2018年厦门大学电子科学系615普通物理学(含热、力、光、电)考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 为什么光线在引力场中会弯曲？
【答案】广义相对论的一个最奇特的结论是引力场时空发生弯曲。广义相对论认为，物质质能的存在将使周围的时空弯曲；只受引力的“自由”粒子沿着测地线运动，从而表现出受引力作用。可以形象地概括为：时空的弯曲听从于物质的存在，而物质的运动听从于时空的弯曲。在这两个理论中都没有超距作用的概念。
2． 说明位移电流和传导电流的不同含义。
【答案】传导电流是大量自由电荷的宏观定向运动，位移电流的实质却是关于电场的变化率而与电荷的定向移动元关；传导电流通过电阻时会产生焦耳热，而位移电流没有热效应；传导电流主要存在于导体中，而位移电流可存在于真空、导体和介质中。
3． 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若发生下列情况时，试分析衍射图样会发生怎样的变化：
（1）
狭缝宽度减小；（2）提高入射光的频率；（3）将单缝沿原方向上、下平移；（4）
入射光并非垂直入射，而是以一定的倾角i 入射到单缝。
图
【答案】（1）衍射图样中中央明纹变宽，各级明纹的间距扩大，而亮度减小； （2）衍射图样中各级明纹的间距减小； （3）衍射图样不变；
（4）衍射图样中中央明纹的位置会发生上、下移动，移动方向与入射光的方向有关，移动距离则与入射倾 角i 有关。
4． 悬浮的气球下面带有吊篮，人开始在吊篮里，且气球和人都保持静止，后来人开始沿着吊绳向上爬，问气球是否运动？
【答案】气球会向下运动。可以将人和气球看成一个整体作为研宄对象，由题目条件可知，其受合外力为零，因此整体的运动状态应该保持不变。因为人向上运动，所以为了保持整体的重心不变，气球会向下运动。
5． 随着光栅中透光狭缝条数的増加，对应的光栅衍射条纹将怎样变化？为什么？
【答案】随着光栅中透光狭缝条数的增加，相应获得的光栅衍射图样中的明条纹间距会逐渐增大，同时可以观察 到这些明条纹的亮度也随之增大。即随着透光狭缝条数的增加，明条纹会变得既细且亮。
二、计算题
6． 如图1所示，宽为L 的长薄导体平板沿x 轴水平放置，平板的电阻可以忽略不计。图1中的aebcfd 为圆弧形均匀导线，电阻为3R ，圆弧所在平面与x 轴垂直，圆弧的两端a 和d 与导体平板的两侧边相接触，并可沿侧边自由滑动。圆弧ae , eb , cf , fd 均为1/8圆周，圆弧be 为1/4圆周。一个内阻为R v =nR的小体积电压表位于圆心O 处，电压表的两端分别用理想导线与b 点和c 点连接。整个装置处在匀强磁场区域，B 竖直向上。保持导体平板不动，圆形导线与电压表一起以恒定速度v 沿x 轴方向做平移运动。试求：
（1）电压表的读数。 （2）e 点与f
点之间的电势差
图1
【答案】如图2所示，圆弧形导线的半径为
图2
迎着x 轴观察，各段圆弧导线在垂直于B 方向的投影的长度分别为
连接电压表的两根理想导线在垂直于B 方向上的投影的长度均为
因运动切割磁感线而产生的感应电动势的大小均为
因运动切割磁感线而产生的感应电动势为
因运动切割磁感线而产生的感应电动势为
考虑到各个感应电动势的方向以及各段导线的电阻，可将电路网络画出，如图3所示。在图3的各支路中标明假设的电流方向。于是，由直流电路的基尔霍夫方程，可以得出
利用
可将方程组简化为
其中
代入，得
解出
（1）电压表读数为
（2）e 点和f 点之间的电势差为