2018年郑州大学联合培养单位河南教育学院901普通物理(一)(力学、电磁学、光学)考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 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
2． 在定常流动中，空间任一确定点流体的速度矢量是恒定不变的。那么，流体微团是否可能有加速度？
【答案】定常流动是指空间各点流体微团的速度、加速度、压强等不随时间变化的流动。但速度、加速度、压强等会随空间变化，故速度矢量随空间点是变矢量，所以在定常流动中；流体微团也可能有加速度。
3． 为什么两个独立的同频率的普通光源发出的光波叠加时不能得到光的干涉图样？
【答案】因为只有相干光才能发生光的干涉。而相干光的条件有三个：频率相同、振动方向相同以及相位差恒定。普通光源只满足频率相同而不能满足其他两条件，故不是相干光，因而不能发生干涉。
4． 光子在哪些方面与其他粒子（譬如电子）相似？在哪些方面不同？
【答案】（1）光子和其他粒子都具有速度、动量以及能量。
（2）光子和其他粒子不同处：光子可以发生湮灭和产生，而其他粒子不行；光子没有质量，而其他粒子有质量。
5． 经典力学认为，如果已知粒子在某一时刻的位置和速度，就可以预言粒子未来的运动状态，在量子力学看来是否可能？试解释。
【答案】量子力学用波函数描述粒子的运动，波函数是概率函数，只能得到粒子出现的概率。同时由于不确定关系，无法同时准确得到位置和速度。
6． 在牛顿力学中，位矢、位移、速度和加速度与参考系的选取有什么关系？
【答案】它们都依赖于参考系的选取，所选取的参考系不同，它们的大小和方向也就不同。
7． 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。
8． 受力分析过程中如何做到不漏力，也不虚构力？
【答案】首先确定重力，然后以重力为起点沿顺时针方向转一周逐一找研宄对象与外界的接触，有一个接触面（点）就可能存在一个弹力或摩擦力，这样做就不会漏力。另外，一个真实的力必须有施力物体，找不到施力物体的力则是虚构的力。
9． 一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化？
【答案】等体过程中系统不做功，其吸收热量仅使其内能变化；而等温过程中系统温度不变，尽管系统吸收热量，但其内能不变。
10．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。
二、计算题
11．试计算压强为密度为
【答案】
由密度的定义可得，这些氧气的摩尔体积为
又因为普适气体常量
那么，由范德瓦尔斯方程
得 的氧气的温度，
已知氧气的范德瓦尔斯修正量
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所以，这些氧气的温度大约为398K.
12．桌上有一质量M=lkg的板，板上放一质量m=2kg
的物体，物体和板之间、板和桌面之间的滑动摩擦 系数均为
的摩擦力。
（2
）若欲使板从物体下抽出，问力F 至少要加到多大？
图
【答案】（1）物体与板一起运动时，选整体为研宄对象，它们对桌面的压力的大小等于重力
，
即故板与桌面间的摩擦力大小为
由于物体m 与板一起以加速度
运动，
故物体与板之间的摩擦力大小为
（2）欲使板从物体下面抽出，
物体m 所受的摩擦力必须达到最大静摩擦力，即
获得最大的加速度
有
将
代入可得
即欲使板从物体下面抽出
，力F 至少要加到16.17N 。
13．在xy 平面上有一以坐标原点为圆心、以R 为半径的带电圆环。电荷线密度分布为：
试求Z 轴（通过圆环的圆心，与圆环所在平面垂直的轴）上的场强分布。
【答案】如图所示，在
点的连线指向斜上方，大小为
静摩擦系数均为以水平力F 作用于板上，如图所示。 （
1）若物体与板一起以
的加速度运动，
试计算物体与板以及板与桌面之间相互作用并板也必须获得不小于的加速度。板的受力情况见图（b ），对板半圆环上任取线元它在z 点的电场强度dE 的方向沿与z