2017年内蒙古师范大学科学技术史研究院843普通物理考研题库
● 摘要
一、简答题
1．
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。
2． 说明位移电流和传导电流的不同含义。
【答案】传导电流是大量自由电荷的宏观定向运动，位移电流的实质却是关于电场的变化率而与电荷的定向移动元关；传导电流通过电阻时会产生焦耳热，而位移电流没有热效应；传导电流主要存在于导体中，而位移电流可存在于真空、导体和介质中。
3． 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
4． 试说明钾原子中电子的排列方式，并和钠元素的化学性质进行比较。
【答案】电子在原子中的分布遵从泡利不相容原理和能量最小原理。
钾原子核外共有19个电子，其排列方式为：钠原子核外共有11个电子，其排列方式为：
，具有相似的化学性质，化学性质都比较活泼。 钾和钠最外层都只有一个电子（价电子）
5． 顺磁质和铁磁质的磁导率明显地依赖于温度，而抗磁质的磁导率则几乎与温度无关，为什么？
【答案】因为分子磁矩和磁畴在磁化过程中受到分子热运动的影响，所以磁导率依赖于温度；而抗磁质在磁场中 的附加磁矩几乎不受温度的影响，所以其磁导率几乎与温度无关。
6． 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。
7． 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。
8． 两个摆长不同的单摆
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
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
9． 给车胎打气使其达到所需的压强，冬天和夏天打入车胎内的空气质量是否相同？
【答案】不同。因为两种情况下气体的温度不同，达到一定压强时的气体质量也不相同。
10．将尺寸完全相同的铜环和木环适当放置，使通过两环中的磁通量的变化率相等。问在两环中是否产生相同的感应电场和感应电流？
【答案】产生相同的感应电场，感应电动势相同，但木环内没有感应电流。
二、计算题
11．一转动惯量为J 的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为比，即
（k 为正的常数），求圆盘的角速度从
设它所受阻力矩与转动角速度成正
时所需的时间。
变为
【答案】圆盘绕固定轴转动时，由转动定律可得：而由已知条件得：
简化上两式并积分：
所以时间为：
角频率为的简谐波。
12．图中处为波源，向左右两边发射振幅为它到的距离为
为波密介质反射面，
为波长，试讨论点两边合成波的性质。
图
【答案】设图中为坐标原点，向右为轴正方向。在波源与反射面区域，即波源发出的沿负方向传播的波为
这一入射波在反射面
处引起的振动为
区域，由
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