物理试题

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转自太傻 subject版

我是学数学的，对这个不明白，觉得对大家可能有用就转过来了


目   录
第一部分 SUB介绍
关于SUB
考试重点
考前必读
常数表
推荐参考书
第二部分 分类练习题
第一节  经典力学
第二节  电磁学
第三节  光学和波动
第四节  热力学和统计力学
第五节  量子力学
第六节  原子物理
第七节  狭义相对论
第八节  实验方法
第九节  特殊专题
第三部分 模拟题
模拟试题一
模拟试题二
附录
疑难词汇







前言
TOEFL、GRE是当代大学生耳熟能详的字眼。在前几年，好的TOEFL、GRE成绩可以使申请者较轻松地获得美国、加拿大大学的全额奖学金。但随着中国学生G、T分数的不断提高，美国大学已经很难完全凭此来判断申请者的潜质。于是，更多的大学将目光投向了申请者在校的平时成绩（GPA）。但由于各校的教学水平不同，评分的松紧程度不同，录取人很难对不同学校毕业的申请者进行比较。专项GRE（SUB）考试帮助美、加大学的录取人很好地解决了这个问题。SUB的考题基本上覆盖了美、加大学要求本科生掌握的所有专业内容。因此，在SUB考试中取得好的成绩，可以证明你已经掌握了该学科的基本内容，并具备进一步在该学科进行深造的潜力和能力。根据笔者的粗略统计，美国前20名的大学，基本上或是要求申请者必须有SUB成绩，或是强烈推荐申请者参加SUB考试，并指出好的SUB成绩将使申请者处于更为有利的位置。从近几年留学美、加的情况来看，好的SUB成绩将大大提高申请者的录取机会。那些并不要求申请者参加SUB考试的排名相对靠后的美、加大学对提供了SUB成绩的申请者也是另眼相待。此外，对于大学期间成绩（GPA）并不理想的申请者来说，成绩已无法更改了，但如果通过自身的努力而在SUB考试中取得优异的成绩的话，无疑是对自身学术能力的一种有力的证明，更是对平庸的GPA的一种弥补。毫不夸张地讲，SUB成绩往往可以决定一个申请者的命运。

 本丛书的创作动机
作为北京大学的学生，我们基本上都参加了SUB考试，并获得了满分的成绩。在准备这项考试的过程中，我们深感到还没有一本好的参考书能帮助考生避免走弯路，事半功倍地去面对SUB。我们在准备考试的过程中，通过在美国的朋友以及其它一些途径，得到了一些宝贵的学习资料。这些资料帮助我们很轻松的抓住了SUB考试的重点，理清了SUB考试的出题策略，也使得我们轻松地拿到了满分。现在，我们身边的许多考生面对SUB考试无从下手，甚至连SUB考试的考试范围、考试重点都不了解，我们觉得有责任去帮助身边的人去实现他们的梦想。毕竟，我们手中有大量的资料，有大家在准备考试以及实战过程中总结出的考试重点，更有大家共同研究出的应试策略。我们决定将这一切都奉献给所有的将来的考生。新东方学校的俞敏洪校长对我们的想法给予了充分的肯定，并提出了很多好的建议与意见，为我们创作此丛书奠定了坚实的基础。

 本书的特点
本书由三部分组成。
第一部分，我们对物理SUB进行了详细的介绍。其中包括：如何报名参加物理SUB考试，考试的命题范围，考试的重点，常用的公式等等。读过这一部分后，读者将对物理SUB有一个较为完整的认识。
第二部分，我们将所考的内容按具体的分支进行了分类，并对每个分支的考题出现的频率进行了统计，以帮助读者有针对性地进行准备。在这一部分中，我们对每一道题都作了详尽的解释，并结合具体题目给出了一些应试的技巧。对于某些类问题，我们或是给出了经典的快速、准确的算法，或是给出了多种解法，使得读者可以根据自己的知识面来准备这项考试。相信读者在对本部分的题目进行了分析并结合我们给出的方法进行了体会之后，定会在SUB考试中做到游刃有余。
第三部分，我们提供了两套完整的题目来帮助读者检验自身的水平和学习的效果，并在后面给出了详细的解答。

 致谢
我们身边的很多同学都参与到了这本书的创作中来。感谢华明同学帮助录入了一套模拟题。感谢谢平和冉鹰同学帮助解决一些疑难问题。感谢钟宇同学提供硬盘作数据备份。感谢高颖佳同学自愿放弃自己的机时。我们的很多其他同学在答案的准确性、方法的合理性、技巧的总结等很多方面都给予了我们很大的帮助，恕不一一列出，在此一并表示感谢。

由于作者水平有限，再加上物理SUB考题的覆盖面较广，本书难免有不足和疏漏之处，恳请读者指教。

物理SUB创作组
二○○○年七月二十五日
关于SUB
什么是GRE：
美国（及一些其他国家，如加拿大）绝大多数研究生院及专业学校都要求申请入学者参加GRE考试（Graduate Record Examination）。该考试由美国教育考试服务中心ETS（ Educational Testing Service）举行，命题有关原则由GRE理事会拟定。该理事会与研究生院联合会，研究生院审议会相协商。
GRE考试是为向有关学校提供申请者教育背景及学术能力的有关信息，以使学校更好地衡量申请者的学术履历和资格，便于奖学金发放单位选择合适的资助对象。
GRE考试共分为两种。普通能力测试（general test）和专项考试（subject test）。
什么是SUB：
SUB即GRE专项考试（Subject Tests）的简称，目前有专项考试的专业有：
生物  计算机科学  化学  经济学  教育学  工程学  法语  地理  地质学  德语  历史 英语文学  数学  音乐  哲学  体育  物理学  政治  心理学  社会学  西班牙语 （按英文字母顺序排列）
专项考试长度为170min，考试目的为测试你对要申请的专业或领域内最基础知识的理解程度。同时也测试你对该领域内最重要的概念、方法的掌握情况。
专项考试涵盖专业内的许多事实和原理，其题目的解答即需要对这些事实、原理的正确把握及运用。每个学生并不一定对考试的所有内容都非常熟悉，因为命题原则是尽可能就某一领域广泛地搜取资料进行考查。
考生在每次考试当天只能参加一种专项考试，额外的考试可以在另外的日期参加，允许重考。
考试的所有题目及相关指示语均为英文（除法语，德语及西班牙语专项考试）。
对每一次专项考试，考生都会得到一个总分（某些考试中还会得到不同题目的分数），由于考试是标准化的，成绩单上给出了考生分数在一定人群中的比例，因此不同学历背景学生的分数可以进行比较。成绩可以在考试一周后花十美元电话查询。
GRE理事会提倡将专项考试成绩与申请者其他信息联合起来对申请者的综合科研素质进行评价。这些信息包括本科专业课程及成绩（GPA），推荐信，GRE普通考试成绩等等。
为什么要考物理专项：
对于以物理专业申请出国的本科生，专项成绩是必不可少的。因为现在全美绝大多数的研究生院要求物理专项成绩，（且数目仍在扩大）那些不要求专项成绩的学校对专项成绩也十分欢迎，而且往往会对有专项成绩的申请者更加青睐。北京大学物理系在过去三年里申请出国者基本上都参加了专项考试。而且在所有专业中物理专业的专项考试是相对比较容易通过准备而取得高分的，所以最好要考。
物理专项考试命题：
物理专项考试试题是由美国不同地区学校的负责教学、研究的教授共同拟定的。GRE命题组是在美国物理会的推荐基础上选择这些教授的。
考试的内容和范围要由命题者（包括一些专业的教研工作者）定期监督、讨论。所有问题都由理事会审定并予以适当修改，组卷工作也由理事会进行，其间要确保内容的覆盖面，但不偏重某一分支，此后，考卷还要由理事会审定并通过。
美国教育考试服务中心有关人员协助理事会进一步协调考试工作，并对题目中语言、符号及有关态度甚至歧视性等问题进行调整，试题也要适合不同职业的不同考生。
由于物理教育范围的差异，一次考试并不能涵盖考生所有学过的知识，因此命题者主要选最基础及最重要的内容进行命题、题目也要不断更换，以确保内容随教学改革的稳定变化。所有新的考题均要与旧题进行难度对照评分，以使不同试题的分数可以平行对照，完全评价考生的知识水平与技能。每一套新题考后，考生的答案将被用来检验试题的合理性。这种检验可能暴露出某些题目是模棱两可的或是超出考试范围的，或对某一考生群是不适合的。这样的题目将不计分。
怎样参加物理专项考试：
GRE专项考试在中国大陆地区每年举行一次，一般在十一月上旬，要求参加考试者事先交纳报名费（150$）报名参加。考试有关事务由国家教育部考试中心办理（可以电话咨询，号码是：010-62510951），一般报名程序为领表→填表→交报名费→交表。交完表即可认为报了名。按指示到指定考点领取准考证并按时到指定考点参加考试即可。
常见问题：
Q：领表一般在什么时间开始？
A：每年八月到九月之间，可以拨打电话查询。
Q：考试大约准备多久？
A：因人而宜，对一般物理专业的本科生，大四上学期开始准备一个月左右足够。
Q：在此期间怎样准备？
A：使用本书，并查阅相关内容的教材即可（后已列出参考书籍）。不必将所学专业内容全部复习一遍。
Q：考试内容、范围？
A：详见“物理专项考试内容”。
Q：考试题型？
A：全部为单项选择题，五选一。
Q：需要哪些参考书？
A：见后面参考书目。
Q：成绩反馈？
A：两个月后可以收到自己的成绩通知，如果你愿意还可将成绩免费送至三所学校研究生院。
近年成绩及趋势：
前几年绝大多数中国考生成绩均在90%以上（意味着90%以上的人成绩在你之下），但近几年获此成绩难度加大，同时也就更能检验考生的水平。因此参加考试并能获好成绩就更有利于申请。

考试重点
        物理SUB考试由100道五选一单选题组成，其中一些以体组的形式出现。每道题中含有图、表、实验数据和对具体物理内容的描述。
        考试目的是检验学生对基本原理的理解程度和应用这些基本原理的能力。绝大多数的考题只用到本科头三年的物理知识。

方面        占总分的百分比
1. 经典力学 （包括动力学、Newton定律、功和能、振动、绕固定轴的旋转、质点组动力学、中心力场、天体力学、三维质点动力学、Lagrange和Hamilton形式、非惯性系、流体力学初步）        20
2. 电磁学 （包括静电学、电流和直流电路、自由空间中的磁场、Lorentz力、电磁感应、Maxwell方程及其应用、电磁波、交流电路、物质中的电磁场）        18
3. 光学和波动 （包括波的基本性质、波的叠加、波的干涉衍射、几何光学、偏振、Doppler效应）        9
4. 热力学和统计力学 （包括热力学定律、热力学过程、物态方程、理想气体、分子运动论、系综、统计概念、热力学量的计算、热膨胀、热传导）        10
5. 量子力学 （包括基本概念、Schrodinger方程的解（包括方势阱、谐振子、氢原子）、自旋、角动量、波函数的对称性、微扰论初步）        12
6. 原子物理 （包括电子的性质、Bohr模型、能量量子化、原子结构、原子光谱、选择定则、黑体辐射、X-射线、电场和磁场中的原子）        10
7. 狭义相对论 （包括基本概念、钟慢尺缩、同时性、能量和动量、四维矢量、Lorentz变换、速度叠加）        6
8. 实验方法 （包括数据误差分析、电子线路、辐射检测、计数统计、带电粒子与物质相互作用、激光、光学干涉仪、数量级估计、概率统计的基本应用）        6
9. 特殊专题：核物理和粒子物理（包括核的性质、辐射衰变、裂变和聚变、反应、基本粒子的主要性质）、凝聚态（包括晶体结构、X-射线衍射、热性质、金属电子论、半导体、超导）、杂项（包括宇宙学、数学方法、计算机应用）        9

        考生应能熟练掌握一定的数学知识，并能将其应用于具体的物理问题。这些数学知识包括：一元和多元微积分、坐标系统（直角、柱、球），矢量代数和矢量微分算子、Fourier级数、偏微分方程、边值问题、矩阵和行列式、复变函数。

每次考试都从上述范围内出题，但一套题并不能涵盖所有内容。由于不同学校对本科物理教学的内容有差异，很少有考生能对所有内容了如指掌。考生并不一定要能回答所有问题。事实上，对80%左右的问题即可得到相当高的标准分数。
考前必读
每一种考试的应试技巧总是由这种考试自身的特点决定的。物理SUB不同于一般的物理考试：它全部由选择题组成，并且它的题量比一般的物理考试要大得多。选择题的好处是用不着把每道题都按部就班地做到底，必要的时候可以用排除法。SUB题量大，要在170分钟内做完100道题，就是说平均每170 / 100 = 1.7分钟就要做完一道题，时间非常紧迫。但是从另外一方面看，这恰恰说明SUB不可能有特别繁难的题目。以往的全部所有试题都证明：SUB的任一道题目都应该而且可以在5分钟内完成。换句话说，如果你认为有一道题目自己不可能在5分钟内做出，那一定是你的方法有问题，这时你应该想想有没有更简单的方法，或是先把这题跳过往下做。
物理SUB的几分规则是做对得1分，不做不得分，做错倒扣0.25分。这就涉及到是否有必要猜题。假如五个选项你一个也排除不了，这时猜题的平均得分按概率计算为0.2  1  0.8  0.25 = 0，就是说猜和不猜的效果是一样的。假如五个选项你至少能排除其中的一个，那么猜题的平均得分就会大于零。因此我们说，假如五个选项你至少能排除一个，一定要猜题。这样做的后果，虽然就每道题来说有可能对有可能错，但是总的来说只赚不赔。
物理SUB考试不让用计算器，因此大家在做练习题的时候也不要用计算器。一定要学会估算的方法，事实上这往往比摁计算器节约时间。
我们将在后面的练习题和模拟题中针对具体的问题给出一些常用的实战技巧。

常数表
下面是考卷上会给的一些常数，应尽可能多地记住以便考试时节约时间。

        Rest mass of the electron        me = 9.11  10-31 kilogram = 9.11  10-28 gram
        Magnitude of the electron charge        e = 1.60  10-19 coulomb = 4.80  10-10 statcoulomb (esu)
        Avogadro’s number        N0 = 6.02  1023 /mole
        Universal gas constant        R = 8.31 joules/(moleK)
        Boltzmann’s constant        k = 1.38  10-23 joule/K = 1.38  10-16 erg/K
        Speed of light        c = 3.00  108 m/s = 3.00  1010 cm/s
        Plank’s constant        h = 6.63  10-34 joulesecond = 4.14  10-15 eVsecond
                 = h / 2
        Vacuum permittivity        0 = 8.85  10-12 coulomb2/(newtonmeter2)
        Vacuum permeability        0 = 4  10-7 weber/(amperemeter)
        Universal gravitational constant        G = 6.67  10-11 meter3/(kilogramsecond2)
        Acceleration due to gravity        g = 9.80  m/s2 = 980 cm/s2
        1 atmosphere pressure        1 atm = 1.0  105 newton/meter2 = 1.0  105 pascals(Pa)
        1 angstrom        1 A = 1  10-10 meter
                1 weber/m2 = 1 tesla = 104 gauss

Moments of inertia about center of mass
        Rod         
        Disc         
        Sphere         
推荐参考书
《新概念物理教程 力学》                        赵凯华、罗蔚茵                                高等教育出版社
《新概念物理教程 热学》                        赵凯华、罗蔚茵                                高等教育出版社
《电磁学》（第二版）                                赵凯华、陈熙谋                                高等教育出版社
《光学》（第二版）                                赵凯华、钟锡华                                北京大学出版社
《新概念物理教程 量子物理》                赵凯华、罗蔚茵                                高等教育出版社
《理论力学基础教程》                                林纯镇、胡慧玲、吴惟敏                高等教育出版社
《热力学·统计物理》（第二版）        汪志诚                                                高等教育出版社
《电动力学简明教程》                                俞允强                                                北京大学出版社
《量子力学导论》（第二版）                曾谨言                                                北京大学出版社
《固体物理讲义》                                        高政祥                                                北京大学内部资料
《近代物理实验》                                        吴思诚、王祖铨                                北京大学出版社

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书评？

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好象是书的第一部分