2018年华中科技大学武汉国家光电实验室823大学物理之普通物理学考研核心题库
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2018年华中科技大学武汉国家光电实验室823大学物理之普通物理学考研核心题库（一） . ... 2 2018年华中科技大学武汉国家光电实验室823大学物理之普通物理学考研核心题库（二） . . 13 2018年华中科技大学武汉国家光电实验室823大学物理之普通物理学考研核心题库（三） . . 27 2018年华中科技大学武汉国家光电实验室823大学物理之普通物理学考研核心题库（四） . . 38 2018年华中科技大学武汉国家光电实验室823大学物理之普通物理学考研核心题库（五） . . 49
一、简答题
1． 用光的波动说解释光电效应实验存在哪些困难？
【答案】（1）金属中的自由电子，由于受到带正电的原子核的吸引，必须从外部获得足够的能量才能从金属中逸出。按照波动理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关，因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能够使电子获得足够的能量产生光电效应。然而这跟实验结果是直接矛盾的。极限频率的存在，即频率低于某一数值的光不论强度如何都不能产生光电效应，这是波动理论不能解释的。
（2）波动理论也不能解释光电子的最大初动能只与光的频率有关而与光的强度无关。 （3）产生光电效应的时间之短，也跟波动理论相矛盾，一束很弱的光波照射到物体上时，它的能量分布到大量的原子上，怎么可能在极短的时间内把足够的能量集中到一个电子上面使它从物体中飞出来呢。
2． 由热力学第二定律说明在导体中通有有限大小电流的过程不可逆。
【答案】在导体中通有有限大小电流，则因电流的热效应，部分电能会转化为热量耗散掉，即存在能量耗散效应， 因此该过程为不可逆过程。
3． 如果你手头现在只有一块偏振片，可否用其区分自然光、部分偏振光和线偏振光？试解释之。
【答案】可以。以入射光方向为轴，将偏振片放在光路中绕该轴旋转一周，在此过程中，若透过偏振片的光强没 有变化，则入射光为自然光；若透过偏振片的光强随偏振片的旋转而变化，且透过偏振片的最小光强为零，则入 射光为线偏振光；若透过偏振片的光强虽随偏振片的旋转而变化，但透过偏振片的最小光强不为零，则此时的入射光为部分偏振光。
4． 在晶体衍射中，为什么不能用可见光？
【答案】
晶体中原子间距的数量级为应小于可见光。
是晶体中原子间距的1000倍。因此，在晶体衍射中，不能用
但可见光的波长为
要使原子晶格成为光波的衍射光栅，光波的波长
5． “受迫振动达到稳定状态时，
其运动方程可以写为定
是驱动力的频率。”这句话对吗？
【答案】
其中由初始条件决
由初始条件决定”这句话不对，
因为受迫振动的振幅
和初相并不取决于
是驱
振子的初始状态，而是与振动系统自身的性质有关，而且也与驱动力的频率和幅值有关。动力的频率”是对的。
6． 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。
7． 如果光速较小或无限大，“同时”的相对效应会怎样？
【答案】狭义相对论是用光速不变原理作为比较时间先后的客观依据。如果光速较小或无限大，“同时”的相对效 应会遭到破坏。
8． 为什么在玻尔的氢原子理论中，略去了原子内粒子间的万有引力作用？
【答案】原子内的粒子间距离很近，万有引力作用远小于电磁相互作用。
9． 共价结合，两原子电子云交叠产生吸引，而原子靠近时，电子云交叠会产生巨大的排斥力，如何解释？
【答案】共价结合，形成共价键的配对电子，它们的自旋方向相反，这两个电子的电子云交叠使得体系的能量降低，结构稳定。但当原子靠得很近时，原子内部满壳层电子的电子云交叠，量子态相同的电子产生巨大的排斥力，使得系统的能量急剧増大。
10．系统由某一初态开始，经历不同的过程，试问在下列两种情况中，各过程所引起的内能变化是否相同？
（1）各过程所做的功相同；
（2）各过程所做的功相同，并且和外界交换的热量也相同。 【答案】
根据热力学第一定律内能变化才相同，由此可以判断：
（1）内能变化未必相同； （2）内能变化相同。
11．假如电场力做功与路径有关，
定义电势的公式还能不能引入电势的概念？
【答案】假如电场力做功与路径有关，
则积分
在未指明积分路径以前就没有意义。
因为积分与路径有关，路径不同，积分的结果也不同。相同的初位置，可以有多种不同的积分值，
可知，只有当做功与热量交换的综合结果相同时，
还有没有意义？从原则上讲，这时
即没有确定的意义，因而不能根据它引入电势的概念。
12．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。
二、计算题
13．动能为和中子
的
核轰击静止的
核，做完全非弹性碰撞后成为复合核
反应方程为
试求：上述核反应过程所需的E 。的最小值是多少？相应的中子动能为多大？ 【答案】取实验室参考系，
碰前
的动能为
故
碰前设
和
的速度为
系统的质心速度为
因碰撞过程动量守恒，故
由式（1）、式（2），
得质心速度
为
在整个过程中始终不变。 在质心系中
，
和
的速度分别为
设在质心系中
，
的速度为
的速度为
因无外力，故
因
是系统非保守内力做的功，与参考系无关，故
进一步分裂为
上述核反应过程需消耗能量
在质心系中的功能关系为