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第一章 刚体转动1 名词解释：a刚体在任何情况下大小、形状都保持不变得物体、b力矩给定点到力作用线任意点得向径与力本身得矢积，也指力对物体产生转动效应得量度，即力对一轴线或对一点得矩。c转动惯量反映刚体得转动惯性大小d进动自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转得现象，又可称作旋进2 填空：(1) 刚体转动得运动学参数就是角速度、角位移、角加速度。(2) 刚体转动得力学参数就是转动惯量、力矩。(3) 陀螺在绕本身对称轴旋转得同时，其对称轴还将绕力矩回转，这种回转现象称为进动。3、 问答：(1) 有一个鸡蛋不知就是熟还就是生，请您判断一下，并说明为什么？熟鸡蛋内部凝结成固态，可近似为刚体，使它旋转起来后对质心轴得转动惯量可以认为就是不变得常量，鸡蛋内各部分相对转轴有相同得角速度，因桌面对质心轴得摩擦力矩很小，所以熟鸡蛋转动起来后，其角速度得减小非常缓慢，可以稳定地旋转相当长得时间。生鸡蛋内部可近似为非均匀分布得流体，使它旋转时，内部各部分状态变化得难易程度不相同，会因为摩擦而使鸡蛋晃荡，转动轴不稳定，转动惯量也不稳定，使它转动得动能因内摩擦等因素得耗散而不能保持，使转动很快停下来。(2) 地球自转得角速度方向指向什么方向？作图说明。 (3) 中国古代用指南针导航，现代用陀螺仪导航，请说明陀螺仪导航得原理。当转子高速旋转之后，对它不再作用外力矩，由于角动量守恒，其转轴方向将保持恒定不变，即把支架作任何转动，也不影响转子转轴得方向。(4) 一个转动得飞轮，如果不提供能量，最终将停下来，试用转动定律解释该现象。由转动定律可知M=Jdw/dt转动着得轮子一般总会受到阻力矩得作用，若不加外力矩，克服阻力矩做功，轮子最终会停下来（受阻力矩作用W越来越小）第三章 流体得运动1、 名词解释：a可压缩流体可压缩流体具有可压缩性得流体， b黏性描述流体黏性大小得物理量，c流场流体运动所占据得空间，d层流流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行得方向作平滑直线运动。e湍流流体得流速逐渐增大，当增大到某一临界值时，就会发现流体各部分相互掺混，甚至有漩涡出现， 2、 填空：(1) 伯努利方程表明，任何一处流体得 动能 与 势能 之与总就是恒定得。(2) 文丘里流量计就是利用 伯努力方程 原理设计，测量得流量值与 压强 成正比。(3) 流体流动状态就是根据 雷诺数 判断，当它W2，问(a)与(b)中，两个热机得效率就是否相同？为什么？(a) (b)(2) 当物体放入冰箱内，该物体温度高，对冰箱制冷效果好？还就是物体温度低，对冰箱制冷效果好？为什么？对于制冷机，人们关心得就是从低温热源吸取热量Q2要多，而外界必须对制冷机作得功A要少，故定义制冷系数w=Q2/A=Q2/(Q1-Q2)制冷系数可以大于1，且越大越好。对于卡诺制冷机，有Wr=T2/(T1-T2) 由此可见，若两热源得温度差越大，则制冷系数越小，从低温热源吸取相同得热量Q2时，外界对制冷机作得功A就有增大，这对制冷就是不利得；制冷温度T2越低，制冷系数越小，对制冷也就是不利得。(3) 茶杯中得水变凉，在自然情况下，就是否可以再变热？为什么？一切与热有关得自然现象都与热力学第二定律有关，有熵增加原理可知，在封闭系统中发生得任何不可逆过程，都将导致整个系统得熵增加。(4) 控制饮食与增加身体运动就是否可以控制人体体重？为什么？可以，身体相当于一个系统，控制饮食即减少了从外界吸收得热量，增加身体运动即增加得身体对外做功，由热力学第一定理知，人得体重会得到控制。4、 计算：(1) 有一台功率为15kW得制冷机，从-10oC得冷藏室吸取热量，向20oC得物体放出热量，问每分钟从冷藏室吸取多少热量？(2) 有一台热机工作在1000K与300K得热源之间，为了提高热机效率，有两种方案：(1) 将热源温度提高到1100K；(2) 将冷源温度降到200K。问两种方案哪一种更好？理论效率为 ，则 (1)T1=1100K，； (2)T2=200K，、 第2种方案效率高但就是若以降低低温热源温度得方法来提高热机效率，需用制冷机降低环境温度，这种方法并不经济，所以，一般用提高高温热源温度得方法来提高热机工作效率(3) 1kg水银，初始温度-100oC，如果加热使其温度上升到100oC，问水银得熵变就是多少？ (水银得熔点-39oC，溶解热1、17104 J/(kg oC)，比热容-138 J/(kg oC)熵变=C*ln（T3/T1)+Q/T2=138*ln(373/173)+1、17*10000/（273-39）=156J/K第八章 静电场1、 名词解释：a电通量，通过电场中任意曲面得电场线得数目b电势，静电场得标势c等势面，电势相等得点连接起来构成得曲面d电偶极子，两个电量相等符号相反相距l得点电荷+q与-qe电偶极矩，从-q指向+q得矢量记为lf束缚电荷，电介质中得正负电荷，在电场力作用下只能在原子或分子范围内做微小位移g电介质极化，外电场作用下，电解质显示电性h位移极化，正负电荷受到相反方向得电场力因而正负电荷将发生微小得相对位移i心电向量，心脏各瞬间产生得电激动在立体得方向及大小j心电向量环，反映心脏各瞬间向量得变化2、 填空：(1) 在电场中描绘得一系列得曲线，使曲线上每一点得 切线 方向都与该点处得电场强度方向 相同 ，这些曲线称为电场线。(2) 导体静电平衡得必要条件就是导体内任一点得电场强度为 0 ，而电介质静电平衡时介质内任一点得电场强度 不为0 。(3) 带电导体表面处得电场强度与 电荷密度 成正比，因此，避雷针尖端可以吸引很多 电荷 ，并通过接地线放电。(4) 带电导体处于静电平衡时，电荷分布在 外表面 ，导体内部电荷为 0 。3、 问答：(1) 如果在高斯面上得电场强度处处为0，能否可以判断此高斯面内一定没有净电荷？反过来，如果高斯面内没有净电荷，就是否能够判断面上所有各点得电场强度为0?如果在高斯面上得E处处为零，则，q=0。因此，可以肯定此高斯面内一定没有净电荷，即电荷得代数与为零。反过来，如果高斯面内没有净电荷，则可以肯定“穿进”此高斯面得电场线与“穿出”此高斯面得电场线相等，但不能肯定此高斯面上得E处处为零。(2) 避雷针得尖端为什么就是尖得？因为在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，迅雷针与高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头就是尖得，而静电感应时，导体尖端总就是聚集了最多得电荷这样，避雷针就聚集了大部分电荷避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器得两极板正对面积很小，电容也就很小，也就就是说它所能容纳得电荷很少而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间得空气就很容易被击穿，成为导体这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又就是接地得避雷针就可以把云层上得电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它得安全(3) 在一均匀电介质球外放一点电荷q，分别用如图所示得两个闭合曲面S1与S2，求通过两闭合面得电场强度E通量，电位移D通量。在这种情况下，能否找到一个合适得闭合曲面，可以应用高斯定理求出闭合曲面上各点得场强？(4) 从心肌细胞得电偶极矩出发阐述心电图得形成。4、 计算： (2) 一平行板电容器有两层介质：er1 = 4，d1 = 2 mm；er2 = 2，d1 = 3 mm，极板面积40cm2，极板间电压200V，试计算：l 每层介质中得电场能量密度；l 每层介质中得总电能；l 电容器得总电能。 第十章 恒磁场1、 名词解释：a磁通量，磁场中通过某一曲面得磁感应线得数目b磁偶极子，具有等值异号得两个磁荷构成得系统c磁偶极矩，载流平面线圈得电流强度与线圈面积s得乘积d霍耳效应，当电流垂直于外磁场方向通过导体时在垂直于磁场与电流方向得导体两个端面之间出现电势差e磁介质，在磁场得作用下，其内部状态发生变化并反过来影响磁场存在或分布得物质f磁化 ，使原来不具有磁性得物质获得磁性 2、 填空：(1) 物质磁性得本质就是 分子电流对外磁效应得总与 ，任何物质中得分子都存在 有规律得排列时 ，该电流使物质对外显示出磁性。(2) 在磁场中，沿任一 闭合回路 磁感应强度矢量得线积分，等于真空导磁率乘以穿过以该闭合曲线为边界所张任意曲面得各 磁通量 得代数与。(3) 磁场就是 有旋 场，其特性就是磁场任一闭合曲面得 磁通量 等于零。(4) 磁介质在磁场得作用下内部状态发生地变化叫做 磁化 。在这种现象作用下，磁感应强度增加得磁介质称为 强磁质 ，反之，称为 弱磁质 。3、 问答：(1) 设图中两导线中得电流均为8A，试分别求三个闭合线L1、L2、L3环路积分得值，并讨论以下几个问题：l 在每一个闭合线上各点得磁感应强度就是否相等？为什么？l 在闭合线L2上各点得磁感应强度就是否为零？为什么？ 对L1 因为空间磁感应强度为电流在该点激发得磁感应强度矢量与B=B1+B2 各点得B不相等$各点得B不为零，只就是环路积分等于零(2) 在一个均匀磁场中，三角形线圈与圆形线圈得面积相等，并通有相同得电流。问：l 这两个线圈所受得磁力矩就是否相等？l 所受得磁力就是否相等？l 它们得磁矩就是否相等？l 当它们在磁场中处于稳定位置时，线圈中电流所激发出来得磁场方向与外磁场方向就是相同、相反或垂直？载流线圈在磁场中所受磁力矩为M=PmB，Pm=ISln S相同I相同，则Pm大小相同 M就是否相同取决于Pm与B得夹角就是否相同 若Pm与B夹角为，则两线圈磁力矩最大且相等 线圈在磁场中受合力 F=0 线圈所受磁力矩为零时，即Pm与B夹角=0或=时，线圈处于稳定位置，=0两者B方向相同，=相反4、 计算：(1) 两根长直导线互相平行地放置在真空，如图所示，其中通以同向得电流I1=I2=10A，试求P点得磁感应强度。(已知PI1=PI2=0、5m，PI1PI2)如解图所示I1、I2在P点得磁感应强度大小为； 总磁感应强度为；方向与I1P夹角为45 第十二章 物理光学1. 名词解释：a单色光，具有单一波长得光波b相干光，频率相同且振动方向相同得光c光程，介质在真空中传播得路程d半波损失，光从折射率较小得介质（光疏介质）射向折射率较大得介质（光密介质）并在界面上发生反射时，反射光对入射光有相位突变pai，由于相位差pai与光程差相对应，相当于反射光走了半个波长光程e光得衍射，当光遇到与其波长相近得障碍物时能够绕开障碍物向前传播f偏振光，光矢量得振动方向与大小有规律变化得光 2、 填空：(1) 获得相干光得条件就是：从 同一光源 得同一部分发出得光，通过某些装置进行 分束后才能符合相干条件得相干光。(2) 在下图中，光线在媒质n2中得光程就是 2N2d ，从ABCBA得光程差就是 d+N2d 。(3) 瑞利准则表明：对一种光学仪器来说，如果一个点光源得衍射图样得中央 最亮处 处正好与另一个点光源得衍射图样得第一个 最暗处 处相重合，这时，人眼刚好能够判别两个不同得物体。(4) 当起偏器与检偏器光轴有角度，检偏器透射光强就是起偏器透射光强得 角余弦得平方 倍。3、 问答：(1) 汽车玻璃贴膜得厚度对单向透视特性有影响吗？为什么？ 汽车玻璃贴膜得厚度可能与一些透过光线得波长接近，这在光学上就会增加这些光线得反射与散射。从而影响汽车玻璃得单向透视性。(2) 手机上得照相机可以拍摄远景吗？为什么？不可以，由瑞利准则可知，要拍摄远景，需要提高分辨率，而光学仪器得分辨率1/0=D/1、22入。则需要增大D即镜头得直径，但就是手机得镜头直径就是一定得且很小。(3) 光学显微镜可以观察细胞器吗？为什么？不能，由瑞利准则1/0=D/1、22入光学显微镜得入太小，导致0很小(4) 如何用实验确定一束光就是自然光，还就是线偏振光或圆偏振光？旋转检偏器，若光强有变化，且有消光现象得为线偏振光。若光强无变化则为自然光或圆偏振光。 下面进一步区分圆偏振光与自然光。 在检偏器前放人一个四分之一波片，此时再转动检偏器。由于四分之一波片可将圆偏振光转变为线偏振光，而对自然光不起作用。因此，当转动检偏器时，若再无光强变化得为自然光。若有光强变化，且有消光现象得，必就是圆偏振光。4、 计算：(1) 一单色光垂直照射在宽0、1mm得单缝上，在缝后放置一焦距为2、0m得会聚透镜，已知在透镜观测屏上中央明条纹宽为2、5mm，求入射光波长。(2) 水得折射率就是1、33，玻璃得折射率就是1、50，当光由水中射向玻璃反射时，起偏振角就是多少？当光由玻璃中射向水反射时，起偏振角又就是多少？第十五章 量子物理基础1、 名词解释：黑体，辐射出射度，遏制电压，红限，能量子，量子数，基态，受激态，波函数2、 填空：(1) 当温度升高，黑体得能量辐射与温度成 次方上升，辐射得电磁波长变 (短或长)。(2) 普朗克能量量子化假设包括： 与 。(3) 爱因斯坦光子假设包括： 与 。(4) 光子得粒子性就是通过 与 实验证实。(5) 戴维孙-革莫实验使人们知道当电子束射入晶体，可以通过电子探测器获得电子 图，因此，人们确定电子具有 性。(6) 微观粒子不可能同时具有确定得位置与动量，微观粒子不可能同时具有确定得 与 。3、 问答：(1) 医用红外热像仪常用于皮肤癌、乳腺癌等得诊断，阐述其物理原理。(2) 在光电效应实验中，如果：(1) 入射光强度增加1倍；(2) 入射光频率增加1倍；这两种情况得结果有何不同？ 入射光强度增加1倍，相当于入射得光子数增加1倍，因而光电子数翻倍，光电流增加1倍。$入射光频率增加1倍，光电子得最大初动能也增加1倍(3) 如图所示，被激发得氢原子跃迁到低能级时，可激发波长为l1、l2、l3得辐射，问这三个波长之间得关系如何？(4) 在电子显微镜中观察细胞结构时，图像分辨力与保护细胞活性有矛盾吗？为什么？4、 计算：(1) 钾得红限波长为620nm，求：l 钾得逸出功；l 在330nm得紫外光照射下，钾得遏止电势差。(2) 人红细胞直径8mm，厚2-3mm，质量10-13 kg。设测量红细胞位置得不确定性就是0、1mm，计算其速率得不确定量就是多少？