2018年上海大学材料基因组工程研究院933物理化学(四)之普通物理学考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 受力分析过程中如何做到不漏力，也不虚构力？
【答案】首先确定重力，然后以重力为起点沿顺时针方向转一周逐一找研宄对象与外界的接触，有一个接触面（点）就可能存在一个弹力或摩擦力，这样做就不会漏力。另外，一个真实的力必须有施力物体，找不到施力物体的力则是虚构的力。
2． 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。
3． 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。
4． 能否根据薄透镜的形状判断薄透镜的作用（是会聚或发散）？
【答案】因为薄透镜的总光焦度不仅与透镜本身的形状有关，还与透镜两侧的介质密切相关。所以，在判断透镜 是会聚光束还是发散光束时，不能单看透镜的形状，还要看透镜两侧的介质，即要根据薄透镜的总光焦度决定薄 透镜的作用。
5． 怎样理解电势能与电场能？
【答案】电势能是带电体之间或带电体与电场之间的相互作用能，随电势能零点的选取而改变，其正负取决于相互作用性质。由于电势能在所求点A 处的值等于将电荷从无限远（电势能零点处）移至A 处外力反抗电场力做的功，外力做功的正负与电势能正负一致。也可由相互作用判断，如是排斥作用，则是正值，如是吸引作用，则是负值。电场能是电场物质所包含的固有能量，
与势能零点的选取无关。电势能是电场能的一部分，也表示电场能随位置改变的变化。在某些情况，如电容器中，由于电场只存在于电容器内部中。容器储能
它既是电场能，又是电势能。
二、计算题
6． 如图1所示，三平行狭缝的缝宽均为a ，相邻两缝的间距均为d , 中间狭缝前放置一透明相板，它可使相位改变
波长为的单色平行光正入射时，在透镜后焦面上观察衍射花样。
（1）试导出幕上的强度分布公式；
（2）试求一级衍射极小、一级干涉极大和一级干涉极小的位置。
图1
【答案】三狭缝宽度相同，入射的平行光均正入射，故三缝在幕上的衍射分布均相同，振幅分布为
式中
把三缝看作三个衍射单元，考虑θ角方向的衍射光，被透镜会聚于幕上P 点，进行相干叠加，它们的振幅相同，由式（1）决定。从上到下，将三束衍射光标记为1, 2, 3, 衍射光2比1落后的
相位为
（因中缝前有使相位改变的透明相板），衍射光3比1
落后的相位为
其中
用复数法求出P 点的合振幅，平方后得光强，从而易求出极大与极小的角位置。 （1）以衍射光1为基准，三束衍射光在P 点的复振幅可表示为
式中
：由式（2）决定，P 点的合复振幅为
故P 点的光强为
式（3）就是强度分布公式，式中
：因
利用三角公式
得
式（3）可改写为
式（3）与式（4）等效。实际上式（4）可直接从光栅的普遍公式导出。光栅强度分布公式为
式中：N 为总缝数，而且
其中：为相邻两衍射光之间的相位差。在本题中，效果 相同），
故
代入，得
这样，就从光栅强度分布公式再次导出了式（4）。
等价的式（3）和式（4）中，
干涉因子为当
为干涉主极大。
当
为干涉次极大。
当
时
，
所以
为单缝衍射因子
；为三缝干涉因子。
由式（2）决定（
和
时，有
时，有