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一、简答题

1． 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。

2． 质量相等的小球，分别从两个高度相同、倾角不同的光滑斜面的顶端由静止滑到底部，它们的动量和动能是否相等？

【答案】（1）动量和动能都是量度物体机械运动的物理量。动量向；动能

时的动量方向不同。

（2）两小球从高度h 相同的斜面滑下时，取小球、光滑斜面和地球为系统，因机械能守恒，所以两球的动能相同，动量值也相等（不过动量的方向不同）。

3． 在什么条件下

，的关系才成立？

【答案】由能量和动量关系式系才成立。

4． 如何利用偏振片和波晶片（

可知，只有当静止能量

时，

的关

是矢量，沿速度的方

是正值标量。小球从光滑斜面下滑时，速度方向沿斜面，因此，两球到达底部

波片、半波片等）将一束自然光转化为圆偏振光？又如何利用

度？

波片，保证线偏

从而变成

波晶片将一线偏振光的偏振方向旋转振方向与波片光轴方向呈圆偏振光。

（2

）首先将线偏光通过一个

【答案】（1）首先将自然光通过偏振片，变成线偏光。然后使线偏光通过

角，从而出射的光和光方向相同，振幅相等，相位差

波片，变成圆偏光，再经过一个与原偏振方向垂直的偏振片，

变成新方向的线偏光。

5． 在晶体衍射中，为什么不能用可见光？

【答案】晶体中原子间距的数量级为应小于

是晶体中原子间距的1000倍。因此，在晶体衍射中，不能用

但可见光的波长为

要使原子晶格成为光波的衍射光栅，光波的波长

可见光。

6． 为什么声波的衍射比光波的衍射更显著？

【答案】因为衍射现象是否显著与障碍物（如狭缝）的尺寸和波的波长之间的关系有关。当

障碍物尺寸一定时，波长越长，衍射现象越明显。与光波相比，声波具有较长的波长，所以衍射效应更显著。

7． 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。

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。

二、计算题

9． 假设氢原子处于n=3, 1=1的激发态，则原子的轨道角动量在空间有哪些可能取向? 计算各可能取向 的角动量与z 轴之间的夹角。

【答案】氢原子处于n=3, 1=1的激发态时，轨道角动量的大小为：

轨道角动量的空间取向由L 在z 轴（磁场方向）上的投影决定，即：

式中，

当

时，

只能取

三个值，即

为磁量子数。

因此氢原子处于n=3, 1=1

的激发态时，其轨道角动量L 与z 轴正方向（磁场方向）的夹角分别为：

10．A 、B 、C 是三块平行金属板，面积均为板都接地，如图所示。设A 板带正电以及A 板的电势。

A 、B 相距

A 、C 相距

B 、C 两

不计边缘效应。求B 板和C 板上的感应电荷，

图

【答案】A 板带正电，B 、C 两板接地，且两板在A 板附近，所以A 板上的正电荷电荷量为q ，分布在左右两表面，设召板感应电荷为

，C 板感应电荷为

由于AB 间和AC 间均可视为匀强电场，有

所以

依题意

故

联立式（1）、式（2）可得

故B 板上感应电荷为：

C 板上感应电荷为：

由此得

11．说明下面两种情形下的垂直振动合成各代表什么运动，试画出轨迹图来，并在图上标明旋转方向。

⑴（2）

则

图

【答案】将运动方程消去时间参量t 可以得到轨道方程，即可判知轨道形态和特征。将运动方程对时间求导可得 速度，而速度是反映运动快慢和方向的物理量. 通过“静”和“动”的综合分析，则可全面把握垂直振动合成所代表的运动。

（1）将运动方程平方后两端相加，可得

这是直角坐标系中正椭圆的标准形式，表明合成振动的轨道是半长轴为

半短轴为的正椭