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頁南京工業大學

《應用光學》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三總分得分一、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、在波動學中，機械波的波速由介質的性質決定。對于在同一均勻介質中傳播的橫波和縱波，以下關于它們波速的比較，哪一項是正確的？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、在熱力學第二定律的探討中，熱機的效率存在一定的限制。對于一個在兩個恒溫熱源之間工作的卡諾熱機，高溫熱源溫度為T1，低溫熱源溫度為T2，以下關于其效率η的表達式，哪個是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T13、在熱學中，理想氣體的內能只與溫度有關，與體積和壓強無關，以下哪種過程中理想氣體的內能會增加？A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹4、對于狹義相對論中的質能關系，以下關于其表達式和物理意義，哪一項是恰當的？A.質能關系為E=mc^2，表明質量和能量是相互獨立的物理量，沒有直接的聯系。B.質能關系指出能量和質量可以相互轉化，一定的質量對應著一定的能量，在核反應等過程中得到了廣泛的驗證。C.質能關系只適用于高速運動的物體，對于低速運動的物體，質量和能量的關系可以忽略不計。D.質能關系中的光速c是一個可以變化的量，取決于參考系的選擇。5、在剛體力學中，對于轉動動能和轉動慣量的計算，以及定軸轉動的動能定理和機械能守恒定律的應用，以下說法不正確的是（）A.轉動動能等于轉動慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉動的動能定理適用于剛體的變速轉動C.只有保守力做功時，剛體定軸轉動的機械能守恒D.剛體的轉動慣量與轉動軸的位置無關6、在量子力學的范疇中，考慮一個處于定態的微觀粒子。若其波函數為ψ(x)，則在某一位置x處發現粒子的概率密度與波函數的模的平方成正比。以下關于概率密度的描述，哪一項是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數的相位對概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測量的時間無關7、關于熱力學過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強變化、內能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強增加較快B.等溫壓縮過程內能不變C.絕熱壓縮過程外界對系統做功全部轉化為內能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同8、在剛體力學的研究中，轉動慣量是描述剛體轉動特性的重要物理量。對于一個質量分布均勻的細圓環，其半徑為R，質量為M，關于其繞圓心軸的轉動慣量，以下哪個表達式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR29、在電學中，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、電壓和電場強度會如何變化？A.電容減小，電壓增大，電場強度不變B.電容增大，電壓減小，電場強度減小C.電容不變，電壓不變，電場強度不變D.電容減小，電壓不變，電場強度減小10、對于熱力學定律，以下哪種過程違反了熱力學第二定律？A.熱從高溫物體自發傳給低溫物體B.機械能全部轉化為內能C.內能全部轉化為機械能而不引起其他變化D.氣體向真空自由膨脹11、關于理想氣體的狀態方程，對于一定質量的理想氣體在不同狀態下壓強、體積和溫度的關系，以下說法錯誤的是（）A.當溫度不變時，壓強與體積成反比B.當體積不變時，壓強與溫度成正比C.當壓強不變時，體積與溫度成正比D.狀態方程只適用于高溫高壓的氣體12、在電場的高斯定理的理解中，關于其表述和適用條件，以下哪種說法是恰當的？A.電場的高斯定理表明，通過任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場。B.高斯定理適用于任何電場，包括變化的電場，但對于非對稱的電場，應用高斯定理求解電場強度比較困難。C.電場的高斯定理可以直接求出任意電場中某點的電場強度，不需要考慮電場的對稱性。D.高斯定理只適用于均勻電場，對于非均勻電場無法應用。13、在相對論力學中，物體的質量會隨著速度的增加而增大。當一個物體的速度接近光速的一半時，其質量相對于靜止質量增大的比例大約是多少？A.10%B.15%C.20%D.25%14、在電磁感應現象中，感應電流的方向可以用楞次定律來判斷。當穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向的關系是：A.相同B.相反C.垂直D.無法確定15、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。以下關于同時的相對性的理解，不準確的是？A.在一個慣性系中同時發生的兩個事件，在另一個慣性系中可能不同時發生B.同時的相對性是光速不變原理的必然結果C.同時的相對性只在高速運動的情況下才明顯，低速時可以忽略D.同時的相對性意味著不存在絕對的同時性16、在相對論中，考慮兩個相對運動的慣性系S和S'，在S系中同時發生的兩個事件，在S'系中觀測可能不同時發生。以下關于這種時間相對性的解釋，哪一項是不正確的？（）A.時間的相對性是由光速不變原理導致的B.可以通過洛倫茲變換來計算時間的差異C.這種時間差異只在高速運動時才明顯D.時間的相對性與觀察者的位置無關17、在靜電場的高斯定理中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關于通過球面的電通量，哪一項分析是不準確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無關C.可以通過高斯定理計算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關18、在光學的薄膜干涉現象中，一束光在薄膜上下表面反射后發生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長為λ。以下關于干涉條紋的條件，哪一項推導是不正確的？（）A.可以通過光程差的計算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數倍時出現亮條紋C.薄膜厚度的變化會導致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強度有關19、在研究氣體分子運動時，麥克斯韋速率分布函數能夠描述氣體分子的速率分布情況。對于一定質量的理想氣體，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20、在電學實驗中，測量電阻的方法有多種。以下關于伏安法測電阻的誤差分析，不準確的是？A.電流表內接法適用于測量大電阻，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，測量值總是大于真實值D.合理選擇測量電路可以減小誤差二、簡答題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在研究熱力學過程時，等壓過程、等容過程和等溫過程的特點分別是什么？如何通過理想氣體狀態方程分析這些過程中的能量變化？2、（本題10分）在研究剛體的定軸轉動時，轉動慣量是一個關鍵的物理量。請解釋轉動慣量的物理意義，說明其與剛體的質量分布和轉軸位置的關系，并舉例說明其在實際問題中的應用。3、（本題10分）在相對論中，質速關系表明物體的質量會隨著速度的增加而增大。請從相對論的基本原理出發，推導質速關系的公式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高能物理實驗中的應用。4、（本題10分）在相對