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. 激光可用于定位、导向、测距、打孔、全息照相等，下面不属于激光特性的是[    ]。

（A）方向性好   （B）能量集中     （C）相干性好   （D）光谱宽

2. 应用[    ]定律的一个有趣的例子，就是说明温室效应。   

（A）斯特藩-玻耳兹曼    （B）维恩位移    （C）瑞利-金斯  （D）普朗克黑体

3. 频率为n 的谐振子，能量只能取hn、2 hn、3 hn、4 hn、…n hn 等不连续的值中的一个值，即振子能量是按量子数n作阶梯式分布的。上述假设一般叫[    ]假设。

（A）卢瑟福原子核    （B）玻尔氢原子   （C）普朗克量子  （D）德布罗意波

4. 光电倍增管是一种可以检测微弱光信号的光电器件，其原理是[    ]。

（A）电子衍射效应    （B）光电效应    （C）普朗克量子理论  （D）康普顿效应

5. 能够发生康普顿效应的光是[    ]。

（A）X射线光        （B）可见光        （C）红外光      （D）氦氖激光

6. 以下关于玻尔的氢原子理论，说法不正确的是[    ]

（A）原子只能处于一系列不连续的状态之中，每个状态都对应一定的能量

（B）原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射出一定频率的光子

（C）电子在不断的做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量

（D）原子的每一个能量状态都对应有一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的

7. 按照德布罗意假设，实物粒子波的波长为[    ]。

（A）λ=b/T     （B）λ=1/σ     （C）λ=C/ν    （D）λ=h/p

8. 量子物理中Δx×Δpx≥h称为[    ]原理。

（A）普朗克量子     （B）薛定谔     （C）不确定   （D）概率波

9. 能够构成相干光源的是[    ]。

（A）两盏日光灯                 （B）激光照射靠近的双狭缝

（C）两个发光频率相同的钠光灯   （D）两个氦氖激光器

10. 光从光速较大的介质射向光速较小的介质时，一般情况下，反射光的相位较之入射光的相位跃变[    ]。

（A） π/4   （B） π/2  （C） π   （D）0

11. 在光的双缝干涉实验中，为了使条纹间距增大，条纹更清晰，最适合的双缝间距为[    ]。

（A）1mm     （B）2mm    （C）5mm   （D）10mm

12. 两束相干光，光程差Δ与相位差Δφ的关系是[    ]。

（A）Δφ=2πΔ/λ     （B）Δφ= 2πλ/Δ  （C）Δ=2πΔφ/λ   （D）Δ=2πλ/Δφ

13. 用波长为632.8nm的氦氖激光器照射直径为0.1mm的圆孔，透镜焦距为50mm，艾里斑直径为[    ]。

（A）1.003mm     （B）0.945mm    （C）0.386mm   （D）0.772mm

14. 两个偏振片，它们的偏振化方向之间的夹角为45˚，一束光强为I的自然光穿过它们，出射光强度为[    ]。

（A）0.25I      （B）0.5I     （C）0.75I    （D）0.875I

15. 自然光以60˚入射到空气和玻璃的分界面上，如果此时，反射光为线偏振光，折射角为[    ]。

（A）15˚      （B）20˚     （C）30˚     （D）45˚

16. 方解石晶体的e光是[    ]。

（A）振动方向垂直于主界面的线偏振光 （B）垂直于主界面的振动较强的部分偏振光

（C）振动方向平行于主界面的线偏振光 （D）平行于主界面的振动较强的部分偏振光

17. 在点电荷+q的电场中，若取图1中P点处为电势零点，则M点的电势为[    ]

（A）        （B）  （C）        （D）

18. 在静电场中，下列说法正确的是[    ]

（A）带正电荷的导体，其电势一定是正值

（B）等势面上各点的场强一定相等

（C）场强为零处，电势也一定为零

（D）场强相等处，电势梯度矢量一定相等

19. 一电子以速度垂直地进入磁感应强度为的均匀磁场中，此电子在磁场中运动的轨道所围的面积内的磁通量是[    ]

（A） 正比于B，反比于v2    （B） 反比于B，正比于v2

（C） 正比于B，反比于v       （D） 反比于B，反比于v

20. 关于环路l上的及对环路l的积分，以下说法正确的是[    ]

（A）与整个磁场空间的所有传导电流、磁化电流有关，而只与环路l内的传导电流有关

（B）与都只与环路l内的传导电流有关

（C）与都与整个磁场空间内的所有传导电流有关

（D）与都与空间内的传导电流和磁化电流有关

二、综合计算题(共90分)

1. （10分）水分子H2O中氧原子（带电荷-2e）和氢原子（带电荷+e）的等效电荷中心如图2所示。假设氧原子和氢原子等效电荷中心间距为r0，且与分子的对称轴线夹角为q。某点A在分子的对称轴线上，设A点到水分子中氧原子的距离为x，试求：

（1）A点的电场强度矢量；

（2）当x >> r0时，电场强度又是多少？请解释这个结果的物理意义。

 2. （12分）半径为R、电容率为e 的均匀介质球中心，放有电荷量为Q的点电荷，球外是真空。试求：（1）球内外的电场强度；

（2）球内外的电势U；

（3）如果要使球外的电场强度为零而球内的电场强度不变，则球面上应放的电荷量为多少？这电荷量如何分布？

3. （10分）如图3所示为亥姆赫兹线圈，是由一对完全相同、彼此平行的线圈构成。若线圈半径均为R，电流同向且均为I，圆心O 1、O 2相距也为R，O为O 1、O 2连线的中点，则O、O 1、O 2上的磁感强度分别为多少？

4. （10分）设一同轴电缆由半径分别为r1和r2的两个同轴薄壁长直圆筒组成，两长圆筒通有等值反向电流I，如图4所示。两筒间介质的相对磁导率为mr，求同轴电缆

(1) 单位长度的自感系数；

(2) 单位长度内所储存的磁能。

5. （10分）一半径R=0.1m的半圆形闭合线圈，载有电流I=10A。放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，，如图5所示。

（1）求线圈所受力矩的大小和方向；

（2）在这力矩的作用下，线圈绕过直径的轴转90°，求力矩所做的功。

6. （12分）有一很长的无电阻U 形导轨，与水平面成q 角，导轨间距为l，裸导线ab从静止开始在导轨上无摩擦地下滑，导轨位于磁感强度竖直向上的均匀磁场中，如图6所示。设导线 ab 的质量为 m，电阻为 R。试求：

（1）导线ab在磁场中运动所产生的感应电动势与速度v的关系；

（2）导线ab在磁场中运动受到安培力的大小与速度v的关系；

（3）导线ab下滑的速度v 与时间t的函数关系。

7.（8分）如图7所示，湖面上h=0.5m处有一电磁波接收器位于C处。当一射电星从左侧地平面渐渐升起时，其发射的电磁波可以直接或通过湖面反射进入接收器C，接收器断续地检测到一系列极大值。已知射电星所发射的电磁波的波长是20.0cm，求第一次测到极大值时，射电星的方位与湖面所成的角度。（答案用反三角函数表示）

8．（5分）用牛顿环检测平凸透镜的曲率半径，光源是氦氖激光器（λ=632.8nm），如图8所示，测得第k个暗环的半径是5.63nm，第k+5个暗环的半径是7.96nm，这个平凸透镜凸面的曲率半径是多少？

9．（10分）利用单缝和光栅都可以获得可见光谱，试比较两个器件：

（1）假设一个单缝宽度b=0.1mm，透镜焦距f=50cm，用λ1=400nm和λ2=760nm的单色平行光分别垂直照射，求这两种光的第一级明纹离屏中心的距离？这两条明纹之间的距离？

（2）假设有一光栅，每厘米刻有1000条刻线，用上述两种平行光垂直照射，获得的第一明纹分别距屏中心的距离？这两条明纹之间的距离又是多少？

（3）通过计算我们能发现什么结论？

10.（3分）方解石晶体是正晶体还是负晶体？e光沿垂直于光轴方向的传播速度ve是多少？（方解石晶体中o光和e光的折射率分别为no=1.658和ne= 1.486）

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