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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頁華南理工大學
《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20個小題,每小題1分,共20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、在電磁感應的現象研究中,關于法拉第電磁感應定律和楞次定律的內涵及應用,以下哪種描述是恰當的?()A.法拉第電磁感應定律指出,感應電動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電流的方向,總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應定律只適用于閉合回路中的磁通量變化,楞次定律對于復雜的電磁感應現象無法給出準確的電流方向判斷C.電磁感應現象中,感應電動勢的大小和方向只由法拉第電磁感應定律決定,楞次定律沒有實際作用D.法拉第電磁感應定律和楞次定律都是經驗定律,缺乏理論基礎和嚴格的數學推導2、在電磁學中,一個邊長為L的正方形導線框,在勻強磁場中以角速度ω勻速轉動,若磁場的磁感應強度為B,線框轉動平面與磁場方向垂直,那么線框中產生的感應電動勢的最大值是多少?()A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω3、對于熱力學第一定律,以下關于其表述以及在不同熱學過程中的應用,哪一項是正確的?()A.熱力學第一定律指出,熱量可以從低溫物體自發地傳遞到高溫物體,而不引起其他變化B.熱力學第一定律表明,一個熱力學系統的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功之和,在絕熱膨脹和等溫壓縮等過程中有著重要應用C.熱力學第一定律只適用于理想氣體的熱學過程,對于實際氣體和液體則不適用D.熱力學第一定律無法解釋熱機效率不能達到100%的原因4、對于靜電屏蔽現象,在一個金屬殼內部放置一個帶電體,以下哪種說法是正確的?()A.殼外電場不受殼內帶電體的影響B.殼內電場不受殼外電場的影響C.殼內殼外電場均不受影響D.殼內殼外電場相互影響5、在電磁學的磁場對電流的作用中,安培力的大小與電流強度、導線長度、磁感應強度以及電流與磁場的夾角有關。當電流與磁場垂直時,一段長度為L的直導線通有電流I,在磁感應強度為B的勻強磁場中,所受安培力的大小是多少?()A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ6、在相對論力學中,對于物體的動能和質能關系,以下關于高速運動物體的動能表達式、質能方程的意義和應用的闡述,錯誤的是()A.高速運動物體的動能不再是經典力學中的表達式B.質能方程表明質量和能量可以相互轉化C.質能方程為核能的利用提供了理論基礎D.物體的速度越大,其動能與經典力學計算結果差異越小7、在電磁學的知識體系中,法拉第電磁感應定律揭示了電磁現象的本質。一個閉合回路中的磁通量發生變化時,會產生感應電動勢。如果磁通量在極短時間內從Φ1變化到Φ2,以下哪個表達式能正確計算感應電動勢的大小?()A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t8、在熱力學過程中,等壓過程和等容過程具有不同的特點。一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程,與等容升溫過程相比,哪個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.√3F10、在熱力學中,熵是一個反映系統混亂程度的物理量。一個絕熱封閉系統,內部發生不可逆過程,系統的熵會怎樣變化?()A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少11、在熱力學第二定律的探討中,關于熵增加原理及其在熱現象中的體現,以下哪種表述是正確的?()A.熵增加原理指出,在任何自發的熱力學過程中,系統的熵總是增加的,這意味著熱量總是從高溫物體自發地流向低溫物體B.熵增加原理表明,封閉系統的熵不可能減少,熵的變化只與系統的初末狀態有關,與過程無關C.雖然熵增加原理適用于大多數熱力學過程,但在某些特殊情況下,系統的熵可能會減少D.熵增加原理只是一種理論假設,在實際的熱現象中無法得到驗證12、在磁場中,一根通有電流I、長度為L的直導線,垂直于磁場方向放置,若磁感應強度為B,那么導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14、在波動光學的薄膜干涉中,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,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16、在量子物理中,泡利不相容原理指出在一個原子中,不能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的量子態。那么在一個原子的同一軌道上,最多能容納幾個電子?()A.1B.2C.3D.417、在電磁學領域,對于一個變化的磁場在其周圍空間產生的電場,以下關于該感應電場的性質和特點的說法,錯誤的是()A.感應電場的電場線是閉合曲線B.感應電場的方向與磁場變化率的方向有關C.感應電場的強度與磁場變化的快慢成正比D.感應電場對處于其中的電荷不做功18、在波動光學中,薄膜干涉是一種常見的現象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上,發生干涉現象。若薄膜的厚度增加,干涉條紋的間距會如何變化?()A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定19、在量子力學的應用中,關于原子結構和能級的理論,以下哪種說法是準確的?()A.原子的能級是連續分布的,電子可以在任意能級之間躍遷,發出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級是分立的,電子只能在特定的能級之間躍遷,發出或吸收特定頻率的光子,符合玻爾的原子模型C.量子力學中的原子結構理論無法解釋原子光譜的精細結構和復雜現象D.原子的能級結構和電子躍遷與原子核的性質無關,只取決于電子的運動狀態20、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。克勞修斯表述指出,熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。那么,要實現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C.等待足夠長的時間D.以上都不對二、簡答題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)對于一個在非慣性參考系中運動的物體,如何引入慣性力來分析物體的受力和運動情況?2、(本題5分)在研究電荷在電場中的運動時,電勢能是一個重要的概念。請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系,并通過一個具體例子計算電荷在電場中的電勢能變化。3、(本題5分)在研究熱力學第二定律的微觀解釋時,說明熵增加原理與微觀狀態數的關系,并舉例說明在自發過程中熵的變化。4、(本題5分)在熱力學第一定律中,系統從外界吸收熱量、對外做功以及內能的變化之間存在一定的關系,請闡述這個關系,并舉例說明其在實際中的應用。5、(本題5分)闡述在波動光學中菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射的區別和聯系,并說明它們在光學實驗中的應用條件。三、計算題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)質量為m的物體從高為h的粗糙斜面頂端由靜止開始下滑,斜面與物體間的動摩擦因數為μ,斜面傾角為θ,求物體滑到底端時的速度大小和所用時間。2、(本題5分)一理想氣體進行如圖所示的循環過程,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點狀態參量為P1、V1、T1,2點狀態參量為P2、V2、T2,3點狀態參量為P3、V3、T3。求該循環的效率。3、(本題5分)在楊氏雙縫干涉實驗中,兩縫間距為d,縫屏距離為D,波長為λ的單色光垂直入射。計算相鄰明條紋或暗條紋的間距,并討論當波長、縫間距和縫屏距離變化時條紋間距的變化規律。4、(本題5分)一根長為2m,質量為1kg的均勻細桿,可繞其一端在豎直平面內轉動。已知細桿的轉動慣量為I=1/3mL^2,初始時細桿水平靜止,現對其施加一個垂直于細桿的力F=5N,作用時間為2s。求力撤去時細桿的角速度。5、(本題5分)一理想氣體經歷等容過程,壓強從p1變為p2,溫度從T1變為T2。已知該氣體的摩爾質量為M,求氣體吸收的熱量和內能的變化。四、論述題(本大
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