2017年山东师范大学普通物理B考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1. “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】
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
其中
由初始条件决
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。
2. 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。
3. 如图所示,当导体棒在均匀磁场中运动时,棒中出现恒定的电场
这是否和导体中的
静电平衡条件相矛盾?为什么?是否需要外力来维持棒在磁场中作匀速运动?
图
【答案】不矛盾。导体在静电平衡状态下电场强度等于零,而导体棒运动时,由于电子受到洛伦兹力而运动,从而在棒两端形成电荷的聚集,产生恒定的电场,电场力和洛伦兹力相等;导体棒在磁场中作匀速运动需要外力维持以克服安培力。
4. 将尺寸完全相同的铜环和木环适当放置,使通过两环中的磁通量的变化率相等。问在两环中是否产生相同的感应电场和感应电流?
【答案】产生相同的感应电场,感应电动势相同,但木环内没有感应电流。
5. 为什么用光栅的衍射比用杨氏双缝干涉实验能更准确地测量入射光的波长?
【答案】因为杨氏双缝干涉的条纹间距太小,亮度很暗,不易观测,而光栅衍射的条纹间距 较大、极细、亮度很高。因此用光栅的衍射比用杨氏双缝干涉实验能更准确地测量入射光的波长。
6. 磁化电流与传导电流有何不同之处,又有何相同之处?
【答案】不同之处:(1)磁化电流激发附加磁场,而传导电流产生外磁场;
(2)磁化电流对磁场强度并无贡献,而传导电流决定磁场强度。 相同之处:它们都能影响磁场的分布。
7. 气体分子的平均速率、最概然速率和方均根速率的意义有何不同?
【答案】在平衡态下,平均速率是N 个气体分子速率的平均值;最概然速率则是与速率分布函数
的极大值相对应的速率;而方均根速率是指分子速率平方的平均值。三种统计速率都反
映了大量分子作热运动时的统计 规律,但它们应用于不同问题的研宄中,如方均根速率常用来计算分子的平均平动动能,平均速率则用来讨论分 子的碰撞,而最概然速率在分析分子速率分布问题时常被使用。
8. 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。
二、计算题
9. 已知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为
nm 。望远镜物镜的口径至少要多大,才能分辨出这两颗星?
【答案】设所需望远镜物镜的直径为d , 恰可分辨时的角距离为得:
10,.一质量为200g 的砝码盘悬挂在劲度系数k=196N/m的弹簧下现有质量为100g 的砝码自30cm 高处落入盘中,求盘向下移动的最大距离(假设砝码与盘的碰撞是完全非弹性碰撞)。
【答案】砝码从高处落入盘中的过程机械能守恒,有
砝码与盘的碰撞过程中系统动量守恒,设碰撞结束时共同运动的速度为
砝码与盘向下移动的过程中机械能守恒,有
解以上方程可得
向下移动的最大距离为
由它们发出的光波波长λ=550
由瑞利判据
可
有
图
11.制造半导体元件的纯净锗必须掺入少量杂质原子,设均匀掺杂的比例为看作为立方点阵,晶格常量设为
试估计杂质原子之间的距离。
杂质原子数密度为
若将锗的结构
【答案】假设杂质原子在纯净锗内均匀分布,锗原子数密度为根据题意,有
将锗的结构看作立方点阵,设锗的晶格常量为杂质原子间距为
则单位体积:
杂质原子间距:
12.已知飞机场跑道上空空气的折射率随高度y 变化的规律为
式中:睛离地面的高度为
为地面处空气的折射率。某人站在跑道上观看远处的跑道,他的眼,试求该人能看到的跑道的长度d 。
(地面),
其中离地面高度为y 、
【答案】取直角坐标Oxy 如图所示,原点O 与人的距离即为所求的d 。将跑道上的空气分割成许多平行于地面的薄层,各层的折射率分别为厚为dy 的任一薄层的折射率为n ,如图所示。
由折射定律,从跑道发出的沿跑道传播的光线经各薄层时应遵循以下关系:
式中:θ是光线在折射率为n 、高度为y 、厚度为dy 的任一薄层中传播时,光线与界面法线的夹角。由题意
由式(1)和式(2),得
由几何关系(见图2),有
得
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