吉林化工學(xué)院《電磁學(xué)與光學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)吉林化工學(xué)院《電磁學(xué)與光學(xué)》

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15個(gè)小題，每小題2分，共30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、在電學(xué)中，一個(gè)電容器充電后與電源斷開(kāi)，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(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.電容增大，電壓減小，電場(chǎng)強(qiáng)度減小C.電容不變，電壓不變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變D.電容減小，電壓不變，電場(chǎng)強(qiáng)度減小2、在熱力學(xué)第三定律的探討中，關(guān)于絕對(duì)零度不可達(dá)到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學(xué)第三定律指出，絕對(duì)零度可以通過(guò)有限的步驟達(dá)到，只是目前的技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)B.絕對(duì)零度不可達(dá)到意味著在任何過(guò)程中，系統(tǒng)的溫度都不可能降低到絕對(duì)零度，這反映了熱現(xiàn)象的方向性和有限性C.熱力學(xué)第三定律對(duì)實(shí)際的熱學(xué)過(guò)程沒(méi)有任何指導(dǎo)意義，只是一種理論上的假設(shè)D.絕對(duì)零度不可達(dá)到是因?yàn)樵诮咏^對(duì)零度時(shí)，物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)發(fā)生奇異的變化，使得進(jìn)一步降溫變得不可能3、對(duì)于相對(duì)論性動(dòng)能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說(shuō)法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能趨于無(wú)窮大D.動(dòng)能增長(zhǎng)速度逐漸變慢4、在剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律有著重要的應(yīng)用。一個(gè)旋轉(zhuǎn)的飛輪，在不受外力矩作用時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量發(fā)生變化，角速度會(huì)怎樣相應(yīng)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(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比變化5、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的研究中，一個(gè)質(zhì)量分布不均勻的圓盤(pán)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若已知圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤(pán)的角動(dòng)量和動(dòng)能，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.角動(dòng)量等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積B.動(dòng)能可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的平方計(jì)算C.改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量不變D.圓盤(pán)的動(dòng)能與質(zhì)量分布的均勻程度無(wú)關(guān)6、關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)，對(duì)于一個(gè)水平彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)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(cuò)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(zhì)量和彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C.相位描述振子在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D.振子通過(guò)平衡位置時(shí)，速度最大，加速度為零7、在近代物理的研究中，對(duì)于原子核的結(jié)構(gòu)和放射性衰變，以下關(guān)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(zhì)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(guò)程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例無(wú)關(guān)8、在剛體力學(xué)中，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，以及定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，以下說(shuō)法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動(dòng)C.只有保守力做功時(shí)，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無(wú)關(guān)9、關(guān)于熱力學(xué)過(guò)程中的絕熱過(guò)程和等溫過(guò)程，以下對(duì)于絕熱壓縮和等溫壓縮過(guò)程中壓強(qiáng)變化、內(nèi)能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過(guò)程壓強(qiáng)增加較快B.等溫壓縮過(guò)程內(nèi)能不變C.絕熱壓縮過(guò)程外界對(duì)系統(tǒng)做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過(guò)程外界做功相同10、在熱學(xué)的熱傳遞過(guò)程中，以下哪種方式是通過(guò)微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞熱量的？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對(duì)流C.熱輻射D.以上方式均是11、在靜電場(chǎng)中，高斯定理是一個(gè)非常重要的定理。以下關(guān)于高斯定理的應(yīng)用條件，不正確的是？（）A.電場(chǎng)必須是由對(duì)稱性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場(chǎng)具有高度的對(duì)稱性C.可以用于計(jì)算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過(guò)該曲面的電通量12、關(guān)于靜電場(chǎng)中的電勢(shì)，在一個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，等勢(shì)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(duì)于磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理，以下關(guān)于其內(nèi)容和應(yīng)用中的注意事項(xiàng)，哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？（）A.安培環(huán)路定理指出，在穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任何閉合回路的線積分等于穿過(guò)該回路所包圍面積的電流代數(shù)和的μ0倍，但該定理不能用于求解非對(duì)稱電流分布產(chǎn)生的磁場(chǎng)B.安培環(huán)路定理適用于任何磁場(chǎng)，只要知道回路所包圍的電流，就可以直接求出磁感應(yīng)強(qiáng)度C.應(yīng)用安培環(huán)路定理時(shí)，不需要考慮磁場(chǎng)的對(duì)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(dǎo)電流，不包括位移電流14、在波動(dòng)學(xué)中，一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，其波速為v，波長(zhǎng)為λ，周期為T(mén)。某一時(shí)刻的波形圖如圖所示。以下關(guān)于經(jīng)過(guò)時(shí)間t后波形的移動(dòng)距離，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.移動(dòng)距離為vtB.當(dāng)t=nT（n為整數(shù)）時(shí)，波形不變C.移動(dòng)距離與波長(zhǎng)和周期無(wú)關(guān)D.可以通過(guò)波速和時(shí)間的乘積計(jì)算移動(dòng)距離15、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見(jiàn)的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對(duì)位置、匝數(shù)以及周?chē)橘|(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象會(huì)影響磁場(chǎng)的分布。請(qǐng)解釋磁介質(zhì)的磁化機(jī)制，說(shuō)明順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)和鐵磁質(zhì)的磁化特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明磁介質(zhì)在電磁器件中的應(yīng)用。2、（本題5分）說(shuō)明原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)及玻爾理論的主要內(nèi)容，分析玻爾理論在原子物理學(xué)中的地位。3、（本題5分）簡(jiǎn)述剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)及轉(zhuǎn)動(dòng)定律，分析轉(zhuǎn)動(dòng)定律在剛體力學(xué)中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述熱力學(xué)第三定律，解釋其絕對(duì)零度不可達(dá)到的內(nèi)涵，分析其在低溫物理研究和熱力學(xué)理論完善中的作用和意義。2、（本題5分）詳細(xì)論述熱力學(xué)第一定律，解釋其能量守恒的內(nèi)涵，通過(guò)實(shí)例分析其在熱機(jī)、制冷機(jī)等熱工設(shè)備中的應(yīng)用以及能量轉(zhuǎn)化和守恒的情況。3、（本題5分）分析流體力學(xué)中的非牛頓流體，論述非牛頓流體的特性、本構(gòu)方程和常見(jiàn)類型，以及非牛頓流體在食品工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和化工領(lǐng)域的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)分析靜磁場(chǎng)中的磁滯回線和磁性材料的分類，闡述其物理意義、測(cè)量方法和在電磁學(xué)器件設(shè)計(jì)和材料選擇中的應(yīng)用。5、（本題5分）從物理角度探討超導(dǎo)磁懸浮的原理和應(yīng)用，包括超導(dǎo)材料的磁特性、懸浮力的計(jì)算和在交通、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的發(fā)展前景和技術(shù)挑戰(zhàn)。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)半徑為R的無(wú)限長(zhǎng)圓柱形均勻載流導(dǎo)體，電流沿軸向流動(dòng)，電流密度為J。求導(dǎo)體內(nèi)部和外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，并計(jì)算通過(guò)以導(dǎo)體軸線為中心、半徑為r（r>R）的圓形截面的