學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁寶雞文理學院

《光學》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三總分得分批閱人一、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、在量子力學的發展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態隨時間變化的基本方程。以下關于薛定諤方程的性質，不準確的是？A.薛定諤方程是線性方程B.薛定諤方程的解是波函數C.薛定諤方程適用于所有微觀粒子D.薛定諤方程不包含相對論效應2、在狹義相對論中，時間膨脹效應會導致高速運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3、在量子力學中，對于一個微觀粒子的波函數，其歸一化條件的物理意義是什么？A.保證波函數的連續性B.保證波函數的單值性C.表示粒子在空間出現的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒4、在波動光學中，薄膜干涉是一種常見的現象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發生干涉現象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會如何變化？A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定5、在物理光學中，對于光的衍射現象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現象的應用的描述，錯誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長相當或更小時發生明顯衍射C.光的衍射現象證明了光具有波動性D.衍射現象在光學儀器的分辨率提高方面沒有作用6、在熱學中，理想氣體的內能只與溫度有關。一定質量的理想氣體，溫度升高了ΔT，內能增加了ΔU。若溫度再升高相同的ΔT，內能的增加量會如何變化？A.增加量不變B.增加量增大C.增加量減小D.無法確定7、在研究平拋運動時，水平方向和豎直方向的運動需要分別分析。一個物體以初速度v0水平拋出，經過時間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會如何變化？A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半8、在波動方程的推導和應用中，關于一維簡諧波的波動方程及其解的物理意義，以下哪種表述是準確的？A.一維簡諧波的波動方程描述了波的傳播規律，其解表示了在不同位置和時刻質點的位移，波速只與介質的性質有關。B.波動方程的解只取決于波源的振動情況，與介質的性質和傳播方向無關。C.一維簡諧波的波動方程可以用于描述任何形式的波，包括電磁波和機械波，其波速在不同介質中相同。D.波動方程的推導基于牛頓運動定律，只適用于機械波，對電磁波不適用。9、在光學的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？A.30°B.60°C.90°D.120°10、在狹義相對論中，長度收縮和時間膨脹效應是令人驚奇的現象。以下關于長度收縮和時間膨脹的描述，不準確的是？A.運動的物體在運動方向上長度會收縮B.運動的時鐘會變慢，即時間膨脹C.長度收縮和時間膨脹效應只在接近光速時才明顯D.長度收縮和時間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系11、在近代物理中，電子通過雙縫干涉實驗時表現出波動性，以下哪種解釋能說明這一現象？A.電子與雙縫邊緣發生碰撞B.電子在雙縫間發生折射C.電子的運動遵循概率波規律D.電子受到雙縫間電場的作用12、對于熱力學第一定律，以下關于其表述以及在不同熱學過程中的應用，哪一項是正確的？A.熱力學第一定律指出，熱量可以從低溫物體自發地傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。B.熱力學第一定律表明，一個熱力學系統的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功之和，在絕熱膨脹和等溫壓縮等過程中有著重要應用。C.熱力學第一定律只適用于理想氣體的熱學過程，對于實際氣體和液體則不適用。D.熱力學第一定律無法解釋熱機效率不能達到100%的原因。13、在近代物理中，關于電子的雙縫干涉實驗，當逐個發射電子時，以下關于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項是不準確的？（）A.隨著發射電子數量的增加，逐漸呈現出干涉條紋B.單個電子也能與自身發生干涉C.干涉條紋的出現表明電子具有波動性D.干涉條紋的位置和強度與電子的發射時間有關14、在電場的學習中，電場強度的概念至關重要。一個均勻帶電的圓環，圓心處的電場強度為E。若將圓環的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強度會如何變化？A.電場強度不變B.電場強度增大一倍C.電場強度減小為原來的一半D.電場強度減小為原來的四分之一15、在熱力學第二定律的探討中，關于熵增加原理及其在熱現象中的體現，以下哪種表述是正確的？A.熵增加原理指出，在任何自發的熱力學過程中，系統的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發地流向低溫物體。B.熵增加原理表明，封閉系統的熵不可能減少，熵的變化只與系統的初末狀態有關，與過程無關。C.雖然熵增加原理適用于大多數熱力學過程，但在某些特殊情況下，系統的熵可能會減少。D.熵增加原理只是一種理論假設，在實際的熱現象中無法得到驗證。16、關于光的偏振現象，自然光通過偏振片后變成偏振光，以下哪種說法能正確描述偏振光的特點？A.光的振動方向在一個平面內B.光的強度不變C.光的頻率發生變化D.光的波長發生變化17、在熱學中，一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程。已知氣體的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關于氣體體積變化量與其他物理量的關系，哪一項推導是不正確的？（）A.利用熱力學第一定律和等壓過程的特點進行推導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18、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規律。一個質量為m的衛星繞質量為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1/419、在光學儀器的原理分析中，關于顯微鏡和望遠鏡的放大原理和分辨本領，以下哪種說法是正確的？A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領取決于物鏡的數值孔徑；望遠鏡通過物鏡形成縮小的實像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領取決于目鏡的焦距。B.顯微鏡和望遠鏡的放大原理相同，都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領只與物鏡的質量有關。C.顯微鏡的放大倍數越高，分辨本領越強；望遠鏡的口徑越大，分辨本領越弱。D.顯微鏡和望遠鏡的分辨本領與入射光的波長、光學系統的缺陷等因素無關。20、對于自感現象，一個閉合回路中的電流發生變化時會產生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？A.電流變化率增大B.線圈匝數減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大二、簡答題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）請詳細闡述惠更斯-菲涅爾原理，解釋其在解釋光的傳播和衍射現象中的作用，并舉例說明其應用的局限性。2、（本題10分）在波動光學中，牛頓環是一種等厚干涉現象。請解釋牛頓環的形成原理和干涉條紋的特點，推導牛頓環半徑與光波長和透鏡曲率半徑的關系，并舉例說明其在光學精密測量中的應用。3、（本題10分）闡述機械波的產生條件及傳播特點，分析機械波在物理現象中的作用。4、（本題10分）在量子力學的自旋概念中，論述電子自旋的特性、自旋算符和自旋波函數，推導自旋與磁場的相互作用能，并舉例說明其在