2018年陕西师范大学物理学与信息技术学院850普通物理(含力学、热学、光学、电磁学)考研核心题库
● 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． 在相同温度下氢气和氦气中的声速哪个大？
【答案】在相同温度下氢气和氦气当做理想气体，
理想气体中传播纵波的速度
温度相同，设物质的量也相同，
则摩尔质量不同，
引起波速不同。所以氢气中的声速大于氦气中的声速。
3． 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。
4． 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。
5． 对一个静止的质点施力，如果合外力为零，此质点不会运动。如果是一个刚体，是否也有同样的规律？ 对于刚体，外力作用对其运动状态的影响与质点相比有哪些不同？
【答案】不一定。因为刚体除了平动还有转动，要使刚体平衡，除了合外力为零以外，还要求合外力矩同时为零。 对于刚体，外力作用可能会使其平动也可能使其转动或兼而有之，但质点是不会转动的，外力只可能使其平动， 这是质点和刚体的主要不同之处。
6． 如何判定电场中某点的电场强度的方向？试说明电场中某点的电场强度与试探电荷的关系。
【答案】
引入正电荷i 作为试探电荷，
由电场强度的定义
方向就是正电荷
荷无关，然而实际过程中，
试探电荷可知，电场中某点电场强度的
在该点所受的电场力的方向。从理论上讲，电场中任意点的电场强度与试探电
必须是点电荷，而且其所带电荷量也必须足够小，这样
做是为避免将引入电场过程中对原有电场构成影响。
7． 什么是坡印廷矢量？它和电场和磁场有什么关系？
【答案】
坡印廷矢量就是电磁波的能流密度。它和电场和磁场的关系为
8． 双折射晶体中的
光是否总是以波速在双折射晶体内传播？为什么？
【答案】
不是。双折射晶体中的光沿不同方向传播时的波速往往是不同的，因此无法定义光在该晶体中普遍意义上的波速。一般来说，
按照所定义的波速，
是指光沿垂直于光轴方向
的传播速率
而在其他方向上传播的光，其波速并不满足上述定义。
9． 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。
10．
在式中，我们已经知道保守力做的功等于质点势能増量的负值；若假定保守力做的功等于质点势能增量的正值，那又将如何呢？
【答案】势能是由于系统内各物体间具有保守力作用而产生的，因而它是属于系统的，当保守力做正功时，要消 耗系统的势能。当保守力做负功时，
系统的势能要增加。这就是式
中负号的含义。否则，保守力做正功时，不但不消耗势能，反而使势能増加
了，从而违背了自然界普遍遵循的基本规律一一能量守恒和转换定律。
二、计算题
11．盘面与均匀磁场B
成角的带正电圆盘，半径为R ，电荷量Q 均匀分布在表面上。圆盘以角速度绕 通过盘心，与盘面垂直的轴转动。求此带电旋转圆盘在磁场中所受的磁力矩。
图
【答案】取距盘心r 处宽度为dr 的圆环，带电量为dq 则
由于圆盘以旋转，故圆环中电流
环中电流的磁矩
故
磁力矩
方向按决定，
垂直于和B 所组成的平面。
12．一沿x 轴正方向的力作用在一质量为3.0kg 的质点上。
已知质点的运动学方程为这里x 以m 为单位，时间t 以s 为单位。试求：
（1）力在最初4.0s 内做的功；
（2）在t=ls时，力的瞬时功率。
【答案】（1）由运动学方程先求出质点的速度，依题意有
质点的动能为
根据动能定理，力在最初4.0s 内所做的功为
（2）
功率为