一、簡答題(每題5分,共50分)
1.有人說:“人推動了車是因為推車的力大于車反推人的力。”這話對嗎?為什么?
2.“不受外力作用的系統,它的動量和機械能必然同時守恒。”這句話對嗎?為什么?
3.愛因斯坦提出的兩條狹義相對論的基本原理是什么?
4.什么是熱力學系統的平衡態?氣體在平衡態時有何特征?當氣體處于平衡態時還有分子熱運動嗎?
5.如果通過閉合面S的電通量 為零,是否能肯定S上每一點的場強都等于零?請舉例說明。
6.電動勢與電勢差有什么區別?
7.波與振動有什么區別與聯系?平面簡諧波動方程與簡諧振動方程有什么不同,又有什么聯系?
8.假設可見光波段不是在400nm-700nm,而是在毫米波段,而人眼睛瞳孔仍保持在3mm左右,設想人們看到的外部世界將是什么景象?
9. 用一定波長的光照射金屬表面產生光電效應時,為什么逸出金屬表面的光電子的速度大小不同?
10.什么是不確定關系?其物理意義是什么?
二、計算題(每題15分,共90分)
1.有一質量為m1、長為l的均勻細棒,靜止平放在滑動摩擦系數為m的水平桌面上,它可繞通過其端點O且與桌面垂直的固定光滑軸轉動.另有一水平運動的質量為m2的小滑塊,從側面垂直于棒與棒的另一端A相碰撞,設碰撞時間極短.已知小滑塊在碰撞前后的速度分別為 和 ,如圖所示.求碰撞后從細棒開始轉動到停止轉動的過程所需的時間.(已知棒繞O點的轉動慣量 )
2.如圖所示,AB、DC是絕熱過程,CEA是等溫過程,BED是任意過程,組成一個循環。若圖中EDCE所包圍的面積為70 J,EABE所包圍的面積為30 J,過程中系統放熱100 J,求BED過程中系統吸熱為多少?
3.載流長直導線與矩形回路ABCD共面,導線平行于AB,如圖所示.求下列情況下ABCD中的感應電動勢:
(1) 長直導線中電流I = I0不變,ABCD以垂直于導線的速度 從圖示初始位置遠離導線勻速平移到某一位置時(t時刻). (2) 長直導線中電流I = I0 sinw t,ABCD不動.
(3) 長直導線中電流I = I0 sinw t,ABCD以垂直于導線的速度 遠離導線勻速運動,初始位置也如圖.
4.一平面簡諧波沿Ox軸的負方向傳播,波長為l ,P處質點的振動規律如圖所示.
(1) 求P處質點的振動方程;
(2) 求此波的波動表達式;
(3) 若圖中 ,求坐標原點O處質點的振動方程.
5.波長l=600nm(1nm=10﹣9m)的單色光垂直入射到一光柵上,測得第二級主極大的衍射角為30°,且第三級是缺級.
(1) 光柵常數(a + b)等于多少?
(2) 透光縫可能的最小寬度a等于多少?
(3) 在選定了上述(a + b)和a之后,求在衍射角- <j< 范圍內可能觀察到的全部主極大的級次.
6.一電子以 0.99c (c為真空中光速)的速率運動.試求:
(1) 電子的總能量是多少?
(2) 電子的經典力學的動能與相對論動能之比是多少?(電子靜止質量me=9.11×10-31 kg)
三、證明題(10分)
1.試論證靜電場力做功與路徑無關.