華南理工大學(xué)《電磁場》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《電磁場》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、關(guān)于熱力學(xué)過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對(duì)于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強(qiáng)變化、內(nèi)能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強(qiáng)增加較快B.等溫壓縮過程內(nèi)能不變C.絕熱壓縮過程外界對(duì)系統(tǒng)做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同2、在光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，單縫衍射的條紋分布具有一定的規(guī)律。當(dāng)單縫寬度變窄時(shí)，中央明紋的寬度會(huì)如何變化？（）A.變窄B.變寬C.不變D.先變寬后變窄3、在波動(dòng)光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過一個(gè)狹縫時(shí)，會(huì)在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會(huì)怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄4、在熱力學(xué)的研究中，理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過程。在此過程中，以下關(guān)于氣體的溫度、壓強(qiáng)和熵的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.溫度不變B.壓強(qiáng)減小C.熵增加D.熵的變化與氣體的體積變化量成正比5、在相對(duì)論中，考慮兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系S和S'，在S系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在S'系中觀測可能不同時(shí)發(fā)生。以下關(guān)于這種時(shí)間相對(duì)性的解釋，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.時(shí)間的相對(duì)性是由光速不變原理導(dǎo)致的B.可以通過洛倫茲變換來計(jì)算時(shí)間的差異C.這種時(shí)間差異只在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)才明顯D.時(shí)間的相對(duì)性與觀察者的位置無關(guān)6、在電路分析的領(lǐng)域中，關(guān)于交流電路中電阻、電容和電感對(duì)電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.在交流電路中，電阻對(duì)電流和電壓的相位沒有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會(huì)使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對(duì)電流和電壓的影響可以忽略不計(jì)，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關(guān)系與直流電路相同7、在量子力學(xué)的應(yīng)用中，關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)的理論，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.原子的能級(jí)是連續(xù)分布的，電子可以在任意能級(jí)之間躍遷，發(fā)出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級(jí)是分立的，電子只能在特定的能級(jí)之間躍遷，發(fā)出或吸收特定頻率的光子，符合玻爾的原子模型C.量子力學(xué)中的原子結(jié)構(gòu)理論無法解釋原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜現(xiàn)象D.原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和電子躍遷與原子核的性質(zhì)無關(guān)，只取決于電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)8、在靜電場中，高斯定理可以用來計(jì)算電場強(qiáng)度。對(duì)于一個(gè)帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場強(qiáng)度大小與距離r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比9、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)逐個(gè)發(fā)射電子時(shí)，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個(gè)電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動(dòng)性D.干涉條紋的位置和強(qiáng)度與電子的發(fā)射時(shí)間有關(guān)10、在磁場中，安培環(huán)路定理可以用來計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度。以下關(guān)于安培環(huán)路定理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.要求磁場具有高度的對(duì)稱性B.閉合回路必須選取在磁場為零的區(qū)域C.可以用于計(jì)算無限長直導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度D.對(duì)于非對(duì)稱的磁場分布，不能直接應(yīng)用安培環(huán)路定理11、在波動(dòng)光學(xué)中，兩束相干光疊加產(chǎn)生干涉條紋，條紋間距與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）A.光的波長B.兩束光的強(qiáng)度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關(guān)12、在相對(duì)論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一（）13、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(duì)于一個(gè)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)14、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系表明粒子的某些物理量不能同時(shí)被精確測量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子，其位置和動(dòng)量的不確定度之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.ΔxΔp≥h/4πB.ΔxΔp≥h/2πC.ΔxΔp=h/4πD.ΔxΔp=h/2π15、在量子力學(xué)中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。以下關(guān)于波函數(shù)的物理意義，不正確的是？（）A.波函數(shù)的模的平方表示粒子在空間某點(diǎn)出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)本身可以直接測量C.波函數(shù)滿足一定的邊界條件和歸一化條件D.波函數(shù)的相位具有重要的物理意義16、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小。對(duì)于一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點(diǎn)電荷C.背離點(diǎn)電荷D.呈環(huán)形分布17、在電磁學(xué)的知識(shí)體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運(yùn)動(dòng)無關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會(huì)發(fā)生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同18、在電磁學(xué)中，一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框，在勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框轉(zhuǎn)動(dòng)平面與磁場方向垂直，那么線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω19、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點(diǎn)，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場產(chǎn)生的B.位移電流與傳導(dǎo)電流一樣會(huì)產(chǎn)生磁場C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比20、在波動(dòng)光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時(shí)保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會(huì)變小，因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計(jì)算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無關(guān)二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，探討激光的原理（如受激輻射）、特性（如高亮度、高方向性等）和在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在豎直方向上做拋體運(yùn)動(dòng)的物體，已知其初速度和重力加速度，如何分析物體上升和下落過程中的速度、位移和時(shí)間的變化？3、（本題5分）在研究電磁波的發(fā)射和接收時(shí)，說明天線的工作原理和調(diào)制解調(diào)的過程。4、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的帶電油滴，已知其電荷量、質(zhì)量和場的情況，如何分析油滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和最終的平衡位置？5、（本題5分）分析相對(duì)論中的時(shí)空彎曲對(duì)引力的解釋，探討時(shí)空彎曲在廣義相對(duì)論中的重要意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)量為M、半徑為R的均勻圓盤，繞通過其中心且與盤面垂直的固定軸以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)對(duì)圓盤施加一恒定的力矩M，使其在t時(shí)間內(nèi)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，求該力矩的大小。2、（本題5分）一長直導(dǎo)線通有電流I，在其旁邊有一長度為L、與導(dǎo)線共面且垂直的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒以速度v平行于導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)。求導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流。3、（本題5分）在折射率為n1的介質(zhì)中有一束光以入射角i射向折射率為n2的介質(zhì)表面，發(fā)生折射。已知入射角i和折射率n1、n2，計(jì)算折射角r。4、（本題5分）一個(gè)半徑為R的無限長圓柱形均勻載流導(dǎo)體，電流為I，求導(dǎo)體內(nèi)外的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，并計(jì)算通過以導(dǎo)體軸線為中心、半徑為r（r<R）的圓形截面的磁通量。5、（本題5分）一長直螺線管，單位長度上的匝數(shù)為n，通有電流I，內(nèi)部充滿磁導(dǎo)率為μ的均勻磁介質(zhì)。計(jì)算螺線管內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、