2017年北京市培养单位生物物理研究所806普通物理(乙)考研题库
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 机械波可以传送能量，那么机械波能传送动量吗？
【答案】不能。介质中质元以平衡位置来回移动而没有质元的移动，故不能传送动量。
3． 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
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
可见光。
4． 原子间的排斥作用取决于什么原因？
【答案】相邻的原子靠得很近，以至于它们内层闭合壳层的电子云发生重叠时, 相邻的原子间便产生巨大排斥力。即原子间的排斥作用来自相邻原子内层闭合壳层电子云的重叠。
5． 一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化？
【答案】等体过程中系统不做功，其吸收热量仅使其内能变化；而等温过程中系统温度不变，尽管系统吸收热量，但其内能不变。
6． “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
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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。
7． 为什么装指南针的盒子不是用铁，而是用胶木等材料做成的？
是驱
【答案】如果使用铁念子装指南针，则由于铁盒子产生磁屏蔽，从而会使得指南针无法正常使用，因此装指南针 的盒子要用胶木等不会产生磁屏蔽效应的材料。
8． 一个孤立导体球带电荷量为q , 其表面附近的电场强度沿什么方向？当把另一带电体移近这个导体球时，球表面附近的电场强度将沿什么方向？表面上的电荷分布是否均匀？表面是否是等势体？电势值有无变化？球体内的电场强度有无变化？
【答案】孤立带电导体球的电荷在表面均匀分布，因此表面附近电场强度的方向与导体表面的法线方向平行，即沿球体的径向方向。然而，当把另一带电体移近导体球时，由于静电感应，导体球表面上的电荷不再均匀分布，不过电场强度的方向仍与导体表面垂直。
处于静电平衡状态的导体球，其表面是一个等势体，但其电势值相比原孤立导体球会有变化；但此时球体内的电场与原孤立导体球体内的电场一样，电场强度皆为0。
9． 在讨论理想气体压强、内能及分子平均碰撞频率时，所采用的气体分子模型有何不同？
【答案】讨论理想气体压强时，将气体分子看做自由质点，即略去了分子大小和分子间的相互作用，并假定气体 分子与器壁作完全弹性碰撞；讨论理想气体内能时，由于要考虑气体分子的平动和转动动能，因而不可略去分子的大小和结构，并由此提出单原子分子、双原子分子和多原子分子等模型；讨论分子平均碰撞频率时，则是将气 体分子看做有效直径为d 的刚球。 10．氢气与氦气的温度相同，则两种气体分子的平均平动动能是否相同？两种气体分子的平均动能是否相同？内能是否相等？
【答案】根据能量均分定理：在温度为T 的平衡态下，气体分子每个自由度的平均动能都相等，氢气为双原子 分子具有3个平动自由度，2个转动自由度，而氦气为单原子分子只有3个平动自由度，所以他们的平均平动动 能相同，平均动能不同，内能也不相同。
二、计算题
11．一广播电台的平均辐射功率为10kW ，假定辐射的能流均匀分布在以电台为中心的半球面上，求：
（1）距离电台
处，坡印廷矢量的平均值；
（2）该处电场强度和磁场强度的幅值（设在上述距离处的电磁波可视为平面波）。 【答案】（1）依题意得
（2）因为
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即
所以
或者
12．已知质点位矢随时间变化的函数形式为点的轨道； （2）速度和速率。
【答案】（1）根据题目已知条件，质点运动方程的直角坐标分量式为
将以上两式平方后两端相加，得
这是直角坐标系中圆曲线的标准形式，表明质点运动的轨道是半径为R 的圆。 （2）根据定义，质点速度分量为
则质点速度为
速率为
当t=0时，
表明质点逆时针方向运动。
综上可知，质点以R 为半径沿逆时针方向作匀速率圆周运动一勾速左旋运动，如图所示。
其中ra 为常量。求（1）质
图
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