2018年河南科技大学物理工程学院646普通物理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 一个孤立导体球带电荷量为q , 其表面附近的电场强度沿什么方向？当把另一带电体移近这个导体球时，球表面附近的电场强度将沿什么方向？表面上的电荷分布是否均匀？表面是否是等势体？电势值有无变化？球体内的电场强度有无变化？
【答案】孤立带电导体球的电荷在表面均匀分布，因此表面附近电场强度的方向与导体表面的法线方向平行，即沿球体的径向方向。然而，当把另一带电体移近导体球时，由于静电感应，导体球表面上的电荷不再均匀分布，不过电场强度的方向仍与导体表面垂直。
处于静电平衡状态的导体球，其表面是一个等势体，但其电势值相比原孤立导体球会有变化；但此时球体内的电场与原孤立导体球体内的电场一样，电场强度皆为0。
3． 试比较引力辐射与电磁辐射的异同？
【答案】引力辐射的性质与电磁辐射的性质相仿，比如，二者都以光速c 传播；都携带场的能量、动量和辐射源的有关信息；都是横波，且在辐射源的远处都是平面波。但是二者也有明显
的差别，比如引力波非常弱，
其强度只有电磁辐射的
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？
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。
5． 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。
6． 对一个静止的质点施力，如果合外力为零，此质点不会运动。如果是一个刚体，是否也有同样的规律？ 对于刚体，外力作用对其运动状态的影响与质点相比有哪些不同？
【答案】不一定。因为刚体除了平动还有转动，要使刚体平衡，除了合外力为零以外，还要求合外力矩同时为零。 对于刚体，外力作用可能会使其平动也可能使其转动或兼而有之，但质点是不会转动的，外力只可能使其平动， 这是质点和刚体的主要不同之处。
7． “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。
8． 棒球运动员在接球时为何要戴厚而软的手套? 篮球运动员接急球时往往持球缩手，这是为什么？
【答案】这样做是为了增加手与球的作用时间，从而减小球对手的冲力。
9． 图中三个容器的底面积相同，液面高度相同，容器底面受到的压力是否相同？它们对台面的压力是否相同？
图
【答案】因为液面高度相同，所以容器底面处的压强相等。又由于底面积相同，故容器底面 受到的压力相同。因为各容器内液体的重量不同，所以它们对台面的压力不相同。
10．在完全弹性碰撞中，哪些量保持不变? 在非完全弹性碰撞中，哪些量保持不变？
【答案】（1）在完全弹性碰撞中，动量和动能保持不变；（2）在非完全弹性碰撞中，只有动量保持不变。
二、计算题
11．一根长为L 的水平粗管与一根竖直细管连接成如热图所示的形状。把细管下端插入密度为液体之中。然后将粗管的管口封住，并使粗管绕细管以恒定的微小角速度
度为
液面上升的高度h 。
旋转。已知空气的密细管的体积与粗管相比可以忽略，毛细现象也可忽略。在温度恒定的条件下，试求细管中
热图
【答案】取以旋转的非惯性系，取x 轴沿粗管水平长度方向，原点在细管处，则粗管中在x 位置的空气分子 具有的惯性离心势能为
式中m 为分子质量。
使得粗管中的气体分子数密度沿x 轴按玻尔兹曼分布，为
式中
不变，应有
故
题设为小量，故有
及
代入，得
大气压强为 为x=0处（即粗管中紧挨细管处）的n 值；T 为空气温度。 则因旋转前后粗管内空气分子总数设粗管截面积为S ,
封闭旋转前的空气分子数密度为
封闭旋转后，粗管中紧挨细管处的气体压强为