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一、简答题

1． 下面的几种说法是否正确，试说明理由

（1）若闭合曲线内不包围传导电流，则曲线上各点的H 必为零；

（2）若闭合曲线上各点的磁场强度为零，则该曲线所包围的传导电流的代数和为零；

（3）不论抗磁质与顺磁质，磁感应强度B 总是和磁场强度H 同方向；

（4）通过以闭合回路L 为边界的任意曲面的磁通量均相等；

（5）通过以闭合回路L 为边界的任意曲面的磁场强度通量均相等。

【答案】（1）错。在有磁介质时的安培环路定理中，环路上的磁场强度H 不但与环路内、外的传导电流有关，也与空间所有磁介质的磁化电流有关。环路不包围传导电流，只能说明磁场强度H 对此环路的环流为零，并不说明曲线上各点的磁场强度H 必为零。

（2）正确。环路上各点的磁场强度H 为零，则整个环路磁场强度的环流必为零。根据有磁介质时的安培环 路定理，可以确定该环路所包围的传导电流的代数和为零。

（3）抗磁质与顺磁质都是弱磁质，. 当抗磁质与顺磁质都是各向同性磁介质时，

由

可以认为弱磁介质内部的磁感应强度B 和磁场强度H 同方向。

（4）正确。以闭合回路L 为边界的任意两个曲面组成一个封闭面，根据恒定磁场的高斯定理可知，通过该 封闭面的总磁通量为零，由此不难判断通过这两个以闭合回路L 为边界的任意曲面的磁通量相等。

（5）错。由（4）已知通过以闭合回路L 为边界的任意曲面的磁通量均相等，但若两曲面处于不同磁介质环境，则根据磁感应强度与磁场强度的关系可知，通过这两个任意曲面的磁场强度通量不等。

2． 在空气中的肥皂泡膜，当肥阜泡吹大到一定程度时，会看到肥皂泡膜表面出现彩色，而且随着肥皂泡的 增大，其表面的彩色会发生改变，其原因是什么？当肥皂泡膨胀到极限，即肥皂泡膜变薄到即将破裂时，膜上将 出现黑色，这又是为什么？

【答案】（1）空气中的肥皂泡膜表面产生的彩色是薄膜干涉的结果。随着I 巴桌泡的増大，肥皂泡膜的厚度不断变 化，此时在肥皂泡膜表面发生的薄膜干涉现象中，对应干涉加强的入射光波长也会随之变化，使得肥皂泡膜表面 的彩色也会发生改变。

（2）当肥阜泡膨胀到极限时，其最薄处的厚度接近于零，这些位置由于半波损失的缘故，对应的光程差正 好满足干涉减弱的条件，从而将出现黑色。

3． 一定量的理想气体分别经绝热、等温和等压过程后膨胀了相同的体积，试从p-V 图上比较这三种过程做功的差异。

【答案】理想气体分别经绝热、等温和等压过程膨胀相同的体积，三者中绝热过程做功最少，等压过程做功最多。

4． 为什么用光栅的衍射比用杨氏双缝干涉实验能更准确地测量入射光的波长？

【答案】因为杨氏双缝干涉的条纹间距太小，亮度很暗，不易观测，而光栅衍射的条纹间距

较大、极细、亮度很高。因此用光栅的衍射比用杨氏双缝干涉实验能更准确地测量入射光的波长。

5． 你怎样才能使罗盘磁针的磁性反转过来？

【答案】可以通过施加很强的反向磁场来使罗盘磁针的磁性反转过来。

6． 试比较引力辐射与电磁辐射的异同？

【答案】引力辐射的性质与电磁辐射的性质相仿，比如，二者都以光速c 传播；都携带场的能量、动量和辐射源的有关信息；都是横波，且在辐射源的远处都是平面波。但是二者也有明显

的差别，比如引力波非常弱，

其强度只有电磁辐射的

7． 两个简谐振动的振动频率相同，振动方向也相同，若两个振动的振动相位关系为反相，则合振动的振幅为多少？合振动的初相位为多少？两者为同相关系又如何？

【答案】合振幅为两者振幅之差，初相位取决于两者的初相位；若为同相，合振幅为两者之和。

8． 利用双折射现象如何制成波片？

【答案】波片是由一块表面平行的单轴晶体（如方解石、石英等）切割成的薄片。当一束振

幅为的平行光垂 直入射到波片上时，

在入射点分解为

光和光，并具有相同的相位，光进入晶体后

，

光和光的传播速度不同，二者的波长不同，逐渐形成相位不同的两束光。经过厚度

为的波片后，相位差为

可见，

切割成的薄片的厚度不同，两束光之间的相位差不同，这样就可以制成不同的波片。常见的波片是

波片和半波片。

9． 如果你手头现在只有一块偏振片，可否用其区分自然光、部分偏振光和线偏振光？试解释之。

【答案】可以。以入射光方向为轴，将偏振片放在光路中绕该轴旋转一周，在此过程中，若透过偏振片的光强没 有变化，则入射光为自然光；若透过偏振片的光强随偏振片的旋转而变化，且透过偏振片的最小光强为零，则入 射光为线偏振光；若透过偏振片的光强虽随偏振片的旋转而变化，但透过偏振片的最小光强不为零，则此时的入射光为部分偏振光。

10．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。

11．一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化？

【答案】等体过程中系统不做功，其吸收热量仅使其内能变化；而等温过程中系统温度不变，尽管系统吸收热量，但其内能不变。

12．假设光子在某个惯性系中的速率为c ，那么，是否存在这样一个惯性系，光子在这个惯性系中的速率不等于c?

【答案】由洛伦兹速度变换公式可知，如果光子在一个惯性系中的速率为c ，那么，对于任一个惯性系，

光子在这个惯性系中的速率

的惯性系。

因此不存在使光子在其中速率不等于c

二、计算题

13．一根放在水平光滑桌面上的匀质棒，可绕通过其一端的竖直固定光滑轴O 转动。棒的质量长度

对轴的转动惯量初始时棒静止。今有一水平运动的子弹垂直地射速率试问： 入棒的另一端，并留在棒中，如图所示。子弹的质量（1）棒开始和子弹一起转动时角速度为多大？

（2）若棒转动时受到大小为的恒定阻力矩作用，棒能转过多大的角度？