西南交通大學(xué)《光電子學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實驗》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西南交通大學(xué)《光電子學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實驗》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在量子物理中，光子的能量與頻率有關(guān)。一個光子的頻率為ν，其能量為E。若光子的頻率變?yōu)?ν，能量會變?yōu)槎嗌伲浚ǎ〢.2EB.E/2C.4ED.E/42、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一個循環(huán)過程，其內(nèi)能的變化量是多少？（）A.大于零B.小于零C.等于零D.無法確定3、關(guān)于萬有引力定律，兩個質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)4、在量子物理中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動性和粒子性的關(guān)系，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動性和粒子性不能同時表現(xiàn)出來C.波動性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時考慮波動性和粒子性5、對于靜電場的性質(zhì)，以下關(guān)于電場強(qiáng)度和電勢的概念以及它們之間的關(guān)系，哪一個是正確的？（）A.電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量，電場強(qiáng)度的方向總是指向電勢降低的方向B.電場強(qiáng)度和電勢沒有直接關(guān)系，它們分別獨立描述電場的不同特性，電場強(qiáng)度大的地方電勢一定高C.電勢的大小與電場強(qiáng)度的大小成正比，電場強(qiáng)度為零的地方電勢也一定為零D.電場強(qiáng)度和電勢都是標(biāo)量，它們的疊加遵循代數(shù)相加的原則6、在電磁學(xué)中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導(dǎo)致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化7、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動慣量為I，角速度為ω。若對剛體施加一個恒定的合外力矩M，經(jīng)過一段時間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無關(guān)8、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是由麥克斯韋提出的。對于一個充滿均勻電介質(zhì)的平行板電容器，在充電過程中，位移電流與傳導(dǎo)電流的大小關(guān)系是怎樣的？（）A.位移電流大于傳導(dǎo)電流B.位移電流小于傳導(dǎo)電流C.位移電流等于傳導(dǎo)電流D.兩者大小沒有固定關(guān)系9、在牛頓力學(xué)的研究中，物體的運(yùn)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=mFt10、在量子物理中，泡利不相容原理是描述原子中電子排布的重要原理。以下關(guān)于泡利不相容原理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.解釋了原子的殼層結(jié)構(gòu)B.確定了每個原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測元素的化學(xué)性質(zhì)D.對原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響11、在靜電場中，高斯定理是一個非常重要的定理。以下關(guān)于高斯定理的應(yīng)用條件，不正確的是？（）A.電場必須是由對稱性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場具有高度的對稱性C.可以用于計算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場強(qiáng)度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過該曲面的電通量12、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程。已知氣體的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關(guān)于氣體體積變化量與其他物理量的關(guān)系，哪一項推導(dǎo)是不正確的？（）A.利用熱力學(xué)第一定律和等壓過程的特點進(jìn)行推導(dǎo)B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無關(guān)13、在狹義相對論中，時間膨脹效應(yīng)會導(dǎo)致高速運(yùn)動的時鐘走得比靜止時鐘慢。如果一個飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測到飛船上的時間流逝與地球上的時間流逝相比如何？（）A.飛船上的時間流逝更慢B.飛船上的時間流逝更快C.兩者時間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向14、在量子力學(xué)中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)的基本方程。對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足薛定諤方程，以下關(guān)于定態(tài)的說法正確的是：（）A.定態(tài)時粒子的能量不隨時間變化B.定態(tài)時粒子的位置不隨時間變化C.定態(tài)時粒子的速度不隨時間變化D.以上說法都不正確15、在電學(xué)中，一個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16、對于量子力學(xué)的基本概念，以下關(guān)于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.波粒二象性指出微觀粒子有時表現(xiàn)為粒子，有時表現(xiàn)為波，不確定性原理則限制了我們同時精確測量粒子的位置和動量B.波粒二象性意味著微觀粒子既是粒子又是波，不確定性原理表明我們可以同時精確測量粒子的位置和動量，但測量精度有限C.波粒二象性和不確定性原理只適用于微觀世界，對宏觀物體沒有任何意義D.微觀粒子的波粒二象性和不確定性原理是相互矛盾的，無法統(tǒng)一解釋微觀粒子的行為17、在原子核物理中，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。以下哪種原子核的比結(jié)合能最大？（）A.氫原子核B.氦原子核C.鈾原子核D.鐵原子核18、關(guān)于相對論性質(zhì)量，當(dāng)一個物體的速度接近光速時，其質(zhì)量會怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小19、對于自感現(xiàn)象，一個閉合回路中的電流發(fā)生變化時會產(chǎn)生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？（）A.電流變化率增大B.線圈匝數(shù)減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大20、在研究簡諧振動時，一個質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動周期的變化，哪一項判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關(guān)21、在電路分析的領(lǐng)域中，關(guān)于交流電路中電阻、電容和電感對電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.在交流電路中，電阻對電流和電壓的相位沒有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對電流和電壓的影響可以忽略不計，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關(guān)系與直流電路相同22、在剛體力學(xué)的研究中，關(guān)于剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律和轉(zhuǎn)動慣量的影響因素，以下哪種描述是準(zhǔn)確的？（）A.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉(zhuǎn)動慣量與角加速度的乘積，轉(zhuǎn)動慣量只與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)B.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律與牛頓第二定律類似，轉(zhuǎn)動慣量取決于剛體的質(zhì)量、形狀和轉(zhuǎn)軸位置，質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動慣量越大C.剛體的轉(zhuǎn)動慣量是一個固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉(zhuǎn)動定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉(zhuǎn)動D.剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律只適用于勻速轉(zhuǎn)動的情況，對于變速轉(zhuǎn)動則不適用，轉(zhuǎn)動慣量對剛體的轉(zhuǎn)動沒有實質(zhì)作用23、在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當(dāng)一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%24、關(guān)于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實驗中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小25、在熱學(xué)的熱傳遞過程中，以下哪種方式是通過微觀粒子的熱運(yùn)動來傳遞熱量的？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對流C.熱輻射D.以上方式均是26、在研究平拋運(yùn)動的實驗中，通過測量水平位移和豎直位移來計算初速度。如果實驗中忽略了空氣阻力的影響，實際測量的初速度會比真實值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定27、在熱學(xué)中，研究熱傳遞的方式包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。對于一個真空絕熱的容器，內(nèi)部有兩個溫度不同的物體，它們之間主要通過哪種方式進(jìn)行熱傳遞？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對流C.熱輻射D.以上都不是28、在相對論的理論框架下，關(guān)于時間膨脹和長度收縮效應(yīng)，以下哪種說法是正確的？（）A.時間膨脹和長度收縮效應(yīng)只存在于理論中，在實際生活中無法觀測到B.當(dāng)物體運(yùn)動速度接近光速時，會出現(xiàn)時間膨脹和長度收縮現(xiàn)象，且這種效應(yīng)是相對的，取決于觀察者的參考系C.時間膨脹和長度收縮效應(yīng)與物體的運(yùn)動速度無關(guān)，是一種恒定不變的物理現(xiàn)象D.相對論中的時間膨脹和長度收縮效應(yīng)違反了基本的物理規(guī)律，是不正確的29、對于固體物理的知識，以下關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和晶格振動的特點，哪一項是正確的？（）A.晶體具有規(guī)則的周期性結(jié)構(gòu)，晶格振動對晶體的熱學(xué)性質(zhì)沒有影響B(tài).晶體中的原子或分子在空間呈無序排列，晶格振動的頻率與晶體的彈性常數(shù)無關(guān)C.晶體結(jié)構(gòu)的類型眾多，晶格振動會導(dǎo)致晶體產(chǎn)生熱膨脹和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象D.晶格振動只在高溫下對晶體的性質(zhì)有作用，在低溫時可以忽略不計30、在電磁學(xué)中，磁場對運(yùn)動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關(guān)于洛倫茲力的特點，不準(zhǔn)確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運(yùn)動方向B.洛倫茲力不做功C.洛倫茲力的大小與電荷的速度成正比D.電荷在磁場中運(yùn)動時一定受到洛倫茲力二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討聲學(xué)中的聲子晶體，論述聲子晶體的能帶結(jié)構(gòu)、禁帶特性和聲波調(diào)控原理，以及聲子晶體在聲學(xué)濾波、隔振和聲學(xué)器件設(shè)計中的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的電磁波在不同介質(zhì)界面上的反射和折射規(guī)律，分析其數(shù)學(xué)表達(dá)式、物理條件和在光學(xué)薄膜設(shè)計、雷達(dá)探測中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)論述電動力學(xué)中的電磁波極化，解釋電磁波極化的類型、物理意義和數(shù)學(xué)描述，以及電磁波極化在通信、雷達(dá)和光學(xué)中的應(yīng)用和測量方法。4、（本題5分）在量子場論中，弦理論是一種試圖統(tǒng)一自然界基本相互作用的理論，闡述弦理論的基本假設(shè)、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和面臨的挑戰(zhàn)，以及在理論物理學(xué)中的地位和研究進(jìn)展。5、（本題5分）在相對論中，等效原理是理解廣義相對論的重要基礎(chǔ)，分析等效原理的內(nèi)容、實驗驗證以及在解釋引力現(xiàn)象和構(gòu)建廣義相對論中的關(guān)鍵作用。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在相對論中，討論相對論對時間和空間測量的相對性影響？2、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋定壓比熱容和定容比熱容的概念和區(qū)別？3、（本題5分）在光的折射現(xiàn)象中，當(dāng)光線從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，入射角和折射角的大小關(guān)系如何？若入射角逐漸增大，會發(fā)生什么現(xiàn)象？4、（本題5分）闡述晶體的缺陷類型及對晶體性質(zhì)的影響，分析晶體缺陷在材