自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁遼寧大學

《信息光學》2021-2022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一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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、在狹義相對論中，對于同時的相對性概念，以下關于在不同慣性參考系中觀察兩個事件是否同時發生的判斷，描述不準確的是（）A.在一個參考系中同時發生的兩個事件，在另一個參考系中一定不同時發生B.同時的相對性是由于光速不變原理導致的C.當兩個參考系的相對速度較小時，同時的相對性不明顯D.同時的相對性與觀察者的運動狀態有關2、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°3、對于電容和電容器，以下關于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質的關系，以及電容器的充電和放電過程的理解，不準確的是（）A.電容與極板面積成正比，與極板間距成反比B.介質的介電常數越大，電容越大C.電容器充電時電流逐漸減小，放電時電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無關4、在量子力學的隧道效應中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關？（）A.只與勢壘高度有關B.只與勢壘寬度有關C.與勢壘高度和寬度都有關D.與粒子的速度有關5、對于流體力學的知識，以下關于伯努利方程及其在實際流體中的應用限制，哪一個是正確的？（）A.伯努利方程表明，在理想流體中，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，但該方程在粘性流體中完全不適用B.伯努利方程適用于任何流體的穩定流動，不受流體性質和流動條件的限制C.伯努利方程在實際流體中應用時，需要考慮流體的粘性、可壓縮性和能量損失等因素，其結果往往是近似的D.伯努利方程只適用于水平管道中的流體流動，對于垂直或傾斜管道則無法應用6、在熱學中，理想氣體的內能只與溫度有關。以下關于理想氣體內能的變化，不準確的是？（）A.一定質量的理想氣體，溫度升高，內能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹，內能一定減小C.理想氣體等壓壓縮，內能一定減小D.理想氣體等溫變化，內能一定不變，但對外做功7、在熱學中，熱傳遞的方式包括傳導、對流和輻射。一個高溫物體與低溫物體接觸，通過熱傳導進行熱量傳遞。若高溫物體與低溫物體的接觸面積增大一倍，熱傳導的速率會如何變化？（）A.速率不變B.速率增大一倍C.速率增大兩倍D.速率增大四倍8、在電磁感應現象中，一個閉合回路中的磁通量發生變化時會產生感應電動勢，以下哪種情況會導致磁通量發生變化？（）A.磁場強度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場強度改變C.磁場強度和回路面積同時改變D.以上情況均可9、在光學的衍射現象中，單縫衍射的條紋分布具有一定的規律。當單縫寬度變窄時，中央明紋的寬度會如何變化？（）A.變窄B.變寬C.不變D.先變寬后變窄10、在光學的研究范疇，光的折射現象遵循一定的規律。當一束光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角為i，折射角為r。以下哪個公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr11、在靜電場中，電勢是描述電場能的性質的物理量。對于一個點電荷產生的電場，距離點電荷越遠，電勢如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低12、在靜電場中，一個帶電量為Q的點電荷周圍存在電場。若在距離點電荷r處放置一個試探電荷q，以下關于試探電荷所受電場力的大小和方向，哪一項說法是不正確的？（）A.電場力的大小與r的平方成反比B.電場力的方向沿兩點電荷連線且背離點電荷C.可以根據庫侖定律計算電場力的大小D.電場力的大小與試探電荷的電量成正比13、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經過時間2T后，未衰變的原子核數目占原原子核數目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/1614、在研究磁場對電流的作用時，安培力的大小可以用公式F=BIL計算。如果電流方向與磁場方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F15、在電磁學中，安培環路定理用于計算磁場的分布。對于一個無限長直載流導線，通過安培環路定理計算其周圍的磁場強度，與到導線距離的關系是怎樣的？（）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二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在相對論性質量和能量的關系中，論述質能方程的推導過程，分析質量和能量的轉化機制，并舉例說明其在核反應中的應用。2、（本題5分）說明量子力學中的量子密鑰分發的原理及應用，分析量子密鑰分發在量子通信中的重要意義。3、（本題5分）對于一個串聯電路，已知各個電阻的阻值和電源電壓，如何計算電路中的電流、各個電阻兩端的電壓以及電路消耗的總功率？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）從物理原理出發，分析表面張力和毛細現象，包括表面張力的產生原因、數學描述，以及毛細現象在日常生活和工業中的應用和實例。2、（本題5分）深入探討量子力學中的泡利不相容原理，解釋其物理意義和在原子結構、元素周期表等方面的重要應用。3、（本題5分）分析量子力學中的算符和本征值問題，論述算符的物理意義、本征值和本征函數的求解方法，以及算符在描述物理量和量子態中的作用和應用。4、（本題5分）論述光學儀器如顯微鏡、望遠鏡的工作原理及發展歷程，分析其在科學研究中的作用。5、（本題5分）詳細研究量子力學中的薛定諤方程，解釋其物理意義、數學形式以及在求解微觀粒子狀態和波函數中的應用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在均勻磁場B中，有一長度為l的金屬棒以速度v垂直于磁場方向運動。已知磁場的磁感應強度為B=0.5T，金屬棒長度l=0.3m，速度v=5m/s。計算金屬棒兩端的感應電動勢。2、（本題10分）一絕熱容器中，有一可自由移動的絕熱活塞將容器分為兩部分，左部分體積為V1，壓強為P1，溫度為T1，右部分體