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《近代光學(xué)測試技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全反射。對于某種介質(zhì)，臨界角為45度，當(dāng)入射角為60度時，反射光和折射光的強度比是多少？（）A.無窮大B.2:1C.1:1D.1:02、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對氣體做功D.氣體對外界做功3、在電磁學(xué)中，自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。一個電感為L的線圈，通過的電流為I。若電流在極短時間內(nèi)從I變?yōu)?，線圈兩端產(chǎn)生的自感電動勢的大小為多少？（）A.0B.LC.LID.無法確定4、在波動光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜是利用光的干涉原理來減少反射光，增加透射光。對于一種折射率為1.38的薄膜材料，要使其在波長為550nm的光下起到增透效果，薄膜的最小厚度應(yīng)該是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm5、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質(zhì)量會隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對論質(zhì)量公式來定量計算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)6、在熱力學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)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7、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質(zhì)量會隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一（）8、在研究靜電場的高斯定理時，通過一個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9、在光學(xué)領(lǐng)域，光的干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動性的重要表現(xiàn)。對于楊氏雙縫干涉實驗，以下關(guān)于干涉條紋特點的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無關(guān)D.當(dāng)雙縫間距減小時，條紋間距增大10、在熱力學(xué)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11、在電磁學(xué)領(lǐng)域，對于一個變化的磁場在其周圍空間產(chǎn)生的電場，以下關(guān)于該感應(yīng)電場的性質(zhì)和特點的說法，錯誤的是（）A.感應(yīng)電場的電場線是閉合曲線B.感應(yīng)電場的方向與磁場變化率的方向有關(guān)C.感應(yīng)電場的強度與磁場變化的快慢成正比D.感應(yīng)電場對處于其中的電荷不做功12、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)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(guān)？（）A.只與勢壘高度有關(guān)B.只與勢壘寬度有關(guān)C.與勢壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)13、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱過程。在此過程中，氣體對外做功，其內(nèi)能會發(fā)生怎樣的變化？（）A.內(nèi)能增加B.內(nèi)能不變C.內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化取決于氣體的種類14、在研究靜電平衡的導(dǎo)體時，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強度為零。如果在導(dǎo)體內(nèi)部放入一個電荷，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強度會如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對15、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強為I0，那么通過偏振片后的光強是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/8二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在波動學(xué)中，解釋弦線上橫波的傳播速度與弦線張力和線密度的關(guān)系？2、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋吉布斯自由能的物理意義和應(yīng)用？3、（本題5分）在波動光學(xué)中，薄膜干涉是一種常見的現(xiàn)象。請解釋薄膜干涉的原理，說明產(chǎn)生明條紋和暗條紋的條件，并舉例說明其在光學(xué)鍍膜和檢測表面平整度中的應(yīng)用。4、（本題5分）請詳細(xì)闡述狹義相對論中的時間膨脹效應(yīng)，推導(dǎo)其數(shù)學(xué)表達(dá)式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高速運動時鐘測量中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）牛頓力學(xué)中的碰撞問題在物理學(xué)和工程中經(jīng)常出現(xiàn)，論述完全彈性碰撞、非完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點、規(guī)律和能量轉(zhuǎn)化，以及在機械設(shè)計和粒子物理中的應(yīng)用。2、（本題5分）幾何光學(xué)中的光學(xué)纖維（光纖）利用全反射原理傳輸光信號，分析光纖的結(jié)構(gòu)、傳輸特性和損耗機制，論述在通信和傳感領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展趨勢。3、（本題5分）分析熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)和非平衡態(tài)的特點，討論其在熱傳遞和熱功轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。4、（本題5分）從物理學(xué)的角度探討牛頓運動定律，包括其適用范圍、局限性以及在解決實際力學(xué)問題中的應(yīng)用，并分析其與相對論力學(xué)的關(guān)系。5、（本題5分）在相對論中，引力波的探測是現(xiàn)代物理學(xué)的重要研究領(lǐng)域，分析引力波的產(chǎn)生機制、傳播特性和探測方法，以及引力波天文學(xué)的發(fā)展和意義。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一長直圓柱形導(dǎo)體，半徑為R，通有均勻分布的電流I。求導(dǎo)體內(nèi)部和外部的磁場強度分布。2、（本題10分）一個內(nèi)徑為r?、外徑為r?的均勻帶電圓環(huán)，電荷線密度為λ，求圓環(huán)軸線上任意一點的電場強度。3、（本題10分）一理想氣體進行絕熱自由膨脹，體積從V1增