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一、简答题

1． 在流体力学中引入流管这一概念有什么意义？

【答案】流管是由一组流线所围成的细管，它可以形象地描述流体的运动。对于定常流动，流管的位置和形状保 持不变。这样，可将流体看成由若干个流管组成。只要知道每一个流管中流体的运动规律，就能了解整个流体的运动规律。从而把对整个流体的研宄转化为对某一选定的流管中流体的研宄。

2． 功可以完全变为热，热不能完全变为功，这种说法正确吗？

【答案】这种说法不够准确，因为在允许外界变化的前提下热也可以完全变为功。

3． 两个摆长不同的单摆

各自做简谐振动，若

将两单摆向右拉开一个相同的小角度

然后释放任其自由摆动。问：

（1）这两个单摆在刚释放时相位是否相同？

（2）当单摆达到平衡位置并向左运动时，单摆大致在什么位置和向什么方向运动？相位是超前还是落后？超前或落后多少？

【答案】（1）相同；

（2）大致在平衡位置稍向右偏的位置，且向平衡位置摆动，.

相位落后，落后

4． 在磁场变化的空间里，如果没有导体，那么在这个空间里是否存在电场？是否存在感应电动势？

【答案】这个空间里存在电场，存在感应电动势。

5． 使用温度计测量温度根据什么原理？

【答案】根据的是热力学第零定律。

6． 用光的波动说解释光电效应实验存在哪些困难？

【答案】（1）金属中的自由电子，由于受到带正电的原子核的吸引，必须从外部获得足够的能量才能从金属中逸出。按照波动理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波

的振幅决定的，跟频率无关，因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能够使电子获得足够的能量产生光电效应。然而这跟实验结果是直接矛盾的。极限频率的存在，即频率低于某一数值的光不论强度如何都不能产生光电效应，这是波动理论不能解释的。

（2）波动理论也不能解释光电子的最大初动能只与光的频率有关而与光的强度无关。 （3）产生光电效应的时间之短，也跟波动理论相矛盾，一束很弱的光波照射到物体上时，它的能量分布到大量的原子上，怎么可能在极短的时间内把足够的能量集中到一个电子上面使它从物体中飞出来呢。

7． 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。

8． 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。

9． “受迫振动达到稳定状态时，其运动方程可以写为定

是驱动力的频率。”这句话对吗？

【答案】

由初始条件决定”这句话不对，

因为受迫振动的振幅和初相并不取决于

是驱

其中由初始条件决

振子的初始状态，而是与振动系统自身的性质有关，而且也与驱动力的频率和幅值有关。

动力的频率”是对的。

10．帆船是用风作为动力的船。有经验的船民对几乎任何方向的风向，都能使船前进。这是为什么？

，设船前进的方向、帆【答案】风实际是运动的空气，将运动的空气作为研宄对象（质点系）

在船上的位置以及风向如图 （a ）所示。设时间内有质量m 的空气沿着帆面流过，由于帆面的宽度有限，空气分子运动速度 的大小可以认为不变，仅运动的方向改变。由图（b ）可见，空气分子所受的冲量为

帆所受的力为F ，其反作用力为船前进的动力。

，使船“顶风前进”。 如果风迎着船前进的方向吹来，可以采用锯齿形的路线（图（d ））

将

分解为沿航向的分力F 〃和垂直于航向的分力（图

不能使船做横向运动，就是推动

（c ））。由于船底龙骨和舵的作用，船在横向受到巨大阻力，

图

二、计算题

11．使用单色光来观察牛顿环，测得某一明环的直径为3.00 mm，在它外面第五个明环的直径为4.60 mm，所用平凸透镜的曲率半径为l.03m ，求此单色光的波长。这是什么光源发出的光？

【答案】设单色光的波长为λ，平凸透镜的曲率半径为R ，反射光中第k 级明环半径为牛顿环明纹条件，有：

第k+5级明环半径为：解得此单色光的波长：

12．

在平行放置的两偏振片和

（1）（2）在多大？（取

（3）在多大？

【答案】（1）因为

所以

（2）因为

所以

（3）同理，得

由

即

间放一块片，一束波长

片表面，

的平面波垂直通过该系统。

则波片厚度d

片由石英晶体制成，其光轴平行于

最小为多少？

片后观察，当波片的快轴分别与透振方向呈平行和45°夹角时，它们的光强度各为

后的光振幅为） 后观察，当

片的慢轴分别与透振方向呈平行和45°夹角时，它们的光强度各为