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《電磁學》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要概念。在一個慣性系中同時發生的兩個事件，在另一個相對運動的慣性系中是否一定同時發生？（）A.一定同時發生B.一定不同時發生C.可能同時發生，也可能不同時發生D.取決于兩個慣性系的相對速度大小2、在近代物理中，盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型。在實驗中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他條件不變，那么散射角大于90度的α粒子數會如何變化？A.增多B.減少C.不變D.無法確定3、關于靜電場中的電介質，對于電介質的極化現象、極化強度和電介質對電場的影響，以下說法不準確的是（）A.電介質在電場中會發生極化B.極化強度與外加電場強度成正比C.插入電介質會使電場強度減小D.電介質的極化是瞬間完成的4、在研究剛體的轉動時，以下哪種情況會使剛體的角動量守恒？A.受到一個恒力的作用B.受到的合力矩為零C.質量分布發生變化D.轉動速度發生變化5、在研究靜電場的高斯定理時，通過一個閉合曲面的電通量與曲面內包含的電荷量有什么關系？A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比6、關于自感和互感現象，以下對于自感系數、互感系數的影響因素以及自感和互感在電路中的作用和應用的理解，不正確的是（）A.自感系數與線圈的匝數、形狀和是否有鐵芯有關B.互感系數與兩個線圈的相對位置和匝數有關C.自感現象總是阻礙電流的變化D.互感現象在變壓器中沒有作用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以及它們之間的相互聯系，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、在電磁學的電磁波理論中，對于電磁波的產生、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9、在牛頓力學的研究中，對于一個物體在光滑水平面上受到水平力作用時的運動情況，以下描述不準確的是（）A.物體的加速度與所受的力成正比B.力消失后，物體將保持勻速直線運動C.物體的速度會一直線性增加D.物體的質量越大，加速度越小10、對于熱力學定律，以下哪種過程違反了熱力學第二定律？A.熱從高溫物體自發傳給低溫物體B.機械能全部轉化為內能C.內能全部轉化為機械能而不引起其他變化D.氣體向真空自由膨脹11、關于波動方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動方程的物理意義和求解方法，以下理解不準確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質點的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動方程C.波動方程中的相位表示質點振動的狀態D.波動方程只適用于機械波12、在電磁學中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產生的磁場。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.對于運動電荷產生的磁場也適用D.只適用于無限長直導線產生的磁場13、在熱力學的研究中，一定質量的理想氣體經歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內能、溫度和壓強都發生了變化。以下關于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）A.氣體內能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內能減小C.壓強減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內能的減少量14、在波動光學中，關于薄膜干涉現象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對于產生干涉的條件、條紋特點和應用的描述，錯誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長有關C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測光學元件表面的平整度15、在相對論中，考慮兩個相對運動的慣性系S和S'，在S系中同時發生的兩個事件，在S'系中觀測可能不同時發生。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16、在相對論的理論框架下，關于時間膨脹和長度收縮效應，以下哪種說法是正確的？A.時間膨脹和長度收縮效應只存在于理論中，在實際生活中無法觀測到。B.當物體運動速度接近光速時，會出現時間膨脹和長度收縮現象，且這種效應是相對的，取決于觀察者的參考系。C.時間膨脹和長度收縮效應與物體的運動速度無關，是一種恒定不變的物理現象。D.相對論中的時間膨脹和長度收縮效應違反了基本的物理規律，是不正確的。17、在研究電阻的串聯和并聯時，總電阻的計算方法不同。有三個電阻R1、R2、R3，分別為2Ω、3Ω、4Ω，將它們并聯，總電阻為多少？A.9/11ΩB.12/11ΩC.13/11ΩD.1Ω18、在研究磁場對電流的作用時，安培力的大小可以用公式F=BIL計算。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B、L不變）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F19、在光學的折射定律中，對于光線從一種介質斜射入另一種介質時的折射情況，以下關于入射角和折射角的正弦值之比與介質折射率的關系，描述不準確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質的相對折射率B.折射率大的介質中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質中的傳播速度有關D.不同頻率的光在同一介質中的折射率相同20、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.原子核的穩定性與質子數和中子數的比例無關二、簡答題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在電磁波的傳播過程中，電磁波的頻率、波長和波速之間存在怎樣的關系？當電磁波在不同介質中傳播時，這些參數會如何變化？2、（本題10分）在波動光學中，光的衍射現象與光的波長和障礙物的尺寸有關。請詳細闡述當光波長與障礙物尺寸相當時衍射現象的特點，并舉例說明其在光學儀器分辨率限制方面的應用。3、（本題10分）在熱力學第二定律中，克勞修斯表述和開爾文表述分別是什么？請用通俗的語言進行解釋，并舉例說明違反這兩個表述的情況是不可能發生的。4、（本題10分）結合電磁學中的電磁波輻射理論，分析偶極輻射的電磁場分布、輻射功率和方向性，以及在天線設計中的應用。三、論述題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）電動力學中的電磁波的