2017年沈阳师范大学物理科学与技术学院850普通物理学(力学、电磁学、原子物理)考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若发生下列情况时，试分析衍射图样会发生怎样的变化：
（1） 狭缝宽度减小；（2）提高入射光的频率；（3）将单缝沿原方向上、下平移；（4）入射光并非垂直入射，而是以一定的倾角i 入射到单缝。
图
【答案】（1）衍射图样中中央明纹变宽，各级明纹的间距扩大，而亮度减小；
（2）衍射图样中各级明纹的间距减小；
（3）衍射图样不变；
（4）衍射图样中中央明纹的位置会发生上、下移动，移动方向与入射光的方向有关，移动距离则与入射倾 角i 有关。
2． 什么叫做位移电流？什么叫做全电流？位移电流和传导电流有什么不同？
【答案】（1）位移电流：把电位移通量对时间的变化率看做是一种电流，叫位移电流。
（2）全电流：传导电流和位移电流相加的合电流为全电流，即
（3）传导电流是电荷的宏观定向移动，而位移电流是电场以及电介质极化的变化，它与电荷宏观移动无直接关系；传导电流只存在于导体中，因为在导体中才有可以宏观定向移动的自由电荷，而位移电流不依赖于自由电荷，哪里有变化的电场，哪里就有位移电流，所以在导体、介质、真空中都可以存在位移电流。
3． 利用双折射现象如何制成波片？
【答案】波片是由一块表面平行的单轴晶体（如方解石、石英等）切割成的薄片。当一束振
幅为的平行光垂 直入射到波片上时，在入射点分解为光和光，并具有相同的相位，光进入晶体后
，
光和光的传播速度不同，二者的波长不同，逐渐形成相位不同的两束光。经过厚度
为的波片后，相位差为
可见，
切割成的薄片的厚度不同，两束光之间的相位差不同，这样就可以制成不同的波片。常见的波片是
波片和半波片。
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． 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。
6． 功可以完全变为热，热不能完全变为功，这种说法正确吗？
【答案】这种说法不够准确，因为在允许外界变化的前提下热也可以完全变为功。
7． 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。
8． 在同一种介质中传播着两列不同频率的简谐波，它们的波长是否可能相等？为什么？如果这两列波分别 在两种介质中传播，它们的波长是否可能相等？为什么？
【答案】（1）因波速仅与介质有关，而波长
率的简谐波，波速相等，但波长不会相等。
（2）如果两列波分别在两种介质中传播，那么只要满足它们的波长就会相等。 所以在同一种介质中传播的两列不同频
9． 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。
10．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
11．一半径为的球体均勾带电，体电荷密度为中心相距为a , 如图所示。试求：
（1）球体中心处O 点的电场强度；
（2）空腔中心处
（4）空腔中心处点的电场强度； 点的电势。 （3）球体中屯处O 点的电势； 球内有一半径为的小空腔，空腔中心与球的
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