站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁河北大學工商學院《傅里葉光學》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關。一個帶正電的粒子在電場中運動，電場力做正功，粒子的電勢能會如何變化？（）A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小2、在相對論力學中，關于質點的動量和能量表達式與經典力學的差異，以下哪種說法是準確的？（）A.相對論力學中，質點的動量和能量表達式與經典力學完全相同，只是在高速情況下進行了修正B.相對論力學中，質點的動量和能量不再是簡單的線性關系，且能量與動量的平方成正比C.相對論力學中，質點的動量和能量表達式與速度無關，只與質量有關D.相對論力學中的動量和能量表達式在低速情況下與經典力學近似相等，在高速情況下則有顯著差異3、在研究動量守恒定律時，系統不受外力或所受合外力為零是重要條件。在光滑水平面上，兩個質量分別為m1和m2的小球發生正碰，碰撞前速度分別為v1和v2，碰撞后速度分別為v1'和v2'。若m1=m2，且碰撞為完全彈性碰撞，碰撞后兩球的速度會如何變化？（）A.v1'=v2，v2'=v1B.v1'=v1，v2'=v2C.v1'=0，v2'=v1+v2D.無法確定4、在光學的偏振現象中，一束自然光通過偏振片后變成了偏振光。若偏振片的透振方向與光的振動方向夾角為θ，以下關于透過偏振片后的光強，哪一項計算是不正確的？（）A.光強與cos2θ成正比B.當θ=0時，光強最大C.可以通過馬呂斯定律計算光強D.光強與入射光的波長有關5、在研究光的折射現象時，一束光線從空氣斜射入水中。假設入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關于折射角的大小，哪一項描述是不準確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數與光的波長無關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8、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9、關于相對論性質量，當一個物體的速度接近光速時，其質量會怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小10、在光學的反射定律中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內，反射光線和入射光線分居法線兩側，且反射角等于入射角。當入射角增大時，反射角會如何變化？（）A.不變B.減小C.增大D.先增大后減小11、在研究物體的運動時，我們常常需要考慮力的作用。一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經過時間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變為2F，其他條件不變，物體達到速度v所需的時間會如何變化？（）A.時間不變B.時間縮短為原來的一半C.時間縮短為原來的四分之一D.無法確定12、在近代物理學的發展中，黑體輻射現象引發了重要的理論突破。對于一個黑體，其單位面積在單位時間內輻射出的能量與波長和溫度有關。在一定溫度下，隨著波長的增加，輻射能量會如何變化？（）A.一直增加B.先增加后減小C.一直減小D.先減小后增加13、在熱學中，研究熱傳遞的方式包括熱傳導、熱對流和熱輻射。對于一個真空絕熱的容器，內部有兩個溫度不同的物體，它們之間主要通過哪種方式進行熱傳遞？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上都不是14、在電磁感應現象中，感應電動勢的大小與磁通量的變化率有關。一個匝數為N的線圈，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數增加到2N，其他條件不變，感應電動勢會如何變化？（）A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半15、在剛體的定軸轉動中，角動量守恒定律在很多情況下都適用。以下關于角動量守恒的條件，不準確的是？（）A.系統所受合外力矩為零B.系統所受合外力為零C.內力對轉軸的力矩之和為零D.角動量守恒定律在微觀和宏觀領域都適用16、在相對論中，對于一個高速運動的物體，其質量會隨著速度的增加而增大。當速度接近光速時，質量的增加趨勢是怎樣的？（）A.質量增加得越來越慢B.質量增加得越來越快C.質量保持不變D.質量先增加得快，后增加得慢17、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18、在光學的研究中，光的折射現象遵循一定的規律。對于一束光線從空氣斜射入水中，入射角為45度，已知水的折射率為1.33，那么折射角大約是多少度？（）A.30度B.32度C.35度D.40度19、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20、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21、在熱力學中，理想氣體的狀態方程反映了氣體的狀態參量之間的關系。以下關于理想氣體狀態方程適用條件的說法，不準確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計B.氣體分子之間沒有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強不太高的情況D.對任何氣體在任何條件下都適用22、在量子力學中，不確定關系限制了我們同時精確測量粒子的位置和動量。對于一個微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)23、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24、在熱力學第三定律的探討中，關于絕對零度不可達到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學第三定律指出，絕對零度可以通過有限的步驟達到，只是目前的技術還無法實現B.絕對零度不可達到意味著在任何過程中，系統的溫度都不可能降低到絕對零度，這反映了熱現象的方向性和有限性C.熱力學第三定律對實際的熱學過程沒有任何指導意義，只是一種理論上的假設D.絕對零度不可達到是因為在接近絕對零度時，物質的性質會發生奇異的變化，使得進一步降溫變得不可能25、在相對論力學中，對于物體的動能和質能關系，以下關于高速運動物體的動能表達式、質能方程的意義和應用的闡述，錯誤的是（）A.高速運動物體的動能不再是經典力學中的表達式B.質能方程表明質量和能量可以相互轉化C.質能方程為核能的利用提供了理論基礎D.物體的速度越大，其動能與經典力學計算結果差異越小二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在研究原子核的放射性衰變時，說明α衰變、β衰變和γ衰變的特點和規律，并舉例說明其在核醫學和考古學中的應用。2、（本題5分）在波動光學中，偏振光的干涉是一種特殊的干涉現象。請解釋偏振光干涉的原理和條件，說明其與普通光干涉的區別，并舉例說明其在應力分析和光學測量中的應用。3、（本題5分）在波動光學中，光柵衍射是一種重要的衍射現象。請解釋光柵衍射的原理，說明光柵常數對衍射條紋的影響，并舉例說明其在光譜分析和光通信中的應用。4、（本題5分）在相對論力學中，考慮一個高速運動的粒子與一個靜止的粒子發生碰撞。請分析在相對論框架下，碰撞前后能量和動量的守恒情況，并與經典力學中的結果進行比較。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個半徑為R的均勻帶電球體，電荷量為Q，球心處的電勢為φ0。計算距離球心為r（r<R）處的電勢。2、（本題5分）一個半徑為R的均勻帶電球體，電荷體密度為ρ。在球內距球心r處有一點電荷q。計算點電荷所受的電場力。3、（本題5分）一個邊長為a的正方形均勻帶電薄板，總電荷量為Q，在其中心上方距離為h處有一點P。已知薄板的邊長a、電荷量Q、距離h，求點P處的電場強度大小和方向。4、（本題5分）一根長為L、質量為M的均勻細桿，可繞通過其一端且與桿垂直的水平光滑固定軸O在豎直平面內轉動。初始時桿處于豎直位置，然后由靜止釋放，當桿轉到與水平方向成θ角時，求此時桿的角速度和角加速度。5、（本題5分）在楊氏雙縫干涉實驗中，用波長為λ1和λ2的兩種單色光分別照射，在屏上得到兩組干涉條紋。已知屏到雙縫的距離為D，雙縫間距為d。計算兩種光的條紋間距，并分析當波長差