2017年上海师范大学普通物理(力学,电磁学)考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 同一束光分别在两种不同介质中传播相同的距离，则在两次传播过程中，这束光所经历的光程一样吗？ 这束光在两次传播过程中发生相位变化与其光程有什么关系？如果这光在两种介质中的传播过程经历了相同的时间，则情况又如何？
【答案】（1）按照光程的定义，当同一束光分别在两种不同介质中传播相同的距离时，则在两次传播过程中这束 光所经历的光程是不同的。
（2）这束光在两次传播过程中所发生的相位变化
（3）如果这束光在两种介质中的传播过程经历了相同的时间，则这束光所经历的光程是一样的。
2． 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若发生下列情况时，试分析衍射图样会发生怎样的变化：
（1） 狭缝宽度减小；（2）提高入射光的频率；（3）将单缝沿原方向上、下平移；（4）入射光并非垂直入射，而是以一定的倾角i 入射到单缝。
与其光程变化之间的关系都应满足
图
【答案】（1）衍射图样中中央明纹变宽，各级明纹的间距扩大，而亮度减小；
（2）衍射图样中各级明纹的间距减小；
（3）衍射图样不变；
（4）衍射图样中中央明纹的位置会发生上、下移动，移动方向与入射光的方向有关，移动距离则与入射倾 角i 有关。
3． 本征半导体的能带与绝缘体的能带有何异同？
【答案】在低温下，本征半导体的能带与绝缘体的能带结构相同。但本征半导体的禁带较窄，禁带宽度通常在2个电子伏特以下。由于禁带窄，本征半导体禁带下满带顶的电子可以借助热激发，跃迁到禁带上面空带的底部，使得满带不满，空带不空，二者都对导电有贡献。
4． 驻波和行波有什么区别？驻波中各质元的相位有什么关系？为什么说相位没有传播？驻波中各质元的能 量如何变化的？为什么说能量没有传播？驻波的波形有何特点？
【答案】（1）行波是指振动的传播，在波线方向上波形随时间作周期性的变化；而驻波是由两列同振幅但传播方 向相反的相干行波合成的，在波线方向上波形不随时间变化。
（2）驻波中两相邻波节间各质元的相位相同，一波节两侧的各质元相位相反。
（3）因为驻波没有波形的跑动，
驻波方程中没有
以没有相位的传播。
（4）在驻波中，动能和势能相互转换，形成了能量交替地从波腹附近转向波节附近，再由波节附近转回到波腹附近。
（5）因为在动能和势能的相互转换过程中，总能量保持不变，所以没有能量的定向传播。 （6）驻波出现时，弦线上将会出现始终静止不动的点，称为波节；而有些点的振幅始终最大，称为波腹。在每一段介质中，两端波节始终不动，它们之间各点做振幅不同但相位相同的简谐振动，每段中间的点的振幅最大，这些点即是波腹。从波腹到波节，振幅逐渐减小，波节处振幅减小到零。
5． 微观粒子波动性用什么来描述？其随时间变化遵守什么方程？
【答案】用波函数描述，其随时间变化遵守薛定谔方程。
6． 气体分子热运动的平均速率往往可达数百米每秒，但为什么在房间内打开一瓶香水，要隔一段时间后才 能在门口闻到香味？夏天容易闻到香味还是冬天容易闻到香味，为什么？
【答案】气体分子热运动的平均速率虽高达数百米每秒，但是气体分子在运动过程中并不是沿直线前进，而是不 断与其他分子碰撞，使得前进距离大大增加，因此在房间内打开一瓶香水时，需要隔一段时间后才能在门口闻到香味。
由于气体分子的平均自由程与温度成正比，与压强成反比，冬天与夏天的压强几乎相等，而温度变化则很明 显，因此主要影响气体分子平均自由程的因素是温度，即夏天气体分子平均自由程比冬天长，故而需时较短，会 更容易闻到香味。
7． 什么是半衰期，其长短由什么决定？如何计算衰变后剩余的原子核数？
【答案】半衰期
设平均寿命
来描述其衰变的快慢。对于大量同种放射性原子核，其中有些原子核衰变得早，有些原子核衰变得晚。各个核的寿命不一样，但对于某一核素而言，平均寿命只有一个。
是放射性核素衰变其原有核数的一半所需的时间。半衰期只由元素的性质放射性核素的衰变规律为除了半衰期，还可用原子核的决定，与元素所处物理化学状态无关。
时的原子核数目为因子，不存在振动状态的传播，所
8． 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。
二、计算题
9． 水星的质量为以半径为
（1）求水星的机械能；
（2）假定水星移到半径为
少能量？
【答案】（1）设m 、M 分别为水星和太阳的质量，R 为水星绕太阳圆周运动的半径，于是有
可见
水星动能
水星势能
水星机械能
（2）水星在半径圆周轨道上运动，其机械能为
绕太阳近似作圆周运动，
太阳的质量为圆周轨道上运动，相当于地球绕太阳运动，必须提供多
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