吉林化工學院《電磁學與光學》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁吉林化工學院《電磁學與光學》

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15個小題，每小題2分，共30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、在電學中，一個電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場強度會如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場強度不變B.電容增大，電壓減小，電場強度減小C.電容不變，電壓不變，電場強度不變D.電容減小，電壓不變，電場強度減小2、在熱力學第三定律的探討中，關于絕對零度不可達到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學第三定律指出，絕對零度可以通過有限的步驟達到，只是目前的技術還無法實現B.絕對零度不可達到意味著在任何過程中，系統的溫度都不可能降低到絕對零度，這反映了熱現象的方向性和有限性C.熱力學第三定律對實際的熱學過程沒有任何指導意義，只是一種理論上的假設D.絕對零度不可達到是因為在接近絕對零度時，物質的性質會發(fā)生奇異的變化，使得進一步降溫變得不可能3、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經典力學有很大差異，以下哪種說法能體現這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢4、在剛體的轉動中，角動量守恒定律有著重要的應用。一個旋轉的飛輪，在不受外力矩作用時，其轉動慣量發(fā)生變化，角速度會怎樣相應地變化？（）A.角速度不變B.角速度增大C.角速度減小D.角速度與轉動慣量成反比變化5、在剛體定軸轉動的研究中，一個質量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉動。若已知圓盤的轉動慣量和角速度，以下關于圓盤的角動量和動能，哪一項計算是不準確的？（）A.角動量等于轉動慣量與角速度的乘積B.動能可以通過轉動慣量和角速度的平方計算C.改變轉動軸的位置，轉動慣量會發(fā)生變化，但角動量不變D.圓盤的動能與質量分布的均勻程度無關6、關于簡諧振動，對于一個水平彈簧振子的運動，以下關于振幅、周期、頻率和相位等物理量的意義和變化規(guī)律的敘述，錯誤的是（）A.振幅表示振子偏離平衡位置的最大距離B.周期和頻率只與振子的質量和彈簧的勁度系數有關C.相位描述振子在不同時刻的運動狀態(tài)D.振子通過平衡位置時，速度最大，加速度為零7、在近代物理的研究中，對于原子核的結構和放射性衰變，以下關于原子核的組成、衰變類型和衰變規(guī)律的表述，不正確的是（）A.原子核由質子和中子組成B.放射性衰變包括α衰變、β衰變和γ衰變C.衰變過程中原子核的質量數和電荷數都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質子數和中子數的比例無關8、在剛體力學中，對于轉動動能和轉動慣量的計算，以及定軸轉動的動能定理和機械能守恒定律的應用，以下說法不正確的是（）A.轉動動能等于轉動慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉動的動能定理適用于剛體的變速轉動C.只有保守力做功時，剛體定軸轉動的機械能守恒D.剛體的轉動慣量與轉動軸的位置無關9、關于熱力學過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強變化、內能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強增加較快B.等溫壓縮過程內能不變C.絕熱壓縮過程外界對系統做功全部轉化為內能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同10、在熱學的熱傳遞過程中，以下哪種方式是通過微觀粒子的熱運動來傳遞熱量的？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上方式均是11、在靜電場中，高斯定理是一個非常重要的定理。以下關于高斯定理的應用條件，不正確的是？（）A.電場必須是由對稱性分布的電荷產生的B.要求電場具有高度的對稱性C.可以用于計算任意形狀帶電體產生的電場強度D.閉合曲面內的電荷代數和決定了通過該曲面的電通量12、關于靜電場中的電勢，在一個點電荷形成的電場中，等勢面的形狀是什么？（）A.圓形B.橢圓形C.球面D.不規(guī)則曲面13、對于磁場的安培環(huán)路定理，以下關于其內容和應用中的注意事項，哪一個是準確的？（）A.安培環(huán)路定理指出，在穩(wěn)恒磁場中，磁感應強度沿任何閉合回路的線積分等于穿過該回路所包圍面積的電流代數和的μ0倍，但該定理不能用于求解非對稱電流分布產生的磁場B.安培環(huán)路定理適用于任何磁場，只要知道回路所包圍的電流，就可以直接求出磁感應強度C.應用安培環(huán)路定理時，不需要考慮磁場的對稱性和電流的分布情況D.安培環(huán)路定理中的電流必須是傳導電流，不包括位移電流14、在波動學中，一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波速為v，波長為λ，周期為T。某一時刻的波形圖如圖所示。以下關于經過時間t后波形的移動距離，哪一項計算是不準確的？（）A.移動距離為vtB.當t=nT（n為整數）時，波形不變C.移動距離與波長和周期無關D.可以通過波速和時間的乘積計算移動距離15、在電磁感應現象中，自感和互感是常見的概念。以下關于自感和互感系數的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數與線圈的形狀、大小、匝數以及是否有鐵芯有關B.互感系數與兩個線圈的相對位置、匝數以及周圍介質有關C.兩個線圈靠得越近，互感系數越大D.自感系數和互感系數都與電流的變化率成正比二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在電磁學中，磁介質的磁化現象會影響磁場的分布。請解釋磁介質的磁化機制，說明順磁質、抗磁質和鐵磁質的磁化特點，并舉例說明磁介質在電磁器件中的應用。2、（本題5分）說明原子的能級結構及玻爾理論的主要內容，分析玻爾理論在原子物理學中的地位。3、（本題5分）簡述剛體的定軸轉動的特點及轉動定律，分析轉動定律在剛體力學中的應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細論述熱力學第三定律，解釋其絕對零度不可達到的內涵，分析其在低溫物理研究和熱力學理論完善中的作用和意義。2、（本題5分）詳細論述熱力學第一定律，解釋其能量守恒的內涵，通過實例分析其在熱機、制冷機等熱工設備中的應用以及能量轉化和守恒的情況。3、（本題5分）分析流體力學中的非牛頓流體，論述非牛頓流體的特性、本構方程和常見類型，以及非牛頓流體在食品工業(yè)、生物醫(yī)學和化工領域的應用。4、（本題5分）詳細分析靜磁場中的磁滯回線和磁性材料的分類，闡述其物理意義、測量方法和在電磁學器件設計和材料選擇中的應用。5、（本題5分）從物理角度探討超導磁懸浮的原理和應用，包括超導材料的磁特性、懸浮力的計算和在交通、儲能等領域的發(fā)展前景和技術挑戰(zhàn)。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個半徑為R的無限長圓柱形均勻載流導體，電流沿軸向流動，電流密度為J。求導體內部和外部的磁場強度分布，并計算通過以導體軸線為中心、半徑為r（r>R）的圓形截面的