2018年华中科技大学武汉国家光电实验室834大学物理二[专业硕士]之普通物理学考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 如果光速较小或无限大，“同时”的相对效应会怎样？
【答案】狭义相对论是用光速不变原理作为比较时间先后的客观依据。如果光速较小或无限大，“同时”的相对效 应会遭到破坏。
3． 黑洞可能存在的三种形式是什么？
【答案】目前一般认为宇宙中的黑洞可能以三种形式存在：
（1）原初黑洞：因早期宇宙致密介质涨落导致的引力不稳定性而形成，并且质量足够大而残留至今
，
（2）恒星质量黑洞：恒星演化晚期塌缩而成
，（3）超大质量黑洞：位于星系的中心
，
4． 什么是宇宙大爆炸？支持这一理论的依据有哪些？
【答案】宇宙学的研宄方法是逐步地往前追溯，相应的推论是宇宙温度越早越高。如果前推到极端，宇宙的膨胀应该是从密度和温度都为无穷的状态开始的。历史上，“宇宙大爆炸”的说法起源于伽莫夫的反对者。如果宇宙是有限的，它最初占据很小的体积，又具有很高的温度，其行为很像一次爆炸的开始。宇宙从大爆炸的原始火球中诞生，并不断膨胀。在大爆炸后瞬间还经历了R 骤增的“暴胀”阶段，之后缓慢地膨胀，逐渐成为如今的尺度。
1965年，美国贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙空间存在的微波背景辐射，为大爆炸假说提供了有力的证据。
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的一
5． 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。
6． 在迈克耳孙干涉仪实验装置中，当与之间严格垂直时，其干涉图样是等倾干涉还是等厚干涉？当
与与
之间并不严格垂直时，其干涉图样是等倾干涉还是等厚干涉？ 之间严格垂直时，迈克耳孙干涉仪的干涉图样是等倾干涉；
当
与
之
【答案】
当
间并不严格垂直时，其干涉图样则是等厚干涉。
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．
速率分布函数的物理意义是什么？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
）
表示气体分子在速率附近，
处于
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速率区间内的概率，或在上述
速率区间内的相对分子数。
（2
）
（3
）
（4
）
（5
）
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。
9． 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。
10．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。
11．若一个电子和一个质子具有同样的动能，哪个粒子的德布罗意波长较大？
【答案】
根据经典力学动能公式
罗意波长为
和德布罗意波长公式
，可得到电子的德布
。因为
可得到
，同理，
质子的德布罗意波长为
即电子的德布罗意波长较大。
12．在牛顿力学中，位矢、位移、速度和加速度与参考系的选取有什么关系？
【答案】它们都依赖于参考系的选取，所选取的参考系不同，它们的大小和方向也就不同。
二、计算题
13．一人站在Oxy
平面上的某点
（2
）求出球的速度矢量
的运动学方程为
球的位矢为
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处，以初速度
铅垂向上抛出一球。
（1）试以时间t 为变量写出球的位矢r ;
和加速度矢量
【答案】（1
）起抛点的坐标为
球竖直向上作匀减速运动，加速度为﹣gk , 因而球
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