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頁湖南工程職業技術學院

《光學實驗》2023-2024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30個小題，每小題1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、對于靜電場，一個帶正電的點電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運動？（）A.沿電場線方向加速運動B.沿電場線方向減速運動C.垂直電場線方向運動D.靜止不動2、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強度的大小。對于一個帶正電的點電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點電荷C.背離點電荷D.呈環形分布3、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4、對于近代物理實驗中的光電效應，以下關于其實驗規律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項是恰當的？（）A.光電效應中，光電子的最大初動能與入射光的強度成正比，與入射光的頻率無關，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現象B.光電效應的實驗規律包括存在截止頻率、光電子的瞬時發射等，愛因斯坦光電方程成功地解釋了這些規律，指出光具有粒子性C.光電效應表明光只是一種電磁波，其能量連續分布，與入射光的強度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應的部分現象，但存在諸多缺陷，需要進一步修正5、在電磁學的安培環路定理中，對于一個載有恒定電流的長直導線，若以導線為軸作一個半徑為r的圓形環路，當r<導線半徑時，環路上的磁感應強度大小與r的關系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無關6、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7、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無法比較8、在研究簡諧運動時，回復力的特點需要明確。一個做簡諧運動的物體，回復力大小與位移大小成正比，方向相反。當位移為最大位移的一半時，回復力的大小是最大回復力的多少倍？（）A.1/2B.√2/2C.1/√2D.1/49、在振動學中，簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關于簡諧振動的特征，不正確的是？（）A.回復力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關C.振動的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動一定是等幅振動，不存在阻尼10、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經典力學有很大差異，以下哪種說法能體現這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢11、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12、在波動光學中，薄膜干涉是一種常見的現象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發生干涉現象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定13、在靜電學的知識體系中，庫侖定律描述了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力。有兩個電荷量分別為q1和q2的點電荷，距離為r，它們之間的庫侖力大小如何計算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r214、在牛頓力學的研究中，物體的運動遵循一定的規律。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，它的速度會發生變化。以下關于速度變化量的計算，哪個公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt15、在牛頓力學的研究中，對于一個物體在光滑水平面上受到水平力作用時的運動情況，以下描述不準確的是（）A.物體的加速度與所受的力成正比B.力消失后，物體將保持勻速直線運動C.物體的速度會一直線性增加D.物體的質量越大，加速度越小16、在振動的合成中，兩個同方向、同頻率的簡諧振動合成后的振動仍然是簡諧振動。以下關于合振動的特點，不正確的是？（）A.合振動的振幅等于分振動振幅之和B.合振動的初相位由分振動的初相位決定C.當分振動的相位差為零時，合振動的振幅最大D.當分振動的相位差為π時，合振動的振幅最小17、在熱力學第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。對于一個熱機，從高溫熱源吸收的熱量為Q1，向低溫熱源放出的熱量為Q2，對外做功為W，如果該熱機的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J18、在近代物理中，盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型。在實驗中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他條件不變，那么散射角大于90度的α粒子數會如何變化？（）A.增多B.減少C.不變D.無法確定19、在光學的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關系。當一個物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時，所成的像的性質是怎樣的？（）A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像20、在研究簡諧振動時，一個質量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數增大，而其他條件不變。以下關于振動周期的變化，哪一項判斷是不準確的？（）（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數增大必然導致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關21、在熱學中，理想氣體的絕熱過程是一種特殊的熱力學過程。以下關于絕熱過程中氣體狀態參量的變化，不準確的是？（）A.絕熱壓縮時，溫度升高，壓強增大B.絕熱膨脹時，溫度降低，壓強減小C.絕熱過程中，氣體的內能保持不變D.絕熱過程中22、關于氣體分子運動論，對于理想氣體分子的速率分布規律，以下關于麥克斯韋速率分布函數的特點和意義的闡述，不正確的是（）A.麥克斯韋速率分布函數反映了氣體分子速率的分布情況B.溫度越高，氣體分子的平均速率越大C.最概然速率是指出現概率最大的速率D.氣體分子的速率可以無限大23、在量子力學的范疇內，對于一個處于定態的微觀粒子，其概率密度分布不隨時間改變，以下哪種說法能準確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動量能同時確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現的概率是恒定的D.粒子的運動狀態是不確定的24、在相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。在一個慣性系中同時發生的兩個事件，在另一個相對該慣性系運動的慣性系中觀察，這兩個事件是否一定同時發生？（）A.一定同時發生B.一定不同時發生C.可能同時發生，也可能不同時發生D.條件不足，無法判斷25、在研究平拋運動的實驗中，通過測量水平位移和豎直位移來計算初速度。如果實驗中忽略了空氣阻力的影響，實際測量的初速度會比真實值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定26、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.√3F27、在量子物理中，氫原子的能級是量子化的。當氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時，會發射出一個光子，該光子的波長大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm28、在熱力學第一定律的應用中，對于絕熱過程，以下關于其特點的描述，不正確的是？（）A.絕熱過程中，系統與外界沒有熱量交換B.絕熱膨脹時，系統內能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時，系統內能增加，溫度升高D.絕熱過程中，系統對外做功等于內能的減少量29、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，洛倫茲力起著決定性作用。一個帶電量為q、質量為m的粒子，以速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，做勻速圓周運動。若粒子的速度增大到2v，圓周運動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半30、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二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述相對論性量子力學中的狄拉克方程，解釋其物理意義、數學形式和與薛定諤方程的區別，以及狄拉克方程在描述電子等自旋為1/2粒子中的應用。2、（本題5分）詳細論述量子力學中的態疊加原理，解釋其物理概念、數學表述以及在解釋微觀粒子行為和量子態演化中的重要性和應用實例。3、（本題5分）論述流體力學中雷諾數的意義及應用，分析其在流體流動狀態判斷中的作用。4、（本題5分）全面論述電磁學中的電磁波的輻射和天線理論，分析其輻射原理、天線類型和在無線通信、雷達系統中的應用。5、（本題5分）詳細研究波動光學中的薄膜干涉現象，探討其產生條件、特點和在光學薄膜制備、干涉測量等領域的應用。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明量子力學中的量子隧穿時間的概念及研究意義，分析量子隧穿時間在量子力學中的重要性。2、（本題5分）對于一個帶電粒子在均勻磁場中運動的情況，請分別討論當粒子速度與磁場方向平行、垂直和夾角為任意角度時的運動軌跡，并解釋其原因？3、（本題5分）闡述牛頓第二定律在解決物體受力和運動狀態變化問題中的應用，舉例說明如何根據已知的力和物體的質量計算加速度，以及如何根據加速度和質量反推物體所受的合力。4、（本題5分）隨著光學晶體學的研究，探討晶體的對稱性、晶格結構和晶體光學性質之間的關系，以及在材料科學和光學器件中的應用。5、（本題5分）在研究光的折射現象時，當光從光密介質射向光疏介質，且入射角大于臨