2018年郑州大学产业技术研究院946大学物理(含光学、电磁学、近代物理)考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 在磁场变化的空间里，如果没有导体，那么在这个空间里是否存在电场？是否存在感应电动势？
【答案】这个空间里存在电场，存在感应电动势。
2． 什么是pn 结？
【答案】采用特殊的制作工艺，将P 型半导体和n 型半导体紧密地结合在一起，在两种半导体的交界处就会产生一个特殊的接触面，称之为pn 结。它是构成半导体器件的基础，也是半导体获得广泛应用的原因。
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． 为什么光线在引力场中会弯曲？
【答案】广义相对论的一个最奇特的结论是引力场时空发生弯曲。广义相对论认为，物质质能的存在将使周围的时空弯曲；只受引力的“自由”粒子沿着测地线运动，从而表现出受引力作用。可以形象地概括为：时空的弯曲听从于物质的存在，而物质的运动听从于时空的弯曲。在这两个理论中都没有超距作用的概念。
5． 怎样理解导体壳外电荷对壳内的影响？
【答案】封闭导体壳不论接地与否，其内部的电场均不受壳外电荷的影响。因为壳外电荷在壳内激发电场，与壳外表面的感应电荷在壳内激发的场的合电场强度为零，故壳内电场不受壳外电荷影响。
二、计算题
6． 如图所示，的长度是标准的，
，是两块块规（块规是两个端面经过磨平抛光，达到相互平行的钢质长方体）是同规格待校准的复制品（两者的长度差在图中是夸大的）。
相隔d=5cm, T 与
以及T 与
放
置在平台上，用一块样板平玻璃T 压住。
（1）设垂直入射光的波长λ=589.3 nm ，纹的间隔都是0.5 mm。试求
（2）如何判断（3）如果T 与则说明了什么问题？
的长度差；
间的干涉条纹的间距是0.3 mm ，
哪一块比较长一些？
间的干涉条纹的间距是0.5mm , 而T 与
间的干涉条
图
【答案】（1）根据题意，平玻璃T 与两块规间都出现干涉条纹，说明两块规的长度不相等，与平板玻璃之间形成了空气劈尖，产生等厚干涉条纹；干涉条纹间隔相等，说明两空气劈尖的夹角α相同，两块规的端面是平行平面。
设块规
的长度为
块规
的长度为
由图示几何关系，
考虑到很小，
有
。
当暗条纹出现在b ，d 两处时，
块规的长度
空气劈尖的夹角为
。
的cd 端面与底面不平行，d 端低于c 端。
设热机从温度为
T
与
可
得两块规端面的长度差为
：
由于在空气劈尖的干涉条纹中，
相邻两明条纹或相邻两暗条纹所对应的空气膜的厚度差等于空气中的半波长。因此，
设相邻两明或两暗条纹的间距为，则有
故两块规端面的长度差
：出现在a 、c 两处时，
块规的长度
（3）设T
与
空气劈尖的夹角为
当
时，
有
则应有
：
说明
（2）由暗纹的位置比较块规长度的大小：在反射光中，空气劈的棱边处是暗条纹，当暗条纹
间干涉条纹的间距为
间干涉条纹的间距为
7． 今用一卡诺热机驱动一卡诺热泵向某房间供暖，使房间的温度维持在
的高温热源吸热，向待供暖的房间放热；热泵与温度为【答案】对于热机，由题意知，
其高温热源温度
故热机对外做的功（即对热泵做的功）
的低温热源（室外）接触。当供低温热源温度
其效率
给热机单位热量时，供给房间的热量是多少单位？（假设热泵的供暖系数不变）
向房间提供的热量
对于热泵，
其高温热源温度
热栗放出的热量
房间得到的总热量
8． 如图1所示，一个半径为R=0.5m的空心球壳绕本身的竖直直径旋转，角速度为心球壳内高度为R/2处有一小木块（可当作质点）同球壳一起旋转。试求：
（1）摩擦系数至少是多少才能实现这一情况？ （2
）当
时，实现这一情况的条件是什么？
在空
低温热源温度
故供暖系数
图1
【答案】（1）如图2所示，
设摩擦力
指向斜上方，则有
式中
由式（1）〜式（4），解出
式中：应改为
（2
）取负号表明，当取
求出
是取
得出的. 若设摩擦力指向斜下方，
则第一个方程中的结果与式（5）相同。 将数据代入式（5），得
时，摩擦力指向斜下方，阻止木块上滑；
时，摩擦力指向斜上方，阻止木块下滑的情形有所不同。
项