2018年西南石油大学理学院930普通物理学(含力学、热学、电磁学、光学)考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 假设光子在某个惯性系中的速率为c ，那么，是否存在这样一个惯性系，光子在这个惯性系中的速率不等于c?
【答案】由洛伦兹速度变换公式可知，如果光子在一个惯性系中的速率为c ，那么，对于任一个惯性系，
光子在这个惯性系中的速率的惯性系。
2．
速率分布函数
因此不存在使光子在其中速率不等于c
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。
3． 当有电场后，满带中的电子能永远漂移下去吗？
【答案】当有电场后，满带中的电子在波矢空间内将永远循环漂移下去，即当电子漂移到布里渊区边界时，它会立即跳到相对的布里渊区边界，始终保持整体能态分布不变。
4． 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（7）对，
因电功率
若
，
若
则则
（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。
5． 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。
二、计算题
6． 一根导体棒质量的方向如何？
横放在相距0.30m 的两根水平线上，并载有50A 的电流，方向如图
a 所示，棒与导线之间的静摩擦因数是0.6，若要使此棒沿导线滑动，至少要加多大的磁场？磁场
图
【答案】假设磁感应强度B
与竖直向下方向间夹角为角亦为大小为
载流导体棒受力情况如图b 所示，
水平导线对导体棒的正压力为
取xy 坐标后，运动方程为
x 方向
y 方向
以上三式联立，
根据开始滑动的条件为
应用极值条件，对上式求导数并令其等于零，得
再代入上式，得
得
最大静摩擦力
则载流导体棒所受安培力与x 轴间夹
7．
体积为
【答案】
8．
对眼睛最灵敏的光波整的波形？熔凝石英的折
射率
【答案】
依题意得
穿过厚度为
9． 一束波长为
的平行光垂直射到平面透射光栅上，若在与光栅法线成45°角的衍射方向上
的空气层时，在空气层厚度内包含多少
的容器中含有
个氢气分子，如果其中压强为
求该氢
气的温度和分子的方均根速率。
个完整波形？同样的光波穿过同样厚度的溶凝石英片时，在石英片厚度范围内大约包含多少个完
观察到该光波的第二级光谱，问光栅常量d 为何值？又知在该方向能分辨600.0nm 和600.lnm 的两条谱线，求光栅总宽。
【答案】因为
所以