中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《電磁場與電磁波》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）

《電磁場與電磁波》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號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、關(guān)于靜電場中的電介質(zhì)，對于電介質(zhì)的極化現(xiàn)象、極化強(qiáng)度和電介質(zhì)對電場的影響，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.電介質(zhì)在電場中會(huì)發(fā)生極化B.極化強(qiáng)度與外加電場強(qiáng)度成正比C.插入電介質(zhì)會(huì)使電場強(qiáng)度減小D.電介質(zhì)的極化是瞬間完成的2、對于固體物理的知識，以下關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和晶格振動(dòng)的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.晶體具有規(guī)則的周期性結(jié)構(gòu)，晶格振動(dòng)對晶體的熱學(xué)性質(zhì)沒有影響B(tài).晶體中的原子或分子在空間呈無序排列，晶格振動(dòng)的頻率與晶體的彈性常數(shù)無關(guān)C.晶體結(jié)構(gòu)的類型眾多，晶格振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致晶體產(chǎn)生熱膨脹和熱傳導(dǎo)等現(xiàn)象D.晶格振動(dòng)只在高溫下對晶體的性質(zhì)有作用，在低溫時(shí)可以忽略不計(jì)3、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4、在狹義相對論中，同時(shí)的相對性是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于同時(shí)的相對性的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中可能不同時(shí)發(fā)生B.同時(shí)的相對性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時(shí)的相對性只在高速運(yùn)動(dòng)的情況下才明顯，低速時(shí)可以忽略D.同時(shí)的相對性意味著不存在絕對的同時(shí)性5、在靜電場中，高斯定理可以用來計(jì)算電場強(qiáng)度。對于一個(gè)帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場強(qiáng)度大小與距離r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比6、對于靜電場，一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運(yùn)動(dòng)？（）A.沿電場線方向加速運(yùn)動(dòng)B.沿電場線方向減速運(yùn)動(dòng)C.垂直電場線方向運(yùn)動(dòng)D.靜止不動(dòng)7、在波動(dòng)光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會(huì)變得更加尖銳明亮8、在靜電場中，電場線可以形象地描述電場的分布。關(guān)于電場線的性質(zhì)，以下說法正確的是：（）A.電場線是閉合曲線B.電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小C.電場線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷D.以上說法都不正確9、在量子力學(xué)的領(lǐng)域，微觀粒子具有波粒二象性。對于一個(gè)具有一定動(dòng)量p的微觀粒子，其對應(yīng)的德布羅意波長λ可以通過哪個(gè)公式計(jì)算？（）A.λ=h/pB.λ=p/hC.λ=hpD.λ=h/(p2)10、關(guān)于波動(dòng)方程，已知一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波速為v，波長為λ，頻率為f，那么其波動(dòng)方程可以表示為什么形式？（）A.y=Asin(2πft-2πx/λ)B.y=Asin(2πft+2πx/λ)C.y=Acos(2πft-2πx/λ)D.y=Acos(2πft+2πx/λ)11、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，角速度為ω。若對剛體施加一個(gè)恒定的合外力矩M，經(jīng)過一段時(shí)間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項(xiàng)表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無關(guān)12、在相對論力學(xué)中，相對論動(dòng)量和相對論能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有所不同。以下關(guān)于相對論動(dòng)量和能量的關(guān)系，不準(zhǔn)確的是？（）A.相對論能量和相對論動(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.相對論能量總是大于相對論動(dòng)量D.相對論動(dòng)量和能量的表達(dá)式只適用于高速運(yùn)動(dòng)的粒子13、在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像14、在相對論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)表明運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢。如果一個(gè)飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測量飛船上的時(shí)間流逝速度與地球上的時(shí)間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/515、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低16、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長無關(guān)17、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用歐姆表測量電阻時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)零操作。如果在測量前沒有進(jìn)行調(diào)零，測量結(jié)果會(huì)比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定18、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19、對于近代物理實(shí)驗(yàn)中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實(shí)驗(yàn)規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無關(guān)，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時(shí)發(fā)射等，愛因斯坦光電方程成功地解釋了這些規(guī)律，指出光具有粒子性C.光電效應(yīng)表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強(qiáng)度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應(yīng)的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進(jìn)一步修正20、在近代物理學(xué)的發(fā)展中，黑體輻射現(xiàn)象引發(fā)了重要的理論突破。對于一個(gè)黑體，其單位面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的能量與波長和溫度有關(guān)。在一定溫度下，隨著波長的增加，輻射能量會(huì)如何變化？（）A.一直增加B.先增加后減小C.一直減小D.先減小后增加21、在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們常常需要考慮力的作用。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變?yōu)?F，其他條件不變，物體達(dá)到速度v所需的時(shí)間會(huì)如何變化？（）A.時(shí)間不變B.時(shí)間縮短為原來的一半C.時(shí)間縮短為原來的四分之一D.無法確定22、在剛體力學(xué)中，對于轉(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)軸的位置無關(guān)23、在相對論中，長度收縮效應(yīng)指出運(yùn)動(dòng)物體的長度在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短。如果一個(gè)物體在相對觀察者以0.9c的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在運(yùn)動(dòng)方向上的長度變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？（）A.0.1B.0.44C.0.9D.0.524、在波動(dòng)光學(xué)中，兩束相干光疊加產(chǎn)生干涉條紋，條紋間距與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）A.光的波長B.兩束光的強(qiáng)度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關(guān)25、對于熱學(xué)中的熱平衡定律，以下關(guān)于兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度變化、熱量傳遞和熵的變化的解釋，不正確的是（）A.最終達(dá)到熱平衡時(shí)，兩個(gè)物體溫度相同B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體C.熱平衡過程中總熵增加D.熱平衡定律只適用于固體之間的熱傳遞二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。請解釋光的偏振原理，說明如何產(chǎn)生和檢測偏振光，并舉例說明其在通信和光學(xué)儀器中的應(yīng)用。2、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋波的群速度和相速度的概念和區(qū)別？3、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)中的卡諾定理，解釋其內(nèi)容和物理意義，推導(dǎo)卡諾熱機(jī)效率的表達(dá)式，并舉例說明其在熱機(jī)性能評估中的應(yīng)用。4、（本題5分）說明歐姆定律的內(nèi)容及適用條件，舉例說明其在電路分析中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)點(diǎn)在自然坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)，其位置矢量為s(t)，求質(zhì)點(diǎn)的切向加速度和法向加速度的表達(dá)式。2、（本題5分）一質(zhì)點(diǎn)在三維空間中做螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為r=R(cosωti+sinωtj+ktk)，其中R、ω和k為常數(shù)，求質(zhì)點(diǎn)的速度矢量、加速度矢量和軌跡方程。3、（本題5分）在折射率為n1的介質(zhì)中有一束光以入射角i射向折射率為n2的介質(zhì)表面，發(fā)生折射。已知入射角i和折射率n1、n2，計(jì)算折射角r。4、（本題5分）一個(gè)內(nèi)徑為r?、外徑為r?的均勻帶電圓環(huán)，圓環(huán)軸線上有一點(diǎn)電荷q，求圓環(huán)軸線上任意一點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢。5、（本題5分）一個(gè)理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程，初態(tài)壓強(qiáng)為P1，體積為V1，末態(tài)體積為V2。已知?dú)怏w的