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《光電探測器件與應用》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在相對論的理論框架下，關于時間膨脹和長度收縮效應，以下哪種說法是正確的？（）A.時間膨脹和長度收縮效應只存在于理論中，在實際生活中無法觀測到B.當物體運動速度接近光速時，會出現時間膨脹和長度收縮現象，且這種效應是相對的，取決于觀察者的參考系C.時間膨脹和長度收縮效應與物體的運動速度無關，是一種恒定不變的物理現象D.相對論中的時間膨脹和長度收縮效應違反了基本的物理規律，是不正確的2、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3、在波動光學中，光的衍射現象是常見的。當一束光通過一個狹縫時，會在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄4、在熱力學中，熵是一個反映系統混亂程度的物理量。以下關于熵的變化，不準確的是？（）A.在絕熱可逆過程中，熵不變B.在絕熱不可逆過程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統D.熵的變化只與初末狀態有關，與過程無關5、在熱力學中，熵是一個反映系統混亂程度的熱力學量。對于一個絕熱不可逆過程，系統的熵是如何變化的？（）A.不變B.減小C.增大D.可能增大也可能減小6、在電磁感應中，一個匝數為N的線圈在磁場中轉動，產生的感應電動勢的大小與以下哪個因素無關？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應強度C.線圈轉動的角速度D.線圈的電阻7、在波動學中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關于駐波的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節B.相鄰波節之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播8、在電磁學中，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9、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加。以下關于質速關系的理解，不準確的是？（）A.當物體的速度接近光速時，其質量會趨于無窮大B.質速關系是狹義相對論的重要推論之一C.質速關系說明在低速情況下，經典力學的質量概念仍然適用D.物體的質量增加是由于其動能的增加導致的10、在電磁感應現象中，一個匝數為N、面積為S的線圈在均勻磁場B中以角速度ω勻速轉動，產生的感應電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω211、對于波動光學，兩列頻率相同、振動方向相同、相位差恒定的光波在空間相遇會產生干涉現象，若兩束光的光程差為半波長的奇數倍，那么相遇處的光強會怎樣？（）A.最強B.最弱C.介于最強和最弱之間D.無法確定12、在電磁學的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時，哪個物理量是相同的？（）A.波長B.波速C.頻率D.能量13、在波動學中，駐波是兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但傳播速度相反的波疊加形成的。對于一根兩端固定的弦線上形成的駐波，在相鄰兩個波節之間的各點，振動的相位關系是怎樣的？（）A.相同B.相反C.依次相差90度D.依次相差180度14、在電磁學的磁場對電流的作用中，安培力的大小與電流強度、導線長度、磁感應強度以及電流與磁場的夾角有關。當電流與磁場垂直時，一段長度為L的直導線通有電流I，在磁感應強度為B的勻強磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ15、在研究電阻的串聯和并聯時，總電阻的計算方法不同。有三個電阻R1、R2、R3，分別為2Ω、3Ω、4Ω，將它們并聯，總電阻為多少？（）A.9/11ΩB.12/11ΩC.13/11ΩD.1Ω16、對于熱力學過程中的可逆過程和不可逆過程，以下關于其區別和判斷標準，哪一項是準確的？（）A.可逆過程和不可逆過程的區別在于過程是否能夠反向進行，只要能夠反向進行的過程就是可逆過程B.可逆過程是一種理想過程，在實際中不存在，不可逆過程則是普遍存在的，判斷標準是看過程是否引起了外界的變化C.可逆過程中系統和外界的熵都不變，不可逆過程中系統的熵增加，外界的熵不變D.可逆過程和不可逆過程的區別在于能量轉化的效率，效率高的是可逆過程，效率低的是不可逆過程17、在量子力學中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態的基本方程。對于一個處于定態的微觀粒子，其波函數滿足薛定諤方程，以下關于定態的說法正確的是：（）A.定態時粒子的能量不隨時間變化B.定態時粒子的位置不隨時間變化C.定態時粒子的速度不隨時間變化D.以上說法都不正確18、在電磁學的磁場中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產生的磁場。對于一段長度為L的直導線，通有電流I，距離導線為r處一點的磁感應強度大小與哪些因素有關？（）A.只與I和r有關B.只與I、r和L有關C.與I、r、L以及導線的形狀有關D.與I、r、L、導線的形狀以及周圍介質有關19、在電磁學領域，法拉第電磁感應定律描述了感應電動勢與磁通量變化之間的關系。當一個閉合線圈在均勻磁場中以恒定速度轉動時，如果磁場的磁感應強度突然增大一倍，而線圈的轉動速度不變，那么感應電動勢會發生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變20、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.絕熱膨脹二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在光的折射現象中，當光線從光疏介質射向光密介質時，入射角和折射角的大小關系如何？若入射角逐漸增大，會發生什么現象？2、（本題5分）說明波動光學中的半波損失現象及產生條件，分析半波損失在光學中的應用。3、（本題5分）在光學中，解釋光的折射和反射對光學器件性能的影響？4、（本題5分）狹義相對論中的時間膨脹效應表明，運動的時鐘會變慢。請從相對論的基本原理出發，推導時間膨脹的公式，并解釋其在高速運動中的實際應用。5、（本題5分）闡述狹義相對論中的質速關系，即物體的質量隨其速度的增加而增大的現象，并解釋其產生的原因和對物理現象的影響。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個折射率為1.4的三棱鏡，頂角為60°，一束白光垂直入射到棱鏡的一個側面上。求各色光在另一側出射時的折射角。2、（本題5分）一簡諧振動的表達式為x=Acos(ωt+φ)，已知在t1時刻的位移為x1，速度為v1，計算振動的振幅A、角頻率ω和初相φ。3、（本題5分）在均勻磁場B中，有一個直角三角形導體框，其中一條直角邊長度為l?，另一條直角邊長度為l?，導體框以角速度ω繞垂直于磁場的軸勻速轉動。計算導體框產生的感應電動勢的最大值和平均值。4、（本題5分）一質量為M、半徑為R的均勻圓盤，繞通過其中心且與盤面垂直的固定軸以角速度ω轉動。現對圓盤施加一恒定的力矩M，使其在t時間內停止轉動，求該力矩的大小。5、（本題5分）在一靜電場中，有一帶電粒子從點A運動到點B，電場力做功為W，已知粒子的電荷量為q，A、B兩點的電勢分別為φA和φB。計算粒子在A、B兩點的動能之差。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、