2018年南昌大学理学院839普通物理(力、热、电、光)考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 拔河比赛时，在比赛即将开始之前两队队员都会握紧绳子，身体保持向后倾斜并尽可能降低重心，目的是什么？作何解释？
【答案】为了增大地面对人的摩擦力。
3． 说明宇宙红移以及哈勃定律的起因？
【答案】斯里弗等人观测了十来个漩涡星云的光谱，发现星系光谱波长大多比实验室观测到的要长，即有光谱的红移。若把这红移理解为多普勒效应的后果，则表明，这些星云都在远离地球退行，其退行速度大大地高于恒星的视向速度。1929年，哈勃以24个已知距离星系的观测资料为依据，推算出星系退行的定量规律，光源越远，它远离我们而去的速度也越快。这种趋势称为哈勃定律。宇宙红移以及哈勃定律都是由于宇宙膨胀。
4． 内能和热量这两个概念有何不同？以下说法是否正确？
（1）物体的温度越高，则热量越多；
（2）物体的温度越高，则内能越大。
【答案】内能是状态量，在一定状态下，系统的内能是确定值，它是状态的单值函数。热量是过程量，离开热交换过程是无意义的，它是与传热过程相对应的能量交换的一种量度。
（1）错。物体温度越高，分子运动就越剧烈，但不一定表明会向其他系统放出热量。
（2）错。对一定量的理想气体，内能是温度的单值函数，温度越高，内能越大。但如果不是理想气体，则必须充分考虑分子间的相互作用势能。温度升高，虽然热运动动能増加，但如果体积发生变化，也可能使分子间的势能降低，因此内能仍有可能会减少。
5． 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。
6． 利用双折射现象如何制成波片？
【答案】波片是由一块表面平行的单轴晶体（如方解石、石英等）切割成的薄片。当一束振
幅为的平行光垂 直入射到波片上时，
在入射点分解为
光和光，并具有相同的相位，光进入晶体后
，
光和光的传播速度不同，二者的波长不同，逐渐形成相位不同的两束光。经过厚度
为的波片后，相位差为
可见，
切割成的薄片的厚度不同，两束光之间的相位差不同，这样就可以制成不同的波片。常见的波片是
波片和半波片。
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． 若有一块金属表面的平整程度需要检验，你可否利用光学的方法提出一个可行的检验方案？并请解释你 所提方案的基本原理。
【答案】类似图所示的方法，将一块标准的光学玻璃与待测金属构成一个劈尖，通过观察劈尖条纹的形状 可以检验出金属表面的平整程度。其应用的原理就是劈尖干涉条纹所对应的等厚干
试分别讨论下列情况对自R 保持不变，U 增至两倍，所以自由电子平均漂移速率是
涉条纹的特点，即厚度相同的 那些位置对应同一干涉条纹的特点。
图
9． 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。
10．若一个电子和一个质子具有同样的动能，哪个粒子的德布罗意波长较大？
【答案】
根据经典力学动能公式
罗意波长为
和德布罗意波长公式，可得到电子的德布
。因为
可得到，同理，
质子的德布罗意波长为
即电子的德布罗意波长较大。
二、计算题
11．如图1所示，宽为L 的长薄导体平板沿x 轴水平放置，平板的电阻可以忽略不计。图1中的aebcfd 为圆弧形均匀导线，电阻为3R ，圆弧所在平面与x 轴垂直，圆弧的两端a 和d 与导体平板的两侧边相接触，并可沿侧边自由滑动。圆弧ae , eb , cf , fd 均为1/8圆周，圆弧be 为1/4圆周。一个内阻为R v =nR的小体积电压表位于圆心O 处，电压表的两端分别用理想导线与b 点和c 点连接。整个装置处在匀强磁场区域，B 竖直向上。保持导体平板不动，圆形导线与电压表一起以恒定速度v 沿x 轴方向做平移运动。试求：
（1）电压表的读数。
（2）e 点与f
点之间的电势差
图1
【答案】如图2所示，圆弧形导线的半径为