青海交通职业技术学院《近代光学测试技术》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《近代光学测试技术》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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1分，共15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、在光学的全反射现象中，当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。对于某种介质，临界角为45度，当入射角为60度时，反射光和折射光的强度比是多少？（）A.无穷大B.2:1C.1:1D.1:02、在热力学第一定律的应用中，一定质量的理想气体在绝热容器中被压缩。以下关于气体内能、温度和做功的关系，哪一项分析是不正确的？（）A.气体内能增加B.温度升高C.外界对气体做功D.气体对外界做功3、在电磁学中，自感现象是一种特殊的电磁感应现象。一个电感为L的线圈，通过的电流为I。若电流在极短时间内从I变为0，线圈两端产生的自感电动势的大小为多少？（）A.0B.LC.LID.无法确定4、在波动光学的薄膜干涉中，增透膜是利用光的干涉原理来减少反射光，增加透射光。对于一种折射率为1.38的薄膜材料，要使其在波长为550nm的光下起到增透效果，薄膜的最小厚度应该是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm5、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，哪一项描述是不准确的？（）A.质量增加的幅度越来越大，趋向于无穷大B.可以通过相对论质量公式来定量计算质量的变化C.速度越接近光速，质量增加越缓慢D.质量的变化与粒子的静止质量和速度有关6、在热力学中，理想气体的内能只与温度有关。一定质量的理想气体，在体积不变的情况下吸收热量，其温度会如何变化？（）A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低7、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（）8、在研究静电场的高斯定理时，通过一个闭合曲面的电通量与曲面内包含的电荷量有什么关系？（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比9、在光学领域，光的干涉和衍射现象是光的波动性的重要表现。对于杨氏双缝干涉实验，以下关于干涉条纹特点的描述，不正确的是？（）A.相邻明条纹或暗条纹之间的间距相等B.条纹的间距与入射光的波长成正比C.条纹的亮度分布是均匀的，与位置无关D.当双缝间距减小时，条纹间距增大10、在热力学过程中，等压过程和等容过程具有不同的特点。对于一定量的理想气体，在等压过程中吸收的热量与在等容过程中吸收的热量相比，哪个更多？（）A.等压过程B.等容过程C.一样多D.无法比较11、在电磁学领域，对于一个变化的磁场在其周围空间产生的电场，以下关于该感应电场的性质和特点的说法，错误的是（）A.感应电场的电场线是闭合曲线B.感应电场的方向与磁场变化率的方向有关C.感应电场的强度与磁场变化的快慢成正比D.感应电场对处于其中的电荷不做功12、在量子力学的隧道效应中，微观粒子具有穿越势垒的能力。对于一个给定的势垒，粒子穿越势垒的概率与哪些因素有关？（）A.只与势垒高度有关B.只与势垒宽度有关C.与势垒高度和宽度都有关D.与粒子的速度有关13、在热力学第一定律的应用中，一定量的理想气体经历绝热过程。在此过程中，气体对外做功，其内能会发生怎样的变化？（）A.内能增加B.内能不变C.内能减小D.内能的变化取决于气体的种类14、在研究静电平衡的导体时，导体内部的电场强度为零。如果在导体内部放入一个电荷，导体内部的电场强度会如何变化？（）A.仍为零B.不为零C.无法确定D.以上都不对15、在光学的光的偏振现象中，自然光通过偏振片后会变成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一块偏振片上，已知自然光的光强为I0，那么通过偏振片后的光强是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/8二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在波动学中，解释弦线上横波的传播速度与弦线张力和线密度的关系？2、（本题5分）在热力学中，解释吉布斯自由能的物理意义和应用？3、（本题5分）在波动光学中，薄膜干涉是一种常见的现象。请解释薄膜干涉的原理，说明产生明条纹和暗条纹的条件，并举例说明其在光学镀膜和检测表面平整度中的应用。4、（本题5分）请详细阐述狭义相对论中的时间膨胀效应，推导其数学表达式，解释其物理意义，并举例说明其在高速运动时钟测量中的应用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）牛顿力学中的碰撞问题在物理学和工程中经常出现，论述完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点、规律和能量转化，以及在机械设计和粒子物理中的应用。2、（本题5分）几何光学中的光学纤维（光纤）利用全反射原理传输光信号，分析光纤的结构、传输特性和损耗机制，论述在通信和传感领域的应用和发展趋势。3、（本题5分）分析热力学系统的平衡态和非平衡态的特点，讨论其在热传递和热功转换中的应用。4、（本题5分）从物理学的角度探讨牛顿运动定律，包括其适用范围、局限性以及在解决实际力学问题中的应用，并分析其与相对论力学的关系。5、（本题5分）在相对论中，引力波的探测是现代物理学的重要研究领域，分析引力波的产生机制、传播特性和探测方法，以及引力波天文学的发展和意义。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一长直圆柱形导体，半径为R，通有均匀分布的电流I。求导体内部和外部的磁场强度分布。2、（本题10分）一个内径为r₁、外径为r₂的均匀带电圆环，电荷线密度为λ，求圆环轴线上任意一点的电场强度。3、（本题10分）一理想气体进行绝热自由膨胀，体积从V1增