站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)北京工業(yè)大學(xué)

《光學(xué)實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、關(guān)于萬有引力定律，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)2、在電磁學(xué)的電磁波理論中，對(duì)于電磁波的產(chǎn)生、傳播特性和應(yīng)用，以下關(guān)于電磁波的波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系以及電磁波在真空中和介質(zhì)中的傳播的描述，錯(cuò)誤的是（）A.電磁波的波速等于波長(zhǎng)與頻率的乘積B.電磁波在真空中的傳播速度是恒定的C.電磁波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)比在真空中長(zhǎng)D.不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同3、在研究靜電場(chǎng)的高斯定理時(shí)，通過一個(gè)閉合曲面的電通量與曲面內(nèi)包含的電荷量有什么關(guān)系？（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比4、在研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無關(guān)5、在剛體力學(xué)中，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，以及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動(dòng)C.只有保守力做功時(shí)，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無關(guān)6、對(duì)于熱力學(xué)第一定律，以下關(guān)于其表述以及在不同熱學(xué)過程中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.熱力學(xué)第一定律指出，熱量可以從低溫物體自發(fā)地傳遞到高溫物體，而不引起其他變化B.熱力學(xué)第一定律表明，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)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(yīng)用C.熱力學(xué)第一定律只適用于理想氣體的熱學(xué)過程，對(duì)于實(shí)際氣體和液體則不適用D.熱力學(xué)第一定律無法解釋熱機(jī)效率不能達(dá)到100%的原因7、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。一個(gè)絕熱封閉系統(tǒng)，內(nèi)部發(fā)生不可逆過程，系統(tǒng)的熵會(huì)怎樣變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少8、在研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無關(guān)9、在波動(dòng)光學(xué)中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強(qiáng)度B.可以通過偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對(duì)所有光學(xué)儀器的性能都沒有影響10、對(duì)于光的折射現(xiàn)象，當(dāng)一束光從空氣斜射入水中時(shí)，以下關(guān)于入射角、折射角以及光速變化的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.入射角大于折射角B.光在水中的傳播速度變慢C.折射角的大小取決于入射角和兩種介質(zhì)的折射率D.入射角增大時(shí)，折射角不變11、在相對(duì)論的框架下，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和影響因素的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.物體運(yùn)動(dòng)速度越快，長(zhǎng)度收縮越明顯B.時(shí)間膨脹只在接近光速時(shí)才顯著C.長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹與觀察者的參考系有關(guān)D.對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)物體，長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹可以忽略不計(jì)12、對(duì)于相對(duì)論性動(dòng)能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能趨于無窮大D.動(dòng)能增長(zhǎng)速度逐漸變慢13、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，安培力的大小與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電流與磁場(chǎng)的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ14、關(guān)于熱力學(xué)過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對(duì)于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強(qiáng)變化、內(nèi)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(qiáng)增加較快B.等溫壓縮過程內(nèi)能不變C.絕熱壓縮過程外界對(duì)系統(tǒng)做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同15、在波動(dòng)光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時(shí)保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會(huì)變小，因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計(jì)算條紋間距的變化C.光的波長(zhǎng)不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無關(guān)16、關(guān)于光的偏振現(xiàn)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(diǎn)？（）A.光的振動(dòng)方向在一個(gè)平面內(nèi)B.光的強(qiáng)度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長(zhǎng)發(fā)生變化17、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于臨界角，就會(huì)發(fā)生全反射。對(duì)于給定的兩種介質(zhì)，臨界角的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與光密介質(zhì)的折射率有關(guān)B.只與光疏介質(zhì)的折射率有關(guān)C.與兩種介質(zhì)的折射率都有關(guān)D.與光的頻率有關(guān)18、在相對(duì)論力學(xué)中，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)的差異，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)完全相同，只是在高速情況下進(jìn)行了修正B.相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量不再是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，且能量與動(dòng)量的平方成正比C.相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和能量表達(dá)式與速度無關(guān)，只與質(zhì)量有關(guān)D.相對(duì)論力學(xué)中的動(dòng)量和能量表達(dá)式在低速情況下與經(jīng)典力學(xué)近似相等，在高速情況下則有顯著差異19、在相對(duì)論力學(xué)中，相對(duì)論動(dòng)量和相對(duì)論能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有所不同。以下關(guān)于相對(duì)論動(dòng)量和能量的關(guān)系，不準(zhǔn)確的是？（）A.相對(duì)論能量和相對(duì)論動(dòng)量滿足一定的關(guān)系式B.當(dāng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論動(dòng)量和能量近似等于經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式C.相對(duì)論能量總是大于相對(duì)論動(dòng)量D.相對(duì)論動(dòng)量和能量的表達(dá)式只適用于高速運(yùn)動(dòng)的粒子20、在研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像時(shí)，圖像可以反映出振動(dòng)的特征。一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度21、關(guān)于自感和互感現(xiàn)象，以下對(duì)于自感系數(shù)、互感系數(shù)的影響因素以及自感和互感在電路中的作用和應(yīng)用的理解，不正確的是（）A.自感系數(shù)與線圈的匝數(shù)、形狀和是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對(duì)位置和匝數(shù)有關(guān)C.自感現(xiàn)象總是阻礙電流的變化D.互感現(xiàn)象在變壓器中沒有作用22、在熱學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是一種特殊的熱力學(xué)過程。以下關(guān)于絕熱過程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.絕熱壓縮時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大B.絕熱膨脹時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.絕熱過程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過程中23、在相對(duì)論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢(shì)，哪一（）24、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的研究中，一個(gè)質(zhì)量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若已知圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤的角動(dòng)量和動(dòng)能，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.角動(dòng)量等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積B.動(dòng)能可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的平方計(jì)算C.改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量不變D.圓盤的動(dòng)能與質(zhì)量分布的均勻程度無關(guān)25、在電場(chǎng)的學(xué)習(xí)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的概念至關(guān)重要。一個(gè)均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.電場(chǎng)強(qiáng)度增大一倍C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的一半D.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的四分之一二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）隨著量子場(chǎng)論的興起，探討量子場(chǎng)的概念、基本粒子的相互作用機(jī)制，以及量子場(chǎng)論在高能物理研究中的重要地位。2、（本題5分）分析理想氣體的微觀模型及統(tǒng)計(jì)規(guī)律，探討其在熱學(xué)中的重要意義。3、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋波的相干性的保持和破壞條件？4、（本題5分）闡述熱力學(xué)中的理想氣體的混合過程的特點(diǎn)及計(jì)算方法，分析混合過程在熱力學(xué)中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為r的均勻圓盤，繞通過圓心且垂直于盤面的軸以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，求圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和角動(dòng)量。2、（本題5分）一物體沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，其位置坐標(biāo)x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為x=3t^2-2t+5（單位：m，s）。求物體在t=2s時(shí)的速度和加速度。3、（本題5分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體，帶電荷量為Q，球心處放置一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷。求點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力，并分析當(dāng)Q和q的正負(fù)變化時(shí)電場(chǎng)力的方向。4、（本題5分）一個(gè)邊長(zhǎng)為0.20m的正方形閉合導(dǎo)線框，電阻為0.10Ω，垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以一邊為軸以2.0rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算線框中感應(yīng)電流的有效值和線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的焦耳熱。5、（本題5分）一均勻帶電圓環(huán)，半徑為R