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考试科目:普通物理
考试时间:2000年1月23日上午
招生专业:物理系各专业
研究方向:各研究方向
试题:
一、(18分)
1、(8分)理想气体的比热商(定压热容量与定体热容量之比)记为γ,试导出准静态绝热过程的P-V方程。
2、(10分)以理想气体为工作介质,将高温热源温度记为T1,低温热源温度记为T2,试导出准静态卡诺循环的效率η。
二、(16分)
设太阳固定不动,某行星P围绕太阳在一椭圆轨道运动,如图所示,其中位置1为近太阳点,位置2为远太阳点。将太阳的质量记为M,椭圆半长轴、半短轴分别记为A、B。
- 利用能量守恒关系和以太阳为参考点的角动量守恒关系,导出P在位置1、2两处的运动速度大小v1、v2;
- 已知椭圆面积为πAB,导出P的轨道运动周期T。
三、(16分)
半径为R,质量为m的匀质乒乓球,可处理为厚度可略的球壳。开始时以角速度ω0围绕它的一条水平直径轴旋转,球心无水平方向速度,今将其轻放在水平地面上,乒乓球与地面之间的滑动摩擦处处相同。
- 试求乒乓球达到稳定运动状态时,它的转动角速度ω;
- 计算从开始到最后达到稳定运动状态的全过程中,乒乓球动能的损失量E′。
(已知半径为R,质量为m的匀质球壳相对其直径转轴的转动惯量为 )
四、(16分)
边长为a的正六边形分别有固定的点电荷,它们的电量或为Q,或为-Q,分布如图所示。
- 试求因点电荷间相互的静电作用而使系统具有的电势能W;
- 若用外力将相邻的一对正、负电荷一起(即始终保持其间距不变)缓慢地移到无穷远处,其余固定的点电荷位置保持不变,试求外力作功量A。
五、(16分)
半径为r的长直密绕空心螺线管,单位长度的绕线匝数为n,所加交变电流为I=I0sinωt。今在管的垂直平面上放置一个半径为2r,电阻为R的导线环,其圆心恰好在螺线管的轴线上。
- 计算导线环上涡旋电场E的值,并在图中画出其正方向;
- 计算导线环上感应电流II
;
- 计算导线环与螺线管之间的互感系数M。
六、(18分)
用钠黄光(λ=5893A)观察迈克耳孙干涉仪的等倾圆条纹,开始时视场中共看到10个亮环,中心为亮斑,然后移动干涉仪一臂的平面镜,先后看到共有10个亮环缩进中央,而视场中除中心为亮斑外,还剩下5个亮环。试求:
- 平面镜移动的距离;
- 开始时中心亮斑的干涉级次;
- 移动平面镜后最外一个亮环的干涉级次。
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