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

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華南理工大學(xué)

《電磁場與電磁波》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、在電磁感應(yīng)的現(xiàn)象研究中，關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的內(nèi)涵及應(yīng)用，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.法拉第電磁感應(yīng)定律指出，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應(yīng)電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應(yīng)定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對(duì)于復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象無法給出準(zhǔn)確的電流方向判斷C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向只由法拉第電磁感應(yīng)定律決定，楞次定律沒有實(shí)際作用D.法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律都是經(jīng)驗(yàn)定律，缺乏理論基礎(chǔ)和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)2、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.1/2BL2ω3、對(duì)于熱力學(xué)第一定律，以下關(guān)于其表述以及在不同熱學(xué)過程中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.熱力學(xué)第一定律指出，熱量可以從低溫物體自發(fā)地傳遞到高溫物體，而不引起其他變化B.熱力學(xué)第一定律表明，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功之和，在絕熱膨脹和等溫壓縮等過程中有著重要應(yīng)用C.熱力學(xué)第一定律只適用于理想氣體的熱學(xué)過程，對(duì)于實(shí)際氣體和液體則不適用D.熱力學(xué)第一定律無法解釋熱機(jī)效率不能達(dá)到100%的原因4、對(duì)于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個(gè)金屬殼內(nèi)部放置一個(gè)帶電體，以下哪種說法是正確的？（）A.殼外電場不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場不受殼外電場的影響C.殼內(nèi)殼外電場均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場相互影響5、在電磁學(xué)的磁場對(duì)電流的作用中，安培力的大小與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電流與磁場的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場垂直時(shí)，一段長度為L的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ6、在相對(duì)論力學(xué)中，對(duì)于物體的動(dòng)能和質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能表達(dá)式、質(zhì)能方程的意義和應(yīng)用的闡述，錯(cuò)誤的是（）A.高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能不再是經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式B.質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化C.質(zhì)能方程為核能的利用提供了理論基礎(chǔ)D.物體的速度越大，其動(dòng)能與經(jīng)典力學(xué)計(jì)算結(jié)果差異越小7、在電磁學(xué)的知識(shí)體系中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)。一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。如果磁通量在極短時(shí)間內(nèi)從Φ1變化到Φ2，以下哪個(gè)表達(dá)式能正確計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大?。浚ǎ〢.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t8、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個(gè)過程吸收的熱量更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類9、在研究磁場對(duì)電流的作用時(shí)，安培力的大小可以用公式F=BIL計(jì)算。如果電流方向與磁場方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設(shè)B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F10、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。一個(gè)絕熱封閉系統(tǒng)，內(nèi)部發(fā)生不可逆過程，系統(tǒng)的熵會(huì)怎樣變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少11、在熱力學(xué)第二定律的探討中，關(guān)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(xué)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(guān)，與過程無關(guān)C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學(xué)過程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會(huì)減少D.熵增加原理只是一種理論假設(shè)，在實(shí)際的熱現(xiàn)象中無法得到驗(yàn)證12、在磁場中，一根通有電流I、長度為L的直導(dǎo)線，垂直于磁場方向放置，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么導(dǎo)線所受的安培力大小是多少？（）A.BILB.0C.BIL/2D.無法確定13、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系中是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.取決于兩個(gè)慣性系的相對(duì)速度大小14、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜是利用光的干涉原理來減少反射光，增加透射光。對(duì)于一種折射率為1.38的薄膜材料，要使其在波長為550nm的光下起到增透效果，薄膜的最小厚度應(yīng)該是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm15、在研究靜電場的高斯定理時(shí)，通過一個(gè)閉合曲面的電通量與曲面內(nèi)包含的電荷量有什么關(guān)系？（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比16、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個(gè)原子中，不能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具有完全相同的量子態(tài)。那么在一個(gè)原子的同一軌道上，最多能容納幾個(gè)電子？（）A.1B.2C.3D.417、在電磁學(xué)領(lǐng)域，對(duì)于一個(gè)變化的磁場在其周圍空間產(chǎn)生的電場，以下關(guān)于該感應(yīng)電場的性質(zhì)和特點(diǎn)的說法，錯(cuò)誤的是（）A.感應(yīng)電場的電場線是閉合曲線B.感應(yīng)電場的方向與磁場變化率的方向有關(guān)C.感應(yīng)電場的強(qiáng)度與磁場變化的快慢成正比D.感應(yīng)電場對(duì)處于其中的電荷不做功18、在波動(dòng)光學(xué)中，薄膜干涉是一種常見的現(xiàn)象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發(fā)生干涉現(xiàn)象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會(huì)如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定19、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)20、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價(jià)的?？藙谛匏贡硎鲋赋觯瑹崃坎荒茏园l(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。那么，要實(shí)現(xiàn)熱量從低溫物體傳到高溫物體，必須滿足什么條件？（）A.消耗外部能量B.改變物體的性質(zhì)C.等待足夠長的時(shí)間D.以上都不對(duì)二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在非慣性參考系中運(yùn)動(dòng)的物體，如何引入慣性力來分析物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況？2、（本題5分）在研究電荷在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢能是一個(gè)重要的概念。請(qǐng)解釋電勢能的定義和物理意義，說明電勢能與電場力做功的關(guān)系，并通過一個(gè)具體例子計(jì)算電荷在電場中的電勢能變化。3、（本題5分）在研究熱力學(xué)第二定律的微觀解釋時(shí)，說明熵增加原理與微觀狀態(tài)數(shù)的關(guān)系，并舉例說明在自發(fā)過程中熵的變化。4、（本題5分）在熱力學(xué)第一定律中，系統(tǒng)從外界吸收熱量、對(duì)外做功以及內(nèi)能的變化之間存在一定的關(guān)系，請(qǐng)闡述這個(gè)關(guān)系，并舉例說明其在實(shí)際中的應(yīng)用。5、（本題5分）闡述在波動(dòng)光學(xué)中菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射的區(qū)別和聯(lián)系，并說明它們?cè)诠鈱W(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用條件。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）質(zhì)量為m的物體從高為h的粗糙斜面頂端由靜止開始下滑，斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面傾角為θ，求物體滑到底端時(shí)的速度大小和所用時(shí)間。2、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過程，其中1-2為等壓過程，2-3為絕熱過程，3-1為等溫過程。已知1點(diǎn)狀態(tài)參量為P1、V1、T1，2點(diǎn)狀態(tài)參量為P2、V2、T2，3點(diǎn)狀態(tài)參量為P3、V3、T3。求該循環(huán)的效率。3、（本題5分）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，縫屏距離為D，波長為λ的單色光垂直入射。計(jì)算相鄰明條紋或暗條紋的間距，并討論當(dāng)波長、縫間距和縫屏距離變化時(shí)條紋間距的變化規(guī)律。4、（本題5分）一根長為2m，質(zhì)量為1kg的均勻細(xì)桿，可繞其一端在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。已知細(xì)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I=1/3mL^2，初始時(shí)細(xì)桿水平靜止，現(xiàn)對(duì)其施加一個(gè)垂直于細(xì)桿的力F=5N，作用時(shí)間為2s。求力撤去時(shí)細(xì)桿的角速度。5、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷等容過程，壓強(qiáng)從p1變?yōu)閜2，溫度從T1變?yōu)門2。已知該氣體的摩爾質(zhì)量為M，求氣體吸收的熱量和內(nèi)能的變化。四、論述題（本大