华南理工大学《工程光学》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《工程光学》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、在狭义相对论中，同时的相对性是一个重要概念。在一个惯性系中同时发生的两个事件，在另一个相对运动的惯性系中是否一定同时发生？（）A.一定同时发生B.一定不同时发生C.可能同时发生，也可能不同时发生D.取决于两个惯性系的相对速度大小2、在振动和波动的综合问题中，驻波是一种特殊的现象。以下关于驻波的特点，不正确的是？A.驻波中各点的振幅不同，有些点始终静止B.相邻两波节之间的各点振动相位相同C.驻波的频率与波源的频率相同D.驻波不传播能量3、在热力学第二定律的探讨中，关于熵增加原理及其在热现象中的体现，以下哪种表述是正确的？A.熵增加原理指出，在任何自发的热力学过程中，系统的熵总是增加的，这意味着热量总是从高温物体自发地流向低温物体。B.熵增加原理表明，封闭系统的熵不可能减少，熵的变化只与系统的初末状态有关，与过程无关。C.虽然熵增加原理适用于大多数热力学过程，但在某些特殊情况下，系统的熵可能会减少。D.熵增加原理只是一种理论假设，在实际的热现象中无法得到验证。4、在狭义相对论中，同时的相对性是一个重要的概念。以下关于同时的相对性的理解，不准确的是？A.在一个惯性系中同时发生的两个事件，在另一个惯性系中可能不同时发生B.同时的相对性是光速不变原理的必然结果C.同时的相对性只在高速运动的情况下才明显，低速时可以忽略D.同时的相对性意味着不存在绝对的同时性5、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.9/11ΩB.12/11ΩC.13/11ΩD.1Ω6、在热力学第二定律中，指出了热传导过程的方向性。从高温物体向低温物体传热是自发的，那么反过来，从低温物体向高温物体传热是否可能自发进行？A.可能B.不可能C.在一定条件下可能D.无法确定7、在牛顿运动定律的应用中，连接体问题是常见的类型。两个质量分别为m1和m2的物体，通过轻绳连接在光滑水平面上运动，拉力F作用在m1上。若绳子突然断裂，m2的加速度会如何变化？A.加速度变为0B.加速度不变C.加速度增大D.加速度减小8、在波动光学中，两束相干光叠加产生干涉条纹，条纹间距与以下哪个因素有关？A.光的波长B.两束光的强度差C.观察屏到光源的距离D.以上因素均有关9、在相对论的框架下，一个高速运动的粒子的质量会随着其速度的增加而增大。当速度接近光速时，以下关于粒子质量的变化趋势，哪一10、对于气体分子动理论，以下关于理想气体压强和温度的微观解释，哪一项是正确的？A.理想气体的压强是由大量气体分子对容器壁的碰撞产生的，温度与分子的平均动能无关。B.理想气体的压强和温度都与气体分子的平均动能成正比，分子的平均动能越大，压强和温度越高。C.理想气体的压强取决于分子的密度和平均速度，温度只与分子的势能有关。D.气体分子动理论无法解释理想气体压强和温度的微观本质，只是一种经验性的理论。11、在热学中，理想气体的内能只与温度有关，与体积和压强无关，以下哪种过程中理想气体的内能会增加？A.等容升温B.等压降温C.等温压缩D.绝热膨胀12、在量子物理中，光子的能量与频率有关。一个光子的频率为ν，其能量为E。若光子的频率变为2ν，能量会变为多少？A.2EB.E/2C.4ED.E/413、在静电场的高斯定理中，对于一个带有均匀电荷分布的球体，若已知球体的电荷量和半径，以下关于通过球面的电通量，哪一项分析是不准确的？（）A.电通量与球体的电荷量成正比B.电通量与球面的半径无关C.可以通过高斯定理计算电通量D.电通量的大小与电场的分布有关14、在热学中，一定量的理想气体经历绝热自由膨胀过程，以下哪个物理量不变？A.温度B.内能C.压强D.熵15、在波动学的研究中，机械波的传播具有一定的特性。一列沿x轴正方向传播的简谐波，其波源的振动方程为y=Asin(ωt)，波速为v。在t时刻，x处质点的振动位移y与哪些因素有关？（）A.只与t有关B.只与x有关C.与t和x都有关D.与t和x都无关16、对于光的衍射，以下哪种情况下衍射现象更明显？A.障碍物的尺寸远大于光的波长B.障碍物的尺寸与光的波长相当C.光的频率较低D.光的强度较大17、在相对论中，长度收缩效应是指物体沿运动方向的长度会变短。一个长度为L0的物体，在相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度L会如何变化？A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.无法确定18、在相对论力学中，关于质点的动量和能量表达式与经典力学的差异，以下哪种说法是准确的？A.相对论力学中，质点的动量和能量表达式与经典力学完全相同，只是在高速情况下进行了修正。B.相对论力学中，质点的动量和能量不再是简单的线性关系，且能量与动量的平方成正比。C.相对论力学中，质点的动量和能量表达式与速度无关，只与质量有关。D.相对论力学中的动量和能量表达式在低速情况下与经典力学近似相等，在高速情况下则有显著差异。19、对于近代物理实验中的光电效应，以下关于其实验规律和爱因斯坦光电方程的解释，哪一项是恰当的？A.光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的强度成正比，与入射光的频率无关，爱因斯坦光电方程无法解释这一现象。B.光电效应的实验规律包括存在截止频率、光电子的瞬时发射等，爱因斯坦光电方程成功地解释了这些规律，指出光具有粒子性。C.光电效应表明光只是一种电磁波，其能量连续分布，与入射光的强度和频率都成正比。D.爱因斯坦光电方程虽然能够解释光电效应的部分现象，但存在诸多缺陷，需要进一步修正。20、在量子场论的初步介绍中，关于场的量子化和粒子的产生与湮灭，以下哪种表述是恰当的？A.量子场论认为场是连续的，不存在粒子的产生和湮灭过程。B.场的量子化使得粒子可以在真空中自发地产生和消失，这与能量守恒定律相矛盾。C.量子场论通过对场进行量子化处理，成功解释了粒子的产生与湮灭现象，并且与实验结果相符。D.粒子的产生与湮灭只在微观尺度上发生，对宏观物理现象没有任何影响。二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）对于一个在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，已知磁场强度、粒子的电荷量和速度，如何确定粒子做圆周运动的半径和周期？2、（本题10分）分析热力学中的热机效率的计算方法及影响因素，探讨热机效率在热力学中的重要意义。3、（本题10分）对于一个在复合场中做复杂运动的带电粒子，如何综合运用力学和电磁学知识来分析其运动轨迹和能量变化？4、（本题10分）阐述在热力学中理想气体绝热自由膨胀过程的特