西安航空學院《電磁場理論》2022-2023學年第一學期期末試卷

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頁西安航空學院《電磁場理論》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在研究簡諧振動時，一個質量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關于振動周期的變化，哪一項判斷是不準確的？（）（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動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)增大必然導致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關2、在經典力學的范疇中，關于牛頓運動定律的適用范圍和局限性，以下哪種說法是較為準確的？（）A.牛頓運動定律適用于所有宏觀和微觀物體的運動，沒有任何局限性B.牛頓運動定律只適用于宏觀低速物體的運動，在高速和微觀領域需要相對論和量子力學來修正C.牛頓運動定律對于高速運動的物體仍然適用，但對于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運動定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對象和問題3、關于熱力學第一定律，對于一個封閉系統(tǒng)經歷絕熱過程時，以下關于內能變化、外界做功和熱量傳遞的表述，不正確的是（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內能增加C.系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)內能減小D.內能的變化量等于外界做功的大小，與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關4、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經過時間2T后，未衰變的原子核數(shù)目占原原子核數(shù)目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/165、在量子力學的范疇內，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足一定的方程。若已知粒子的勢能函數(shù)為U(x)，且在某一區(qū)域內U(x)=0，那么在此區(qū)域內粒子的波函數(shù)滿足怎樣的方程？（）A.波動方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程6、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關于其產生原因和應用領域，哪一項是恰當?shù)?？（）A.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導致的，廣泛應用于攝影、通信、液晶顯示等領域B.光的偏振只與光的傳播方向有關，與光源和介質的性質無關，其應用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失，因此在大多數(shù)情況下應盡量避免D.光的偏振無法通過人工方法產生，只能在自然條件下觀察到7、對于靜電場，一個帶正電的點電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運動？（）A.沿電場線方向加速運動B.沿電場線方向減速運動C.垂直電場線方向運動D.靜止不動8、在光學的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強為I0，那么通過偏振片后的光強是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/89、在剛體力學中，轉動慣量是描述剛體轉動特性的重要物理量。以下關于轉動慣量的決定因素，不準確的是？（）A.與剛體的質量分布有關B.與轉軸的位置有關C.質量越大，轉動慣量一定越大D.對于形狀規(guī)則、質量分布均勻的剛體，可以通過公式計算轉動慣量10、在電學實驗中，測量電阻是常見的操作。用伏安法測量一個未知電阻R的阻值，實驗中電壓表的內阻為RV，電流表的內阻為RA。若采用電流表外接法，測量值會比真實值偏大還是偏??？（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定11、在光學的折射定律中，當光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角i和折射角r滿足什么關系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr12、在光學的全反射現(xiàn)象中，當光從光密介質射向光疏介質時，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全反射。對于某種介質，臨界角為45度，當入射角為60度時，反射光和折射光的強度比是多少？（）A.無窮大B.2:1C.1:1D.1:013、在光學的研究范疇，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。當一束光從折射率為n1的介質射入折射率為n2的介質時，入射角為i，折射角為r。以下哪個公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr14、在電磁學的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時，哪個物理量是相同的？（）A.波長B.波速C.頻率D.能量15、在剛體定軸轉動中，力矩的作用會改變剛體的轉動狀態(tài)。一個繞固定軸轉動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在相對論中，討論洛倫茲變換的物理意義和在不同慣性系之間進行物理量轉換時的作用？2、（本題5分）分析量子力學中的態(tài)疊加原理的內容及意義，探討其在量子力學中的應用。3、（本題5分）對于一個在非勻強磁場中運動的帶電粒子，如何分析其受到的洛倫茲力的大小和方向的變化，并探討其運動軌跡的特點？4、（本題5分）在相對論中，討論相對論對高速粒子壽命測量的影響？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入分析熱力學中的絕熱過程，闡述其物理概念、特點和數(shù)學表達式，以及在絕熱壓縮、膨脹等過程中的應用。2、（本題5分）熱力學系統(tǒng)的熱輻射現(xiàn)象遵循黑體輻射定律，探討黑體輻射的能量分布、斯特藩-玻爾茲曼定律和維恩位移定律，以及在熱輻射測量和紅外技術中的應用。3、（本題5分）詳細論述熱力學系統(tǒng)中的自由能和吉布斯函數(shù)，解釋其物理意義、計算方法以及在判斷熱力學過程自發(fā)性和平衡條件中的作用。4、（本題5分）深入探討量子力學中的量子阱和超晶格的結構和特性，解釋其物理原理、電子態(tài)和在半導體光電器件中的應用。5、（本題5分）分析熱力學中的不可逆過程熱力學，論述不可逆過程熱力學的基本概念、熵產生率和最小熵產生原理，以及在復雜系統(tǒng)和非平衡態(tài)熱力學中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個絕熱氣缸，內有一定質量的理想氣體，初始狀態(tài)壓強為P?，體積為V?，溫度為T?。經過絕熱壓縮，體積變?yōu)閂?。已知氣體的摩爾質量為M，比熱容比為γ。計算氣體的終態(tài)壓強P?、溫度T?和內能的變化。2、（本題10分）一質量為m?的物體以速度v?與質量為m?的靜止物體發(fā)生完全彈性碰撞，求碰撞后兩物體的速度。3、（本題10分）一個理想變壓器，原線圈匝數(shù)為10