信陽師范大學(xué)《電磁學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在相對(duì)論中，當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，以下哪個(gè)物理量會(huì)變得接近于無窮大？（）A.物體的質(zhì)量B.物體的動(dòng)能C.物體的動(dòng)量D.物體的勢(shì)能2、在波動(dòng)光學(xué)的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)的裝置、條紋特點(diǎn)和物理意義，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋等間距B.夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中中央亮紋最寬C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明了光的波動(dòng)性D.干涉和衍射現(xiàn)象不能同時(shí)發(fā)生3、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)匝數(shù)為N、面積為S的線圈在均勻磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω24、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)。以下關(guān)于等壓過程和等容過程的比較，不正確的是？（）A.在等壓過程中，系統(tǒng)對(duì)外做功等于壓力與體積變化的乘積B.在等容過程中，系統(tǒng)不對(duì)外做功C.等壓過程中內(nèi)能的變化與等容過程中內(nèi)能的變化相同D.等壓過程和等容過程的熱容量不同5、關(guān)于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小6、在熱力學(xué)過程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，經(jīng)過絕熱膨脹后，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定7、在量子力學(xué)中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)的基本方程。對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足薛定諤方程，以下關(guān)于定態(tài)的說法正確的是：（）A.定態(tài)時(shí)粒子的能量不隨時(shí)間變化B.定態(tài)時(shí)粒子的位置不隨時(shí)間變化C.定態(tài)時(shí)粒子的速度不隨時(shí)間變化D.以上說法都不正確8、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關(guān)系。以下關(guān)于斯涅爾定律的應(yīng)用，不正確的是？（）A.可以用于計(jì)算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見光，對(duì)其他電磁波不適用9、在量子物理中，氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對(duì)于氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh10、在研究磁場(chǎng)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(chǎng)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.√3F11、關(guān)于萬有引力定律，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)12、在相對(duì)論力學(xué)中，相對(duì)論動(dòng)量和相對(duì)論能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有所不同。以下關(guān)于相對(duì)論動(dòng)量和能量的關(guān)系，不準(zhǔn)確的是？（）A.相對(duì)論能量和相對(duì)論動(dòng)量滿足一定的關(guān)系式B.當(dāng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論動(dòng)量和能量近似等于經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式C.相對(duì)論能量總是大于相對(duì)論動(dòng)量D.相對(duì)論動(dòng)量和能量的表達(dá)式只適用于高速運(yùn)動(dòng)的粒子13、關(guān)于靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)，對(duì)于電介質(zhì)的極化現(xiàn)象、極化強(qiáng)度和電介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的影響，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.電介質(zhì)在電場(chǎng)中會(huì)發(fā)生極化B.極化強(qiáng)度與外加電場(chǎng)強(qiáng)度成正比C.插入電介質(zhì)會(huì)使電場(chǎng)強(qiáng)度減小D.電介質(zhì)的極化是瞬間完成的14、對(duì)于簡諧振動(dòng)，一個(gè)做簡諧振動(dòng)的物體，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=Asin(ωt+φ)，以下哪個(gè)物理量決定了振動(dòng)的初相位？（）A.AB.ωC.φD.t15、在電磁學(xué)的安培環(huán)路定理中，對(duì)于一個(gè)載有恒定電流的長直導(dǎo)線，若以導(dǎo)線為軸作一個(gè)半徑為r的圓形環(huán)路，當(dāng)r<導(dǎo)線半徑時(shí)，環(huán)路上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無關(guān)16、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過程通常需要特定的邊界條件C.對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對(duì)論情況17、在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。若磁通量的變化率恒定，以下關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小恒定B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與回路的電阻無關(guān)18、對(duì)于熱力學(xué)第二定律，以下關(guān)于熱機(jī)效率、熵的概念以及自發(fā)過程的方向性的闡述，不準(zhǔn)確的是（）A.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%B.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)C.自發(fā)過程總是朝著熵減小的方向進(jìn)行D.熵是系統(tǒng)無序程度的度量19、在波動(dòng)學(xué)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(shí)刻的波形圖如圖所示。以下關(guān)于經(jīng)過時(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)距離與波長和周期無關(guān)D.可以通過波速和時(shí)間的乘積計(jì)算移動(dòng)距離20、在研究簡諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動(dòng)的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無關(guān)21、在熱力學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低22、在相對(duì)論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）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)能的增加變得越來越困難D.動(dòng)能的增加變得越來越容易23、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足一定的方程。若已知粒子的勢(shì)能函數(shù)為U(x)，且在某一區(qū)域內(nèi)U(x)=0，那么在此區(qū)域內(nèi)粒子的波函數(shù)滿足怎樣的方程？（）A.波動(dòng)方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程24、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個(gè)匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)如何變化？（）A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半25、在光學(xué)成像的原理中，對(duì)于薄透鏡成像公式的推導(dǎo)、適用條件以及像的性質(zhì)和特點(diǎn)，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.薄透鏡成像公式適用于各種類型的透鏡B.像的虛實(shí)、正倒和大小與物距和焦距有關(guān)C.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數(shù)越大二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說明理想氣體狀態(tài)方程的表達(dá)式及各物理量的含義，分析其在氣體性質(zhì)研究中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論中，質(zhì)速關(guān)系表明物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大。請(qǐng)從相對(duì)論的基本原理出發(fā)，推導(dǎo)質(zhì)速關(guān)系的公式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高能物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。3、（本題5分）在量子力學(xué)的諧振子模型中，論述其哈密頓量的形式、能級(jí)分布和波函數(shù)的特點(diǎn)，以及在微觀粒子振動(dòng)問題中的應(yīng)用。4、（本題5分）闡述自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和自感系數(shù)的影響因素，說明在實(shí)際電路中自感現(xiàn)象可能帶來的影響和應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，一個(gè)電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離為d，且AB連線與電場(chǎng)線的夾角為θ。已知電場(chǎng)強(qiáng)度E、電荷量q、距離d和夾角θ，求電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。2、（本題5分）有一均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。一長為L、寬為W、質(zhì)量為m的矩形金屬框，有N匝，以速度v垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)，求金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小和方向。3、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上以初速度v?開始運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的恒力F作用，求物體運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間關(guān)系，并計(jì)算物體停止運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間和位移。4、（本題5分）一束自然光通過兩個(gè)偏振片，其偏振化方向夾角為60°。已知入射光的強(qiáng)度為I0，求通過第二個(gè)偏振片后的光強(qiáng)。5、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其位置矢量為r=xi+yj，其中x=Acosωt，y=Asinωt