学科专业名称：理论物理、凝聚态物理、光学、计算物理
考试科目名称：普通物理
考生注意：所有答案必须写在答题纸（卷）上，写在本试题上一律不给分.
一、单项选择题（每小题3分,共60分）
1．当光从真空中发射，入射到折射率大于1的液体中时，下列表述正确的是：[].
（A）光的频率变小（B）光的频率不变
（C）光的速度变大（D）光的速度不变
2．在劈尖干涉实验中，如果使劈尖角变大，干涉条纹将怎样变化？[]
（A）相邻条纹间距不变（B）相邻条纹间距变大
（C）相邻条纹间距变小（D）条纹消失
3．在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，插入一块厚度为，折射率为的透明介质片，那么将引起这条光路上的光程差的变化量为：[].
(A)(B)(C)(D)
4．在单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝的宽度稍稍变窄，同时使单缝沿平行于观察屏向上作微小移动，则观察屏上中央衍射条纹将：[].
(A)变宽，同时上移(B)变宽，同时不移动
(C)变窄，同时上移(D)变窄，同时不移动
5．在牛顿环实验中，把牛顿环装置（都是用折射率为1.52的玻璃制成）放置在空气中，从下方观察透射光的干涉情况是：[].
（A）中心暗斑，条纹为内疏外密的同心圆环
（B）中心暗斑，条纹为内密外疏的同心圆环
（C）中心亮斑，条纹为内密外疏的同心圆环
（D）中心亮斑，条纹为内疏外密的同心圆环
6．在杨氏双缝干涉实验的双缝后面均放置偏振片，若两偏振片的偏振化方向互相垂直，则干涉条纹将如何变化？[].
（A）干涉条纹强度增强（B）干涉条纹强度减弱
（C）干涉条纹没变化（D）干涉条纹消失
7．一束自然光自空气射向一块平板玻璃的上表面，设入射角等于布儒斯特角，则在平板玻璃下表面的反射光为：[].
（A）是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面
（B）是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面
（C）是部分偏振光
（D）是自然光
8．一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是[].
（A）绿光（B）红光（C）紫光（D）黄光
9．由氢原子理论知，当大量氢原子处于的激发态时，原子跃迁将发出[].
（A）一种波长的光（B）两种波长的光（C）三种波长的光（D）连续光谱
10．两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的[].
（A）能量相同（B）动量相同（C）动能相同（D）速度相同
11.用频率为?的单色光照射某种金属，逸出光电子的最大动能为EK，若改用频率为2?的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为[].
（A）h??EK（B）h??EK（C）2EK（D）2h??EK
12．康普顿效应证实了[]
(A)光具有波动性(B)光具有粒子性(C)电子具有波动性(D)电子具有粒子性.
13．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是[].
(A)黑体的材料(B)黑体的表面形状(C)黑体的温度(D)黑体的体积
14．已知某粒子的质量为6.63×10-27kg，当它以速率5000 km/s运动时，其德布罗意波长为[].(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)
(A)2.0×10-5nm(B)1.0×10-5nm(C)3.3×10-7nm(D)1.7×10-7nm
15．下列条件中，不是产生激光的必要条件的是[]
(A)透镜(B)发光介质(C)泵浦源(D)谐振腔
16．在一维无限深势阱中运动的粒子，其体系的[].
(A)能量和动量都是连续变化的(B)能量和动量都是量子化的
(C)能量是量子化，动量是连续变化的(D)能量是连续变化，动量是量子化的
17．如图所示，下半部分的介质1和上半部分的介质2都被均匀极化，其电极化强度矢量分别为，方向如图中箭头所示均垂直于两介质界面，则处的极化电荷面密度为[].
(A)0(B)(C)(D)
18．两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流．这两根导线将[].
(A)互相吸引(B)互相排斥(C)先排斥后吸引(D)先吸引后排斥
19．边长为的正三角形线圈通电流为，放在均匀磁场中，线圈平面与磁感应强度的方向平行，则线圈所受磁力矩的大小为[].
(A)(B)(C)(D)0
20．下列情况中，位移电流一定为零的是[].
(A)磁场随时间变化(B)电路是开路
(C)电位移矢量不随时间变化(D)在绝缘体内部
二、综合计算题(共90分)
21.（12分）如图所示，真空中放置一半径为的均匀带电球，其球心位于A点，电荷体密度为，电容率近似为．若在球内挖去一块半径为的小球体(小球空腔完全为带电球包裹)，小球体的球心位于B点．由A指向B的矢量记为,
（1）计算A点电场强度的大小和方向；
（2）证明小球空腔内的电场是均匀的；
（3）若将该空腔带电体的材质换为相同形状的导体，并设该导体总带电量为，求静电平衡时导体球的电势.
22.（12分）如图所示，电流均匀地流过半径为的圆柱形长直导线．图中过AB的直线为直导线的对称轴，AD、BC垂直于该对称轴且长度为，CD长为，直导线的磁导率为．试求：
（1）距离AB为的P点处的磁感应强度的大小和方向；
（2）ABCD所围面积的磁通量；
（3）单位长度该圆柱形导线上所包含的磁能．
23.（8分）如图所示，有一板宽为、无限长金属薄板，通有电流强度为的均匀电流；在薄板所在平面内，另有一无限长直导线，取向与薄板中心线平行，也通有电流强度为的电流，直线电流与薄板中心线间的距离为.试求：
（1）薄板电流在直导线处产生的磁感应强度；
（2）直导线单位长度上所受到的磁场力.
24.（10分）在螺绕环（将长直螺线管首尾相接弯成环状）的导线内通有电流，环上所绕线圈共匝，螺绕环中心线所在的圆形闭合路径的周长为，环内均匀充满线性磁介质。利用冲击电流计测得环内磁感应强度是，试求：
（1）环的截面中心处的磁场强度和磁化强度；
（2）磁介质的磁化面电流和相对磁导率.
25.（10分）质谱仪原理如图所示.离子源所产生的待测离子通过速度选择器后进入均匀磁场，受磁力作用而偏转.速度选择器中同时存在方向正交的均匀电场和均匀磁场，强度分别为和；偏转磁场强度为，已知某待测离子的电量为，在质谱仪中的偏转距离为.
（1）求待测粒子的质量与偏转距离的关系；
（2）若某次实验测得16O离子的偏转距离为29.20cm,而它的某种同位素离子的偏转距离为32.86cm，则此同位素的质量是多少原子质量单位？(原子质量单位u为一个16O质量的1/16).
26.（12分）如图所示，两根无限长导线互相平行，间距为，分别载有反向等大电流.在两导线组成的平面内，有一宽度为的正方形线圈位于两导线的正中间.试求：
（1）正方形线圈内的磁通量；
（2）正方形线圈与直导线之间的互感系数；
（3）若载流导线上的电流随时间变化的关系为，试求线圈上感应电动势的大小.
27．（6分）杨氏双缝干涉实验中有上、下两条平行狭缝.在上方狭缝后面插入折射率1.40的薄玻璃片，在下方狭缝后面插入折射率1.70的薄玻璃片，问：
（1）中央明纹的位置怎么变动？
（2）明纹中心（或暗纹中心）间的距离如何变化？
（3）若入射光波长?nm，且两薄玻璃片的厚度均为d，在两薄玻璃片插入后，屏上原来的中央明纹所在位置现变为第五级明纹，求两薄玻璃片的厚度d.
28.（6分）折射率的介质表面附有一层油膜，油膜折射率.今用一波长连续可调的单色光束垂直照射油膜表面，观察到当波长为480nm时，反射光干涉相消；调节单色光，令其波长连续增加，观察到当波长增为680nm时，反射光再次干涉相消.求该油膜的厚度.
29.（4分）有两个偏振片，当它们的偏振化方向夹角为???时，一束自然光垂直通过它们，出射光强为，当它们的偏振化方向夹角为???时，另一束自然光垂直通过它们，出射光强为I2，并且有I1=I2，求两束自然光的强度之比.
30．（10分）波长?nm的单色光垂直入射到一光栅上，第二、第三级明条纹分别出现在与处(为衍射角)，第四级缺级.求：
（?）光栅常数；
（?）光栅上狭缝的最小宽度；
（?）在的范围内，实际呈现的全部级数.
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