(duì)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(gè)線圈的相對(duì)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、在光學(xué)的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)具有重要意義。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關(guān)系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D7、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場(chǎng)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、在熱力學(xué)過程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，經(jīng)過絕熱膨脹后，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定9、在電磁學(xué)領(lǐng)域，法拉第電磁感應(yīng)定律描述了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化之間的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)閉合線圈在均勻磁場(chǎng)中以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大一倍，而線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不變，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變10、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對(duì)折后接入同一電源，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q11、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12、在靜電場(chǎng)的研究中，電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是兩個(gè)重要的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)一定為零嗎？（）A.一定為零B.一定不為零C.可能為零，也可能不為零D.取決于點(diǎn)電荷的電荷量13、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14、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)無限長直載流導(dǎo)線，通過安培環(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15、在相對(duì)論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會(huì)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(duì)于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%16、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17、在波動(dòng)光學(xué)中，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對(duì)于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長有關(guān)C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測(cè)光學(xué)元件表面的平整度18、對(duì)于波動(dòng)光學(xué)中的薄膜干涉現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和條紋特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.薄膜干涉要求薄膜厚度均勻，且入射光必須是單色光，干涉條紋是等間距的明暗相間條紋B.薄膜干涉發(fā)生在薄膜的上、下表面反射光相遇時(shí)，薄膜厚度不均勻會(huì)導(dǎo)致條紋彎曲，條紋的明暗取決于光程差C.薄膜干涉只在特定的薄膜材料和入射角度下才能發(fā)生，條紋的間距和顏色與薄膜的性質(zhì)無關(guān)D.薄膜干涉現(xiàn)象復(fù)雜且難以觀察，在實(shí)際應(yīng)用中沒有太大價(jià)值19、在波動(dòng)光學(xué)中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強(qiáng)度B.可以通過偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對(duì)所有光學(xué)儀器的性能都沒有影響20、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。如果磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，而其他條件不變，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說明原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)及玻爾理論的主要內(nèi)容，分析玻爾理論在原子物理學(xué)中的地位。2、（本題5分）分析多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，舉例說明多普勒效應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋相對(duì)論中的時(shí)間膨脹效應(yīng)，即在不同參考系中觀察到的時(shí)間流逝速度不同的現(xiàn)象，并說明其產(chǎn)生的原因和在高速運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)半徑為R的金屬球，帶電量為Q，球外有一點(diǎn)電荷q，距離球心為r（r>R）。計(jì)算點(diǎn)電荷受到的庫侖力，并分析當(dāng)球的電量和點(diǎn)電荷位置變化時(shí)力的變化。2、（本題5分）在一個(gè)光滑的斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，斜面的傾角為θ，物體從斜面頂端由靜止下滑，經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)斜面底端。已知斜面長度為L，重力加速度為g，計(jì)算物體到達(dá)底端時(shí)的速度大小。3、（本題5分）在一個(gè)LC串聯(lián)電路中，電感L=0.2H，電容C=2×10^(-6)F，電源電壓U=100V，角頻率ω=1000rad/s。計(jì)算電路中的電流、電感電壓和電容電壓。4、（本題5分）一電子在均勻磁場(chǎng)中做螺旋運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，電子的初速度與磁場(chǎng)方向夾角為θ。計(jì)算電子的螺距和軌道半徑，并討論當(dāng)θ變化時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡的變化。5、（本題5分）一長直圓柱形導(dǎo)體，半徑為R