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2018年厦门大学化学系615普通物理学(含热、力、光、电)考研强化五套模拟题

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2018年厦门大学化学系615普通物理学(含热、力、光、电)考研强化五套模拟题(一) . ... 2

2018年厦门大学化学系615普通物理学(含热、力、光、电)考研强化五套模拟题(二) . . 10

2018年厦门大学化学系615普通物理学(含热、力、光、电)考研强化五套模拟题(三) . . 18

2018年厦门大学化学系615普通物理学(含热、力、光、电)考研强化五套模拟题(四) . . 25

2018年厦门大学化学系615普通物理学(含热、力、光、电)考研强化五套模拟题(五) . . 34

一、简答题

1. 驻波和行波有什么区别?驻波中各质元的相位有什么关系?为什么说相位没有传播?驻波中各质元的能 量如何变化的?为什么说能量没有传播?驻波的波形有何特点?

【答案】(1)行波是指振动的传播,在波线方向上波形随时间作周期性的变化;而驻波是由两列同振幅但传播方 向相反的相干行波合成的,在波线方向上波形不随时间变化。

(2)驻波中两相邻波节间各质元的相位相同,一波节两侧的各质元相位相反。

(3)因为驻波没有波形的跑动,

驻波方程中没有

以没有相位的传播。

(4)在驻波中,动能和势能相互转换,形成了能量交替地从波腹附近转向波节附近,再由波节附近转回到波腹附近。

(5)因为在动能和势能的相互转换过程中,总能量保持不变,所以没有能量的定向传播。 (6)驻波出现时,弦线上将会出现始终静止不动的点,称为波节;而有些点的振幅始终最大,称为波腹。在每一段介质中,两端波节始终不动,它们之间各点做振幅不同但相位相同的简谐振动,每段中间的点的振幅最大,这些点即是波腹。从波腹到波节,振幅逐渐减小,波节处振幅减小到零。

2. 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。

3. 在航海指南里,为什么规定同向并行船舶的速度和距离?“河道宽处水流缓,河道窄处水流急”,如何解释?

【答案】两船之间的水流快,压强低,水面也比远处的外缘低,外缘水的巨大压力可以把两船挤到一起。船距大 的地方水速小,若船距小则中间的水速大,船的平衡性就差。历史上这样的事故多次发生,20世纪初,一只法国舰队在地中海演习,一艘装甲旗舰招来一艘驱逐舰待命。驱逐舰高速开来,到旗舰附近时,突然向它的船头方 向急转弯,结果撞到船头上,被劈成两半。根据连续性原理,同一流管任一截面处流速与截面积的乘积是一个常数,即截面积大的地方流速小,截面积小的地方流速大。

因子,不存在振动状态的传播,所

4. 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?

【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。

5. 一个平台可绕中心轴无摩擦地转动,且开始时保持静止。一辆带有马达的玩具小汽车在平台上相对平台 由静止开始绕中心轴作圆周运动,问这时小车相对于地面怎样运动?圆台将如何运动?经一段时间后,小车突然刹车,则圆台和小车又将怎样运动?在此过程中小车和圆台系统动量是否守恒?机械能是否守恒?角动量是否守恒?为什么?

【答案】圆台和小车对地作定轴转动,角速度逐渐变大,最后角速度达到最大值,但角速度的方向相反;对地来 说,定轴转动,角速度逐渐变小,最后静止;系统的动量不守恒,机械能不守恒,角动量守恒,以小车和平台作 为研宄对象,受到轴向力,因此系统受外力,所以系统的动量不守恒,改变小车和圆盘的速度需要外界输入能量, 故机械能不守恒,在运动轨迹的切向方向上,不受外力,故角动量守恒。

二、计算题

6. 设一质点的位移可用两个谐振动的叠加来表示:

(1)写出这质点的速度和加速度表达式;

(2)这质点的运动是不是谐振动?

(3)画出其x —t 图线。

【答案】(1)由质点运动学可知,质点的速度为

质点的加速度为

(2)由于加速度a 与质点的位移x

不具备谐振动的特征即

(3)根据两个谐振动曲线画出的x —t 图线,如图所示。 所以质点不作谐振动。

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7. 长为的直导线AB 均匀地分布着线密度为的电荷。求:

(1)在导线的延长线上与导线一端B 相距R 处P 点的电场强度;

(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距R' 处Q 点的电场强度。

【答案】(1)如图a 所示,取A 点为坐标原点,向右为x 辆正方向。直导线上任一线元化到A 点距离为

x , 其产生的电场强度为

由于各线元在P 处产生电场强度的方向相同(沿x 轴正方向)

,故总电场强度为

方向沿x 轴正方向。

(2)若以导线AB 中心为坐标原点,如图

b 所示,线元化在Q 点产生的电场强度为

由于对称性,叠加电场强度沿y 轴正方向,水平方向相互抵消。故Q 点的电场强度为

方向沿y 轴正方向。

当导线为无限长时,由上式可得电场强度为