2018年沈阳师范大学物理科学与技术学院853普通物理学考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 转动刚体的机械能包括哪些能量？要使刚体平衡，需要满足什么条件？
【答案】转动刚体的机械能包括质心的动能、势能以及绕质心的转动动能。要使刚体平衡，
需要满足以下两个条件
：
2． 微观粒子波动性用什么来描述？其随时间变化遵守什么方程？
【答案】用波函数描述，其随时间变化遵守薛定谔方程。
3． 什么是宇宙大爆炸？支持这一理论的依据有哪些？
【答案】宇宙学的研宄方法是逐步地往前追溯，相应的推论是宇宙温度越早越高。如果前推到极端，宇宙的膨胀应该是从密度和温度都为无穷的状态开始的。历史上，“宇宙大爆炸”的说法起源于伽莫夫的反对者。如果宇宙是有限的，它最初占据很小的体积，又具有很高的温度，其行为很像一次爆炸的开始。宇宙从大爆炸的原始火球中诞生，并不断膨胀。在大爆炸后
瞬间还经历了R 骤增的“暴胀”阶段，之后缓慢地膨胀，逐渐成为如今的尺度。
1965年，美国贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙空间存在的微波背景辐射，为大爆炸假说提供了有力的证据。
4． 假如电场力做功与路径有关，
定义电势的公式
还能不能引入电势的概念？
【答案】假如电场力做功与路径有关，
则积分在未指明积分路径以前就没有意义。还有没有意义？从原则上讲，这时的一因为积分与路径有关，路径不同，积分的结果也不同。相同的初位置，可以有多种不同的积分值，
即没有确定的意义，因而不能根据它引入电势的概念。
5． 受力分析过程中如何做到不漏力，也不虚构力？
【答案】首先确定重力，然后以重力为起点沿顺时针方向转一周逐一找研宄对象与外界的接触，有一个接触面（点）就可能存在一个弹力或摩擦力，这样做就不会漏力。另外，一个真实的力必须有施力物体，找不到施力物体的力则是虚构的力。
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． 作匀速直线运动的物体有没有角动量? 动量是否守恒? 角动量是否守恒？
【答案】（1）不一定。因为，作匀速直线运动的物体有没有角动量，主要是看参考点位置的选取，如果参考点取 在该直线上，则角动量就为零；如果参考点不在该直线上，则物体的角动量就不为零。
（2）动量守恒。因为，作匀速直线运动物体的速度大小和方向均不变，所以其动量守恒。 （3）角动量不一定守恒。因为，角动量是否守恒主要取决于运动的物体对空间某参考点的力矩是否为零， 这里关键是看参考点的选取。对于作匀速直线运动的物体来说：①如果参考点取在该直线上，则其所受的力矩就为零，其角动量就守恒；②如果参考点不在该直线上，则物体所受的力矩就不为零，其角动量就不守恒。
8． 将电压U 加在一根导线的两端，设导线的截面半径为r
、长度为
由电子漂 移速率的影响。
（1）U 增至原来的两倍；
（2）r 不变
，増至原来的两倍；
（3
）不变，r 増至原来的两倍。
【答案】（1）自由电子的平均速率与导体肉某点处单位体积内的自由电子数n 和电流密度J
的关系为
原来的两倍。
（2）r 不变
，増至原来的两倍，即R 增至原来的两倍，所以自由电子漂移速率是原来的二分之一。
（3
）、U 不变，r 増至原来的两倍，S 为原来的4倍，R
为原来的，RS 不变，那么自由电子平均漂移 速率不变。
9． 一定量的理想气体分别经绝热、等温和等压过程后膨胀了相同的体积，试从p-V 图上比较这三种过程做功的差异。
【答案】理想气体分别经绝热、等温和等压过程膨胀相同的体积，三者中绝热过程做功最少，等压过程做功最多。
10．在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若发生下列情况时，试分析衍射图样会发生怎样的变化：
（1） 狭缝宽度减小；（2）提高入射光的频率；（3）将单缝沿原方向上、下平移；（4）入射光并非垂直入射，而是以一定的倾角i 入射到单缝。 R 保持不变，U 增至两倍，所以自由电子平均漂移速率是试分别讨论下列情况对自
图
【答案】（1）衍射图样中中央明纹变宽，各级明纹的间距扩大，而亮度减小；
（2）衍射图样中各级明纹的间距减小；
（3）衍射图样不变；
（4）衍射图样中中央明纹的位置会发生上、下移动，移动方向与入射光的方向有关，移动距离则与入射倾 角i 有关。
二、计算题
11．如图1所示，一表面涂黑的圆筒形容器，直径高筒内盛有液氦，其温度恰好是氦的沸点4.2K. 圆筒外包有绝热材料，绝热材料与圆筒之间可能存在的空隙抽成真空。绝热材料维持在液氮温度77K ，其总辐射本领是同温度下黑体总辐射本领的1/2。试问：每小时有多少液氦蒸发掉？假设汽化的氦气立即逸出，不考虑液氦与外界的任何气体传热与固体导热。已知液氦在4.2K
时的汽化热为
图1
【答案】容器壁涂黑，看作黑体，由斯特藩-玻尔兹曼定律，
其总辐射本领为
式中
式中绝热材料非黑体，但其总辐射本领为黑体之半，即
从板2流向板1的能量包括板2的辐射
容器壁与绝热材料间通过福射传热。如图2所示，板1代表容器，板2代表绝热材料，则单位时间通过单位面积从板1流向板2
的辐射能为
能
以及反射能
向容器的能量为
因此单位时间通过单位面积从板2流向板1，即从绝热材料流