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《光學發(fā)展與人類社會進步》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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(huán)形分布2、在電學實驗中，用歐姆表測量電阻時，需要進行調零操作。如果在測量前沒有進行調零，測量結果會比真實值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定3、在電磁學中，法拉第電磁感應定律揭示了電磁現象之間的重要聯系。以下關于法拉第電磁感應定律的描述，哪一項是不準確的？（）A.感應電動勢的大小與穿過閉合回路的磁通量的變化率成正比B.即使回路不閉合，只要磁通量發(fā)生變化，也會產生感應電動勢C.感應電動勢的方向總是阻礙磁通量的變化D.磁通量變化越快，感應電動勢就一定越大，與回路的電阻無關4、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運動。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數）。以下關于電子軌道能量的計算，哪一項是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關B.可以通過庫侖定律和圓周運動的規(guī)律計算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質量無關5、在量子力學的概念中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關于粒子的波動性和粒子性表現及相互關系的解釋，不正確的是（）A.電子在雙縫干涉實驗中表現出波動性B.微觀粒子的位置和動量可以同時精確測定C.粒子的波動性在某些條件下明顯，粒子性在另一些條件下明顯D.波粒二象性是微觀粒子的基本屬性6、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要概念。在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個相對運動的慣性系中是否一定同時發(fā)生？（）A.一定同時發(fā)生B.一定不同時發(fā)生C.可能同時發(fā)生，也可能不同時發(fā)生D.取決于兩個慣性系的相對速度大小7、在電磁學中，一個長直螺線管內部的磁場均勻分布。若已知螺線管的匝數、電流和長度，以下關于磁場強度的計算，哪一項是不準確的？（）A.磁場強度與電流成正比B.磁場強度與匝數成正比C.磁場強度與螺線管長度無關D.可以通過安培環(huán)路定理計算磁場強度8、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9、在電磁學的電磁波部分，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對于一個頻率為f的電磁波，其波長λ與頻率f的關系是怎樣的？（）A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f10、在波動光學的干涉和衍射實驗中，對于楊氏雙縫干涉實驗和夫瑯禾費單縫衍射實驗的裝置、條紋特點和物理意義，以下描述錯誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實驗中條紋等間距B.夫瑯禾費單縫衍射實驗中中央亮紋最寬C.兩個實驗都證明了光的波動性D.干涉和衍射現象不能同時發(fā)生11、在光學的衍射現象中，單縫衍射的條紋分布具有一定的規(guī)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12、在靜電場中，電場強度的環(huán)流恒等于零，這反映了靜電場的什么性質？（）A.有源無旋B.有旋無源C.有源有旋D.無源無旋13、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14、在熱力學中，理想氣體的內能只與溫度有關。一定質量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低15、在研究平拋運動時，水平方向和豎直方向的運動需要分別分析。一個物體以初速度v0水平拋出，經過時間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半16、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=BSω217、在量子物理的原子結構模型中，對于玻爾模型和量子力學模型的區(qū)別與聯系，以下關于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學模型中電子運動狀態(tài)用波函數描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子18、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.1/1619、在熱力學中，一定質量的理想氣體經歷等溫過程，以下哪個物理量保持不變？（）A.壓強B.體積C.內能D.溫度20、對于光學中的光的散射現象，以下關于瑞利散射和米氏散射的特點、產生條件以及在大氣光學中的應用，表述錯誤的是（）A.瑞利散射強度與波長的四次方成反比B.米氏散射的強度與波長關系不大C.天空呈現藍色是瑞利散射的結果D.光的散射現象對光通信沒有影響二、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密鑰分發(fā)的原理及應用，分析量子密鑰分發(fā)在量子通信中的重要意義。2、（本題5分）闡述在量子力學中薛定諤方程的地位和作用，說明其在描述微觀粒子狀態(tài)中的重要性。3、（本題5分）在量子物理中，解釋量子計算的基本原理和優(yōu)勢？4、（本題5分）在研究熱力學過程的圖像表示時，如P-V圖和T-S圖，說明如何通過圖像分析過程中的做功、吸熱和內能變化。5、（本題5分）在熱力學中，解釋熵的概念和物理意義。并以一個實際的熱力學過程為例，說明熵是如何變化的？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一長直圓柱形導體，半徑為R，通有均勻分布的電流I。求導體內部距軸線為r處的磁感應強度。2、（本題5分）一質量為m的物體在半徑為R的豎直圓形軌道上做圓周運動，求物體在最高點和最低點時的速度、加速度以及軌道對物體的作用力。3、（本題5分）一絕熱容器內有兩個用絕熱隔板隔開的部分，分別裝有壓強、體積和溫度不同的理想氣體。抽去隔板后，氣體達到平衡態(tài)。已知氣體的比熱容比為γ，計算平衡后的溫度和壓強。4、（本題5分）一彈簧振子，彈簧的勁度系數為k，物體的質量為m。振子在光滑水平面上做簡諧振動，振幅為A。求振動系統的總機械能。5、（本題5分）一個熱機從高溫熱源吸收熱量Q1，向低溫熱源放出熱量Q2，對外做功W。計算熱機的效率，并分析在不同工作條件下效率的變化。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）熱力學中的熱擴散現象在材料加工和熱傳遞中不可忽視，深入