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一、简答题

1． 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

，

2． 转动刚体的机械能包括哪些能量？要使刚体平衡，需要满足什么条件？

【答案】转动刚体的机械能包括质心的动能、势能以及绕质心的转动动能。要使刚体平衡， 需要满足以下两个条件

：

3． 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。

4． 驻波和行波有什么区别？驻波中各质元的相位有什么关系？为什么说相位没有传播？驻波中各质元的能 量如何变化的？为什么说能量没有传播？驻波的波形有何特点？

【答案】（1）行波是指振动的传播，在波线方向上波形随时间作周期性的变化；而驻波是由两列同振幅但传播方 向相反的相干行波合成的，在波线方向上波形不随时间变化。

（2）驻波中两相邻波节间各质元的相位相同，一波节两侧的各质元相位相反。 （3）因为驻波没有波形的跑动，

驻波方程中没有以没有相位的传播。

（4）在驻波中，动能和势能相互转换，形成了能量交替地从波腹附近转向波节附近，再由波节附近转回到波腹附近。

（5）因为在动能和势能的相互转换过程中，总能量保持不变，所以没有能量的定向传播。 （6）驻波出现时，弦线上将会出现始终静止不动的点，称为波节；而有些点的振幅始终最大，称为波腹。在每一段介质中，两端波节始终不动，它们之间各点做振幅不同但相位相同的简谐振动，每段中间的点的振幅最大，这些点即是波腹。从波腹到波节，振幅逐渐减小，波节处振幅减小到零。

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因子，不存在振动状态的传播，所

5． 两个摆长不同的单摆各自做简谐振动，若将两单摆向右拉开一个相同的小角度

然后释放任其自由摆动。问：

（1）这两个单摆在刚释放时相位是否相同？

（2）当单摆达到平衡位置并向左运动时，单摆

大致在什么位置和向什么方向运动？相位是超前还是落后？超前或落后多少？

【答案】（1）相同；

（2）大致在平衡位置稍向右偏的位置，且向平衡位置摆动，

.

6． 在迈克耳孙干涉仪实验装置中，当厚干涉？当

与与

【答案】

当

与

相位落后，落后

之间严格垂直时，其干涉图样是等倾干涉还是等

与

之

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

间并不严格垂直时，其干涉图样则是等厚干涉。

7． 受力分析过程中如何做到不漏力，也不虚构力？

【答案】首先确定重力，然后以重力为起点沿顺时针方向转一周逐一找研宄对象与外界的接触，有一个接触面（点）就可能存在一个弹力或摩擦力，这样做就不会漏力。另外，一个真实的力必须有施力物体，找不到施力物体的力则是虚构的力。

8． 指出下列每一个反应都破坏了哪些守恒定律？

（1

）（2

）（3

）（4

）（5

）（6

）

【答案】（1）能量守恒定律；

（2）角动量守恒定律与轻子数守恒定律； （3）电荷守恒定律； （4）轻子数守恒定律； （5）奇异数守恒定律； （6）重子数守恒定律。

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9． 一对正、负电子从同一位置同时姑入一均匀磁场中，如图所示，已知它们的速率分别为2v 和v ，且 都和磁场垂直，试指出它们的偏转方向，并判断经磁场偏转后哪个电子先回到出发点？

图

【答案】如图所示，

正、负电子的速度均满足

由洛伦兹力

可知，速率为如的正

电子将作逆时针匀速率圆周运动，而速率为v 的负电子则作顺时针勾速率圆周运动。两电子的轨道半径不同，速率大者、 即正电子的轨道半径大，但两电子的运动周期相同，所以它们将同时回到出发点。

10．给车胎打气使其达到所需的压强，冬天和夏天打入车胎内的空气质量是否相同？

【答案】不同。因为两种情况下气体的温度不同，达到一定压强时的气体质量也不相同。

二、计算题

11．如图, 半径为为

的导体球带有电荷q ，球外同心地放一不带电的导体球壳，球壳的内、外半径

试求：（1）球壳内、外表面上的电荷以及球壳的电势；（2）将球壳接地时，它的电

荷分布及电势；（3）设球壳离地面很远，将（2）中的接地线拆掉后，再使内球接地，这时内球的电荷以及外球壳的电势分别为多大？

图

【答案】（1）内球带电q ,

球壳内、外表面分别带电由高斯定理，场强分布为

球壳电势为

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电荷分布球对称。