2017年南昌大学材料科学与工程学院901普通物理考研题库
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 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。
3． 有人说，光的干涉与光的衍射是两种本质完全不同的现象，你同意这种说法吗？为什么？
【答案】不同意。光的干涉与光的衍射之间既有区别又有联系，但从本质上说，干涉和衍射都是波的相干叠加的 结果，只是参与相干叠加的对象有所不同而已。干涉是几束光的叠加，数学
上采用的是有限项求和，而衍射则是 连续的、无限多次波的相干叠加，数学上采用的是积分计算。
4． 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。
5． 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，地球在椭圆轨道的一个焦点上，则关于卫星的下列说法中哪种说法正确？
（1）
（2）
（3）
（4） 动量守恒，动能守恒； 动量守恒，动能不守恒； 对地球中心的角动量守恒，动能不守恒； 对地球中心的角动量不守恒，动能守恒。
【答案】（3）正确。
6． 地球绕太阳公转的轨道为椭圆形，太阳位于椭圆的一个焦点，请问地球与太阳组成的系统的角动量是否守恒? 地球位于近日点和远日点的公转速率哪个更大? 为什么？
【答案】系统的角动量守恒。地球位于近日点的公转速率较大。因为，地球与太阳间的作用力为有心力，其力矩 为零，故系统的角动量守恒；又由于近日点与太阳的间距较小，故地球位于近日点的公转速率较大。
7． 速率分布函数的物理意义是什么？试说明下列各式的物理意义：
【答案】表示气体分子在速率附近，处于单位速率间隔内的概率，或在速率附近处于单位速率间隔内的相对分子数。
（1
）
（2）（3）（4）（5）表示气体分子在速率附近，处于表示在附近，表示在速率区间表示在速率区间表示在速率区间速率区间内的概率，或在上述速率区间内的相对分子数。 速率区间内的分子数。 内的概率，或在上述速率区间内的相对分子数。 内的分子数。 内的分子平动动能之和。
8． 判断下列说法是否正确，并说明理由。
（1）沿着电流线的方向，电势必降低。
（2）不含源支路中电流必从高电势到低电势。
（3）含源支路中电流必从低电势到高电势。
（4）支路两端电压为零时，支路电流必为零。
（5）支路电流为零时，支路两端电压必为零。
（6）支路电流为零时，该支路吸收的电功率必为零。
（7）支路两端电压为零时，该支路吸收的功率必为零。
（8）当电源中非静电力做正功时，一定对外输出功率。
（9）当电源中非静电力做负功时，一定吸收电功率。
【答案】（1）不化例如一电池外接一电阻，在电源内部，沿电流线方向电势是升高的。 （2）对，因在不含源支路中，电场力推动正电荷由高电势到低电势。
（3）不对，若支路的电源处于充电状态，电流就由高电势到低电势。
（4）不对，若该支路为含源支路，如一电源被短路时，两端电压为零，但电流却不为零。 （5）不对，若该支路为含源支路，如一电源开路时，电流为零，但端电压不为零。
（6）对，因电功率若，则
（7）对，因电功率若
则
（8）不对，对一短路电源，非静电力做正功但并未向外输出功率，而是全部消耗在内阻上。
（9）对，因电源中非静电力做负功，说明电源处于充电状态，电流I 与端电压U 都不为零，而电源吸收的功率不为零，说明吸收了电功率。
9． 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。
10．当热力学处于非平衡态时，温度的概念是否适用？
【答案】如果一个系统整体处于非平衡态，那么整体不会有一个确定的温度。但如果系统的某些局部处于平衡态， 则该局部可适用温度的概念。
二、计算题
11．用氦氖激光器
干涉条纹移动了792条，试求
【答案】依题意得
12．在宇宙大爆炸理论中，起初局限于小区域的辐射能量以球对称方式绝热膨胀。在膨胀过程中辐射能量，以致逐渐冷却。仅从热力学角度考虑，试推导出温度T 和辐射半径R 的关系。
【答案】根据题意，系统演化经历的过程为准静态绝热过程，并且系统的体积V 与半径R 间的
关系可以表示为
和理想气体状态方程
将将该系统近似为理想气体，那么由理想气体的绝热过程方程联立知
. 代入上式，得
（1）
，并且这些单粒子以光速或接近因为辐射的能量集团可以近似为单粒子（光子、中微子等等）
光速的速度运动，即该系统为相对论性理想气体系统。由理想气体压强公式
端相对论性粒子有
和得
作光源，迈克耳孙干涉仪中的移动的距离。 反射镜移动一段距离，这时数得常量以及对极
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