淮南師范學院《電磁場與電磁波》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《電磁場與電磁波》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在靜電場的高斯定理應用中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，通過高斯面計算電場強度時，與高斯面的半徑有怎樣的關系？（）A.電場強度與高斯面半徑成正比B.電場強度與高斯面半徑成反比C.電場強度與高斯面半徑的平方成正比D.在球外，電場強度與高斯面半徑的平方成反比2、在相對論力學中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%3、對于自感現(xiàn)象，一個閉合回路中的電流發(fā)生變化時會產(chǎn)生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？（）A.電流變化率增大B.線圈匝數(shù)減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大4、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小5、在剛體力學中，一均勻細棒可繞通過其一端的光滑固定軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當棒從水平位置自由下擺到豎直位置的過程中，其角速度和角加速度如何變化？（）A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度減小C.角速度減小，角加速度減小D.角速度減小，角加速度增大6、在電磁學中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化7、在靜電場中，對于電場強度和電勢的關系，以下關于電場線和等勢面的性質(zhì)以及它們之間的相互聯(lián)系，說法不正確的是（）A.電場線總是垂直于等勢面B.電場強度的方向總是指向電勢降低的方向C.等勢面上各點的電場強度大小相等D.沿著電場線方向，電勢逐漸降低8、在電學實驗中，用歐姆表測量電阻時，需要進行調(diào)零操作。如果在測量前沒有進行調(diào)零，測量結(jié)果會比真實值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定9、在相對論中，考慮兩個相對運動的慣性系S和S'，在S系中同時發(fā)生的兩個事件，在S'系中觀測可能不同時發(fā)生。以下關于這種時間相對性的解釋，哪一項是不正確的？（）A.時間的相對性是由光速不變原理導致的B.可以通過洛倫茲變換來計算時間的差異C.這種時間差異只在高速運動時才明顯D.時間的相對性與觀察者的位置無關10、在熱學中，理想氣體的絕熱過程是一種特殊的熱力學過程。以下關于絕熱過程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準確的是？（）A.絕熱壓縮時，溫度升高，壓強增大B.絕熱膨脹時，溫度降低，壓強減小C.絕熱過程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過程中11、在靜電學的知識體系中，庫侖定律描述了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力。有兩個電荷量分別為q1和q2的點電荷，距離為r，它們之間的庫侖力大小如何計算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r212、在熱力學第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。對于一個熱機，從高溫熱源吸收的熱量為Q1，向低溫熱源放出的熱量為Q2，對外做功為W，如果該熱機的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J13、在熱力學過程中，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14、在電磁學中，安培力的大小與電流、磁場等因素有關。一根長度為L的直導線，通有電流I，垂直放入磁感應強度為B的勻強磁場中，導線所受安培力的大小為F。若將導線長度增加到2L，電流增大到2I，磁場的磁感應強度增大到2B，此時導線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F15、在電磁學的磁場中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產(chǎn)生的磁場。對于一段長度為L的直導線，通有電流I，距離導線為r處一點的磁感應強度大小與哪些因素有關？（）A.只與I和r有關B.只與I、r和L有關C.與I、r、L以及導線的形狀有關D.與I、r、L、導線的形狀以及周圍介質(zhì)有關16、在光學的研究中，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。對于一束光線從空氣斜射入水中，入射角為45度，已知水的折射率為1.33，那么折射角大約是多少度？（）A.30度B.32度C.35度D.40度17、在光學的干涉實驗中，劈尖干涉可以用來測量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對應的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ18、在電磁學中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產(chǎn)生的磁場。以下關于畢奧-薩伐爾定律的適用范圍，不準確的是？（）A.適用于恒定電流產(chǎn)生的磁場B.適用于各種形狀的載流導線C.對于運動電荷產(chǎn)生的磁場也適用D.只適用于無限長直導線產(chǎn)生的磁場19、在熱力學中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關。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20、關于相對論性質(zhì)量，當一個物體的速度接近光速時，其質(zhì)量會怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小21、在熱學中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程。已知氣體的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關于氣體體積變化量與其他物理量的關系，哪一項推導是不正確的？（）A.利用熱力學第一定律和等壓過程的特點進行推導B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無關22、在電磁學的電磁波理論中，對于電磁波的產(chǎn)生、傳播特性和應用，以下關于電磁波的波長、頻率、波速的關系以及電磁波在真空中和介質(zhì)中的傳播的描述，錯誤的是（）A.電磁波的波速等于波長與頻率的乘積B.電磁波在真空中的傳播速度是恒定的C.電磁波在介質(zhì)中的波長比在真空中長D.不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同23、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經(jīng)過時間2T后，未衰變的原子核數(shù)目占原原子核數(shù)目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/1624、在波動學的研究中，機械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源的振動方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時刻，x處質(zhì)點的振動位移y與哪些因素有關？（）A.只與t有關B.只與x有關C.與t和x都有關D.與t和x都無關25、在熱力學第二定律的探討中，關于熵增加原理及其在熱現(xiàn)象中的體現(xiàn)，以下哪種表述是正確的？（）A.熵增加原理指出，在任何自發(fā)的熱力學過程中，系統(tǒng)的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發(fā)地流向低溫物體B.熵增加原理表明，封閉系統(tǒng)的熵不可能減少，熵的變化只與系統(tǒng)的初末狀態(tài)有關，與過程無關C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學過程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會減少D.熵增加原理只是一種理論假設，在實際的熱現(xiàn)象中無法得到驗證二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在熱力學第一定律的框架下，闡述其表達式中各項的物理含義，討論能量守恒在不同熱學過程中的具體表現(xiàn)和應用。2、（本題5分）解釋光電效應現(xiàn)象，說明光的強度、頻率與光電子的最大初動能和光電流之間的關系，并探討光電效應在現(xiàn)代科技中的應用。3、（本題5分）在波動學中，機械波的傳播需要介質(zhì)。請詳細說明波的傳播過程中，介質(zhì)中各質(zhì)點的振動特點，以及波的能量是如何傳遞的？4、（本題5分）結(jié)合電磁學中的電磁波傳播特性，分析電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度、折射和反射現(xiàn)象，以及在無線通信和雷達系統(tǒng)中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個LC振蕩電路中，電感L=0.1H，電容C=10^(-6)F。初始時電容器充電，電壓為U?=100V。計算電路的振蕩周期和頻率，以及電容器電壓的最大值。2、（本題5分）一個質(zhì)量為m的物體在一個粗糙水平面上做直線運動，受到一個水平拉力F的作用，動摩擦因數(shù)為μ。已知物體的初速度為v0，經(jīng)過時間t后速度變?yōu)関。計算拉力F做的功。3、（本題5分）一無限長直圓柱體，半徑為R，均勻分布著體電荷密度為ρ的電荷。計算圓柱體內(nèi)外的電場強度和電勢分布，并分析其與帶電球體的區(qū)別。4、（本題5分）一個電子在電場強度為E=500V/m的勻強電場中運動，電子的初速度為v0=3.0×10^6m/s，與電場方向夾角為30°。電子的電荷量為-1.6×10^(-19)C，質(zhì)量為9.1×10^(-31)kg。計算電子在電場中運動的加速度和偏轉(zhuǎn)距離。5、（本題5分）一絕熱容器內(nèi)有兩個質(zhì)量和初始溫度都相同的物體，一個比熱容為c1，另一個比熱容為c2，它們之間發(fā)生熱傳遞，最終達到熱平衡