厦门软件职业技术学院《现代光学基础》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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厦门软件职业技术学院
《现代光学基础》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在量子物理中，不确定性原理限制了我们同时精确测量粒子的某些物理量。以下关于不确定性原理的表述，不正确的是？（ ）
A. 不能同时精确测量粒子的位置和动量 B. 不能同时精确测量粒子的能量和时间 C. 不确定性原理是由于测量技术的限制导致的 D. 不确定性原理反映了微观粒子的波动性

2、对于电磁振荡，在LC振荡电路中，电容器放电完毕时，以下哪个物理量达到最大值？（ ）
A. 电容器的电荷量
B. 电路中的电流
C. 电感中的自感电动势
D. 电容器两极板间的电压

3、在电场的学习中，电场强度的概念至关重要。一个均匀带电的圆环，圆心处的电场强度为 E 。若将圆环的半径增大一倍，电荷分布不变，圆心处的电场强度会如何变化？（ ）
A. 电场强度不变 B. 电场强度增大一倍 C. 电场强度减小为原来的一半 D. 电场强度减小为原来的四分之一

4、在相对论力学中，质能方程 E = mc² 揭示了质量和能量的等价性。以下关于质能方程的理解，不准确的是？（ ）
A. 质量和能量可以相互转化，且转化过程中总能量守恒 B. 静止物体也具有能量，其大小由质能方程给出 C. 质能方程表明质量就是能量，能量就是质量 D. 在核反应中，质量的亏损会释放出巨大的能量

5、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一个原子中，不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的量子态。那么在一个原子的同一轨道上，最多能容纳几个电子？（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

6、在光学的干涉和衍射实验中，光源的相干性对实验结果有重要影响。以下关于光源相干性的描述，不准确的是？（ ）
A. 相干性好的光源可以产生清晰的干涉和衍射条纹 B. 普通光源的相干性较差，因为其发光是随机的 C. 激光具有很好的相干性，适用于高精度的干涉和衍射实验 D. 光源的相干性只与光源的波长有关，与其他因素无关

7、在波动学中，一列沿 x 轴正方向传播的简谐波，其波速为 v ，波长为 λ ，周期为 T 。某一时刻的波形图如图所示。以下关于经过时间 t 后波形的移动距离，哪一项计算是不准确的？（ ）
A. 移动距离为 v t
B. 当 t = n T （n 为整数）时，波形不变
C. 移动距离与波长和周期无关
D. 可以通过波速和时间的乘积计算移动距离

8、在研究牛顿运动定律时，一个质量为m的物体在光滑水平面上受到一个水平恒力F的作用，经过时间t后，它的速度会发生怎样的变化？（ ）
A. 速度不变
B. 速度增加Ft/m
C. 速度增加F/mt
D. 速度增加mFt

9、在研究简谐振动时，一个质量为 m 的物体在弹簧的作用下做简谐振动，其振动方程为 x = A sin(ωt + φ) 。若弹簧的劲度系数增大，而其他条件不变。以下关于振动周期的变化，哪一项判断是不准确的？（ ）
A. 振动周期减小，因为周期与劲度系数的平方根成反比
B. 可以通过简谐振动的周期公式来分析周期的变化
C. 振幅不变的情况下，劲度系数增大必然导致周期缩短
D. 振动周期的变化与初始相位 φ 无关

10、在电磁学中，一个长直螺线管内部的磁场均匀分布。若已知螺线管的匝数、电流和长度，以下关于磁场强度的计算，哪一项是不准确的？（ ）
A. 磁场强度与电流成正比
B. 磁场强度与匝数成正比
C. 磁场强度与螺线管长度无关
D. 可以通过安培环路定理计算磁场强度

11、在研究物体的运动时，我们常常需要考虑力的作用。一个质量为 m 的物体在光滑水平面上受到一个水平恒力 F 的作用，经过时间 t 后，物体的速度从 0 增加到 v 。若力的大小变为 2F ，其他条件不变，物体达到速度 v 所需的时间会如何变化？（ ）
A. 时间不变 B. 时间缩短为原来的一半 C. 时间缩短为原来的四分之一 D. 无法确定

12、在研究电阻的串联和并联时，总电阻的计算方法不同。有三个电阻 R1 、R2 、R3 ，分别为 2Ω 、3Ω 、4Ω ，将它们并联，总电阻为多少？（ ）
A. 9/11Ω B. 12/11Ω C. 13/11Ω D. 1Ω

13、在刚体定轴转动中，转动惯量是描述刚体转动惯性的物理量，以下哪种情况会使刚体的转动惯量增大？（ ）
A. 质量分布靠近转轴
B. 质量分布远离转轴
C. 转轴位置改变
D. 刚体的角速度增大

14、在热学中，研究热传递的方式包括热传导、热对流和热辐射。对于一个真空绝热的容器，内部有两个温度不同的物体，它们之间主要通过哪种方式进行热传递？（ ）
A. 热传导 B. 热对流 C. 热辐射 D. 以上都不是

15、对于流体力学的知识，以下关于伯努利方程及其在实际流体中的应用限制，哪一个是正确的？（ ）
A. 伯努利方程表明，在理想流体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，但该方程在粘性流体中完全不适用
B. 伯努利方程适用于任何流体的稳定流动，不受流体性质和流动条件的限制
C. 伯努利方程在实际流体中应用时，需要考虑流体的粘性、可压缩性和能量损失等因素，其结果往往是近似的
D. 伯努利方程只适用于水平管道中的流体流动，对于垂直或倾斜管道则无法应用

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）随着半导体物理的研究深入，探讨半导体的导电机制、PN 结的特性和半导体器件（如二极管、晶体管）的工作原理。

2、（本题5分）分析热辐射的特点及黑体辐射定律，探讨热辐射在物理学中的重要意义。

3、（本题5分）简述相对论能量公式的表达式及意义，分析其在相对论中的重要地位。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细探讨光的光电效应，分析其实验规律、物理机制和爱因斯坦的解释，以及在光电器件和量子物理发展中的重要性。

2、（本题5分）深入分析热力学中的混合气体和分压定律，阐述其物理概念、数学表达式以及在气体混合物性质和化学平衡中的应用。

3、（本题5分）全面论述量子力学中的谐振子模型，解释其物理意义、数学求解和能量本征值，以及谐振子模型在原子分子物理和量子场论中的应用和推广。

4、（本题5分）在热力学系统中，探讨多元系的热力学性质和相变，论述多元系的吉布斯相律、化学势和相平衡条件，以及多元系在材料科学和化学工程中的应用。

5、（本题5分）深入研究静电场中的静电屏蔽现象，分析其物理原理、实现条件和在电子设备防护、电磁兼容性设计中的应用。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一理想气体经历等容过程，初态温度为 T₁，末态温度为 T₂，吸收了热量 Q，求气体的内能变化量和压强变化量。

2、（本题10分）质量为 m 的物体从高为 h 的斜面顶端以初速度 v₀沿斜面下滑，斜面与物体间的动摩擦因数为 μ，斜面倾角为 θ，求物体滑到底端时的速度大小和所用时间。

3、（本题10分）一束自然光通过一个由三个偏振片组成的系统，第一个偏振片的偏振化方向与第二个偏振片的夹角为 45°，第二个偏振片与第三个偏振片的夹角为 30°。已知入射光的强度为 I0，求通过第三个偏振片后的光强。

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