2018年浙江师范大学教师教育学院905普通物理(力学与电磁学)[专业硕士]考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 地球绕太阳公转的轨道为椭圆形，太阳位于椭圆的一个焦点，请问地球与太阳组成的系统的角动量是否守恒? 地球位于近日点和远日点的公转速率哪个更大? 为什么？
【答案】系统的角动量守恒。地球位于近日点的公转速率较大。因为，地球与太阳间的作用力为有心力，其力矩 为零，故系统的角动量守恒；又由于近日点与太阳的间距较小，故地球位于近日点的公转速率较大。
2． 焦耳热功当量实验在建立热力学第一定律过程中有什么作用？
【答案】该实验将功和热量联系起来，并给出了转化的量度，为热力学第一定律的建立起了决定性作用。
3． 流体从粗管流向细管时，流速增大，使流体微团获得加速度的动力从何而来？
【答案】由连续性方程可知流体从粗管流向细管时，流速增大。这是由于截面积的减小，使单位体积的压强能转化为动能，从而使流速増大。
4． 如果你手头现在只有一块偏振片，可否用其区分自然光、部分偏振光和线偏振光？试解释之。
【答案】可以。以入射光方向为轴，将偏振片放在光路中绕该轴旋转一周，在此过程中，若透过偏振片的光强没 有变化，则入射光为自然光；若透过偏振片的光强随偏振片的旋转而变化，且透过偏振片的最小光强为零，则入 射光为线偏振光；若透过偏振片的光强虽随偏振片的旋转而变化，但透过偏振片的最小光强不为零，则此时的入射光为部分偏振光。
5． 在迈克耳孙干涉仪实验装置中，当与之间严格垂直时，其干涉图样是等倾干涉还是等厚干涉？当 与
与之间并不严格垂直时，其干涉图样是等倾干涉还是等厚干涉？ 之间严格垂直时，迈克耳孙干涉仪的干涉图样是等倾干涉；
当与之【答案】
当
间并不严格垂直时，其干涉图样则是等厚干涉。
6． 本征半导体的能带与绝缘体的能带有何异同？
【答案】在低温下，本征半导体的能带与绝缘体的能带结构相同。但本征半导体的禁带较窄，禁带宽度通常在2个电子伏特以下。由于禁带窄，本征半导体禁带下满带顶的电子可以借助热激发，跃迁到禁带上面空带的底部，使得满带不满，空带不空，二者都对导电有贡献。
7． 你怎样才能使罗盘磁针的磁性反转过来？
【答案】可以通过施加很强的反向磁场来使罗盘磁针的磁性反转过来。
8． 利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工件表面极小的加工纹路。在经过精密加工的工件表面上放一光 学平晶，使它们之间形成空气劈尖，用单色光垂直照射玻璃平晶，并在显微镜下观察到干涉条纹如图所示， 试根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件的表面是凸的还是凹的？
图
【答案】在理想情况下，在空气劈形膜上观察到的等厚条纹应为平行于棱边的直条纹。现在，有局部条纹向偏离 棱边的方向弯曲，说明在工件表面的相应位置处有一条垂直于棱边的不平的纹路。由于同一条等厚条纹对应于相 同的膜厚度，因此在图中所示的同一条纹上，弯离棱边的部分与直的部分对应的膜厚度应该相等。在理想情况下。 离开棱越远，膜的厚度应该越大；而现在在同一条纹上远离棱边处与近棱边处膜的厚度却是相等的，这说明工件 表面的纹路是凸出来的。
9． 氢气与氦气的温度相同，则两种气体分子的平均平动动能是否相同？两种气体分子的平均动能是否相同？内能是否相等？
【答案】根据能量均分定理：在温度为T 的平衡态下，气体分子每个自由度的平均动能都相等，氢气为双原子 分子具有3个平动自由度，2个转动自由度，而氦气为单原子分子只有3个平动自由度，所以他们的平均平动动 能相同，平均动能不同，内能也不相同。
10．光子在哪些方面与其他粒子（譬如电子）相似？在哪些方面不同？
【答案】（1）光子和其他粒子都具有速度、动量以及能量。
（2）光子和其他粒子不同处：光子可以发生湮灭和产生，而其他粒子不行；光子没有质量，而其他粒子有质量。
二、计算题
11．一平面简谐波沿轴正方向传播，振幅质点
的振动状态为
【答案】设波动方程为
当时，
对点有 角频率当时处的处的质点
的振动状态为求该波的波动方程。
对点有
解得
波动方程为
12．一炮弹以速率和的夹角发射，到达弹道最高点时爆炸（见图 （a ））, 成为质量相等的两块，
其中一块以的速率垂直下落，求另一块的速率及其与水平方向的夹角（忽略空气阻力）。
故取
图
【答案】
设炮弹的质量为
根据抛体运动公式可以求出到达最高点
时炮弹的速度大小为
方向水平向右。
设炮弹爆炸后另一块的速率为
速度方向与水平方向夹角为在极其短暂的爆炸过程中，爆炸力是内力，远远大于外力重力，因此爆炸前后系统动量守恒，故有
即
依此可得动量矢量图，如图 （b ）所示。根据图中几何关系，得到
解得
13．2mol 单原子分子理想气体从某初态经历热容量为
为初态温度2
倍、体积为初态体积
【答案】热容量的定义为
由题意知过程方程为
方向水平向右，其动量大小为
的准静态过程，到达温度及系统对外所做的功W 。 倍的终态。试求内能增量