博士物理学考试真题及答案

博士物理学考试真题及答案

一、单选题（每题1分，共10分）

1.下列哪个物理学家提出了相对论？（）A.牛顿B.爱因斯坦C.普朗克D.居里夫人【答案】B【解析】爱因斯坦提出了相对论

2.光速在真空中的值约为（）？A.3×10^8m/sB.3×10^7m/sC.2×10^8m/sD.4×10^8m/s【答案】A【解析】光速在真空中的值约为3×10^8m/s

3.以下哪个物理定律描述了物体间的万有引力？（）A.欧姆定律B.牛顿第二定律C.牛顿万有引力定律D.法拉第电磁感应定律【答案】C【解析】牛顿万有引力定律描述了物体间的万有引力

4.一个物体的动能为10焦耳，其质量为2千克，速度为（）？A.3m/sB.5m/sC.7m/sD.10m/s【答案】B【解析】动能公式为E_k=1/2mv^2，解得v=√2E_k/m=√2×10/2=5m/s

5.以下哪个物理学家提出了量子力学的基本原理？（）A.牛顿B.爱因斯坦C.普朗克D.玻尔【答案】C【解析】普朗克提出了量子力学的基本原理

6.一个质子的电荷量为（）？A.

1.6×10^-19CB.

1.6×10^-18CC.

3.2×10^-19CD.

3.2×10^-18C【答案】A【解析】一个质子的电荷量为

1.6×10^-19C

7.以下哪个物理学家提出了热力学第二定律？（）A.开尔文B.焦耳C.卡诺D.克劳修斯【答案】D【解析】克劳修斯提出了热力学第二定律

8.一个物体的势能为20焦耳，其质量为5千克，高度为（）？（取g=10m/s^2）A.2mB.4mC.6mD.8m【答案】B【解析】势能公式为E_p=mgh，解得h=E_p/mg=20/5×10=

0.4m

9.以下哪个物理学家提出了光的电磁理论？（）A.牛顿B.麦克斯韦C.爱因斯坦D.普朗克【答案】B【解析】麦克斯韦提出了光的电磁理论

10.一个物体的动能和势能之和称为（）？A.机械能B.热能C.电能D.化学能【答案】A【解析】一个物体的动能和势能之和称为机械能

二、多选题（每题2分，共10分）

1.以下哪些是相对论的主要结论？（）A.时间膨胀B.长度收缩C.质能等价D.光速不变E.万有引力【答案】A、B、C、D【解析】相对论的主要结论包括时间膨胀、长度收缩、质能等价和光速不变

2.以下哪些是量子力学的基本原理？（）A.波粒二象性B.不确定性原理C.薛定谔方程D.泡利不相容原理E.热力学第二定律【答案】A、B、C、D【解析】量子力学的基本原理包括波粒二象性、不确定性原理、薛定谔方程和泡利不相容原理

3.以下哪些物理学家对电磁学有重要贡献？（）A.法拉第B.麦克斯韦C.安培D.奥斯特E.库仑【答案】A、B、C、D【解析】对电磁学有重要贡献的物理学家包括法拉第、麦克斯韦、安培和奥斯特

4.以下哪些是热力学定律？（）A.热力学第一定律B.热力学第二定律C.热力学第三定律D.热力学第四定律E.热力学第五定律【答案】A、B、C【解析】热力学定律包括热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律

5.以下哪些是经典力学的定律？（）A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.开普勒定律E.相对论【答案】A、B、C、D【解析】经典力学的定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律和开普勒定律

三、填空题（每题2分，共10分）

1.一个电子的电荷量为______C【答案】-

1.6×10^-19【解析】一个电子的电荷量为-

1.6×10^-19C

2.一个物体的质量为2千克，速度为3m/s，其动能为______J【答案】9【解析】动能公式为E_k=1/2mv^2=1/2×2×3^2=9J

3.一个物体的质量为5千克，高度为2米，其势能为______J（取g=10m/s^2）【答案】100【解析】势能公式为E_p=mgh=5×10×2=100J

4.一个物体的动能和势能之和为30焦耳，其动能为10焦耳，其势能为______J【答案】20【解析】动能和势能之和为30焦耳，动能为10焦耳，则势能为30-10=20J

5.一个物体的质量为1千克，速度为5m/s，其动量为______kg·m/s【答案】5【解析】动量公式为p=mv=1×5=5kg·m/s

四、判断题（每题1分，共10分）

1.相对论认为光速在真空中是恒定的（）【答案】（√）【解析】相对论认为光速在真空中是恒定的

2.牛顿第一定律也称为惯性定律（）【答案】（√）【解析】牛顿第一定律也称为惯性定律

3.量子力学认为微观粒子具有波粒二象性（）【答案】（√）【解析】量子力学认为微观粒子具有波粒二象性

4.热力学第二定律认为热量不能自发地从低温物体传到高温物体（）【答案】（√）【解析】热力学第二定律认为热量不能自发地从低温物体传到高温物体

5.一个物体的动能和势能之和称为机械能（）【答案】（√）【解析】一个物体的动能和势能之和称为机械能

五、简答题（每题5分，共10分）

1.简述相对论的两个基本假设【答案】相对论的两个基本假设是

（1）物理定律在所有惯性参考系中都是相同的

（2）在真空中，光速对于所有观察者都是恒定的，与光源和观察者的相对运动无关

2.简述量子力学的波粒二象性【答案】量子力学的波粒二象性是指微观粒子（如电子、光子等）既表现出粒子的特性，又表现出波的特性例如，电子在双缝实验中既表现出粒子性，又表现出波动性

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析相对论对时间和空间的影响【答案】相对论对时间和空间的影响主要体现在以下两个方面

（1）时间膨胀运动物体的时间相对于静止观察者会变慢

（2）长度收缩运动物体的长度相对于静止观察者会变短这些现象在高速运动时尤为明显

2.分析量子力学的薛定谔方程的意义【答案】薛定谔方程是量子力学的基本方程，描述了量子态随时间演化的规律它的意义在于

（1）给出了量子态随时间演化的普遍公式

（2）通过解薛定谔方程，可以确定量子系统的波函数，从而得到系统的各种物理性质

（3）薛定谔方程是量子力学的核心，对现代物理学的发展有重要影响

七、综合应用题（每题25分，共25分）一个质量为2千克的物体从高度为10米处自由下落，不计空气阻力，取g=10m/s^2求

（1）物体下落5米时的速度；

（2）物体下落10米时的速度；

（3）物体下落10米时的动能和势能【答案】

（1）物体下落5米时的速度根据机械能守恒定律，物体下落5米时的动能和势能之和仍为初始的机械能初始机械能E=mgh=2×10×10=200J下落5米时，势能E_p=mgh-5=2×10×10-5=100J动能E_k=E-E_p=200-100=100J速度v=√2E_k/m=√2×100/2=10m/s

（2）物体下落10米时的速度根据机械能守恒定律，物体下落10米时的动能和势能之和仍为初始的机械能初始机械能E=mgh=2×10×10=200J下落10米时，势能E_p=mgh-10=2×10×10-10=0J动能E_k=E-E_p=200-0=200J速度v=√2E_k/m=√2×200/2=20m/s

（3）物体下落10米时的动能和势能动能E_k=200J势能E_p=0J完整标准答案

一、单选题

1.B

2.A

3.C

4.B

5.C

6.A

7.D

8.B

9.B

10.A

二、多选题

1.A、B、C、D

2.A、B、C、D

3.A、B、C、D

4.A、B、C

5.A、B、C、D

三、填空题

1.-

1.6×10^-

192.

93.

1004.

205.5

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（√）

4.（√）

5.（√）

五、简答题

1.相对论的两个基本假设是物理定律在所有惯性参考系中都是相同的；在真空中，光速对于所有观察者都是恒定的，与光源和观察者的相对运动无关

2.量子力学的波粒二象性是指微观粒子（如电子、光子等）既表现出粒子的特性，又表现出波的特性例如，电子在双缝实验中既表现出粒子性，又表现出波动性

六、分析题

1.相对论对时间和空间的影响主要体现在以下两个方面时间膨胀运动物体的时间相对于静止观察者会变慢；长度收缩运动物体的长度相对于静止观察者会变短这些现象在高速运动时尤为明显

2.分析量子力学的薛定谔方程的意义薛定谔方程是量子力学的基本方程，描述了量子态随时间演化的规律它的意义在于给出了量子态随时间演化的普遍公式；通过解薛定谔方程，可以确定量子系统的波函数，从而得到系统的各种物理性质；薛定谔方程是量子力学的核心，对现代物理学的发展有重要影响

七、综合应用题一个质量为2千克的物体从高度为10米处自由下落，不计空气阻力，取g=10m/s^2求

（1）物体下落5米时的速度根据机械能守恒定律，物体下落5米时的动能和势能之和仍为初始的机械能初始机械能E=mgh=2×10×10=200J下落5米时，势能E_p=mgh-5=2×10×10-5=100J动能E_k=E-E_p=200-100=100J速度v=√2E_k/m=√2×100/2=10m/s

（2）物体下落10米时的速度根据机械能守恒定律，物体下落10米时的动能和势能之和仍为初始的机械能初始机械能E=mgh=2×10×10=200J下落10米时，势能E_p=mgh-10=2×10×10-10=0J动能E_k=E-E_p=200-0=200J速度v=√2E_k/m=√2×200/2=20m/s

（3）物体下落10米时的动能和势能动能E_k=200J势能E_p=0J。