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2017年沈阳师范大学普通物理(同等学力加试)复试仿真模拟三套题

  摘要

一、简答题

1. 如图所示,杨氏双缝实验中,在一条光路上插入一块玻璃,则原来位于中央的干涉明纹将向哪侧移动?

【答案】在下侧的一条光路上插入一块玻璃,则原来位于中央的干涉明纹将向下侧移动。

2. 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。

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. 有人说:“因为自感与回路中的电流无关。

所以通过线圈中的电流愈大,自感愈小。”这种说法对吗?

【答案】不对。自感L 与回路的形状、大小、位置、匝数以及周围磁介质及其分布有关,而

5. 同一束光分别在两种不同介质中传播相同的距离,则在两次传播过程中,这束光所经历的光程一样吗? 这束光在两次传播过程中发生相位变化与其光程有什么关系?如果这光在两种介质中的传播过程经历了相同的时间,则情况又如何?

【答案】(1)按照光程的定义,当同一束光分别在两种不同介质中传播相同的距离时,则在两次传播过程中这束 光所经历的光程是不同的。

(2)这束光在两次传播过程中所发生的相位变化

(3)如果这束光在两种介质中的传播过程经历了相同的时间,则这束光所经历的光程是一样的。

6. 说明位移电流和传导电流的不同含义。

【答案】传导电流是大量自由电荷的宏观定向运动,位移电流的实质却是关于电场的变化率而与电荷的定向移动元关;传导电流通过电阻时会产生焦耳热,而位移电流没有热效应;传导电流主要存在于导体中,而位移电流可存在于真空、导体和介质中。

7. 一个平台可绕中心轴无摩擦地转动,且开始时保持静止。一辆带有马达的玩具小汽车在平台上相对平台 由静止开始绕中心轴作圆周运动,问这时小车相对于地面怎样运动?圆台将如何运动?经一段时间后,小车突然刹车,则圆台和小车又将怎样运动?在此过程中小车和圆台系统动量是否守恒?机械能是否守恒?角动量是否守恒?为什么?

【答案】圆台和小车对地作定轴转动,角速度逐渐变大,最后角速度达到最大值,但角速度的方向相反;对地来 说,定轴转动,角速度逐渐变小,最后静止;系统的动量不守恒,机械能不守恒,角动量守恒,以小车和平台作 为研宄对象,受到轴向力,因此系统受外力,所以系统的动量不守恒,改变小车和圆盘的速度需要外界输入能量, 故机械能不守恒,在运动轨迹的切向方向上,不受外力,故角动量守恒。

8. 有人说:“质心是质量集中之处,因此在质心处必定要有质量。”这话对吗?

【答案】这话不对. 质心是表征物体系统质量分布的一个几何点。质心的位置在平均意义上表示质量分布的中心,质心所在处不一定有质量分布。例如:质量均勾分布的细圆环,其质心在环心,但质量却均匀分布于细圆环上。

与其光程变化之间的关系都应满足

二、计算题

9. 如图(a )所示,一接地的无限大导体平板附近有一正点电荷q ,它与板垂直距离为d 。求:(1)距垂足点O 为r 处的板外附近一点P 处的电场强度;(2)导体平板上的感生电荷。

【答案】(1)导体板表面感生电荷的分布是不均匀的。设点P 附近导体板面积元生电荷面密度为

则点P 的电场强度为

上的感

可以根据导体静电平衡条件。因为在导体内与点P 邻近的一点处的电场强度为零,而

面密度为

的面积元

所激发的

和为

以外其他感生电荷所激发的

的矢量和,

[图 (b )]。设

点P' 处的电场强度,由叠加原理知,应是点电荷q 激发的导体板上除

平板外法线方向,为平板的切线方向,则有

由式(2)求

因为点在附近,可看成是无限大带电平板的场,于是

根据式(2),有

的值为

从图(b )

的方向,

可以判定

为负。

将式(4)代入式(1),得

的方向为

方向,即垂直平板向左。

(2)导体平板上的感生电荷是以垂足0为中心呈圆对称分布的。取如图(c )所示的圆环面积为dS , 则导体平板上的感生电荷的值为