2014年4月自考00420物理工試題及答案含解析

物理（工）年月真題

0042020144

1、【單選題】在研究下列物體的運動時，能將物體作為質(zhì)點處理的是

地球自轉(zhuǎn)

地球公轉(zhuǎn)

A:

門窗轉(zhuǎn)動

B:

風力發(fā)電機葉片旋轉(zhuǎn)

C:

答D:案：B

解析：地球公轉(zhuǎn)是相對于太陽的運動，地球的大小遠小于平均日地距離，因此可以視為質(zhì)

點。其他三個情形都是剛體的定軸轉(zhuǎn)動，不能視為質(zhì)點。

2、【單選題】一質(zhì)點做勻速率圓周運動時，其

動量不變，對圓心的角動量不變

動量不變，對圓心的角動量改變

A:

動量改變，對圓心的角動量不變

B:

動量改變，對圓心的角動量改變

C:

答D:案：C

解析：

質(zhì)點的速度方向在不斷變化，因此動量改變；根據(jù)質(zhì)點角動量的定義，質(zhì)

點做勻速率圓周運動時角動量大小等于保持不變，方向垂直于圓周平面，

也保持不變，因此對圓心的角動量不變。

3、【單選題】小球從高為h處以初速度_v0落下，撞擊地面后反彈，回到出發(fā)點處速度大

小仍為_v0.在此過程中小球與地球組成的系統(tǒng)的

機械能不守恒，動量不守恒

機械能守恒，動量守恒

A:

機械能不守恒，動量守恒

B:

機械能守恒，動量不守恒

C:

答D:案：B

解析：小球與地球組成的系統(tǒng)，根據(jù)題意系統(tǒng)的機械能守恒。由于撞擊地面的相互作用力

是內(nèi)力，重力也是系統(tǒng)的內(nèi)力，因而系統(tǒng)的動量也是守恒的。

4、【單選題】質(zhì)量_m=2kg的質(zhì)點沿_x軸運動，運動方程為_x=0.5_t2(SI)，從_t=0s

到_t=3s過程中，外力對質(zhì)點做功為

3J

6J

A:

9J

B:

12J

C:

答D:案：C

解析：對運動方程求導得到質(zhì)點的速度為v=t(SI)，因此求出在t=0s和t=3s時的速度分

別為0和3。根據(jù)質(zhì)點的動能定理，外力對質(zhì)點做的功等于質(zhì)點動能的增量，即可得到答

案。

5、【單選題】花樣滑冰運動員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動，開始時兩臂合攏，轉(zhuǎn)動慣量為

_J0，角速度為_ω0；當其兩臂伸開后，角速度變?yōu)?_ω0／6，則其轉(zhuǎn)動慣量變?yōu)?忽略阻力)

A:

B:

C:

D:

答案：C

解析：這個過程中角動量守恒，即_J_0_ω_0=_J__ω_，因此得到答案C。

6、【單選題】理想氣體壓強為_P，溫度為_T，分子質(zhì)量為_m，摩爾質(zhì)量為_M_，玻爾茲

曼常數(shù)為k，摩爾氣體常數(shù)為R，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)為

A:

B:

C:

答D:案：D

解析：根據(jù)公式P=nkT，得到單位體積內(nèi)的分子數(shù)n=P/kT。

7、【單選題】在熱力學中，準靜態(tài)過程就是

可逆過程

A:

無摩擦力作用的過程

系統(tǒng)狀態(tài)可以迅速變化的過程

B:

每一個中間態(tài)都是平衡態(tài)的過程

C:

答D:案：D

解析：熱力學準靜態(tài)過程每一個中間態(tài)都近似看作是平衡態(tài)，或者是變化是非常慢的過

程。

8、【單選題】靜電場中某點的電勢等于

試驗電荷_q_0置于該點時具有的電勢能

單位負電荷置于該點時具有的電勢能

A:

單位正電荷置于該點時具有的電勢能

B:

把單位正電荷從該點移到電勢零點過程中外力做的功

C:

答D:案：C

解析：根據(jù)電勢的定義，就得到答案C。

9、【單選題】如圖，在坐標（a/2,0）處放置一點電荷+q，在坐標(-a/2，0)處放置另一

點電荷-q.P點坐標為(x,0).當x>>a時，P點場強大小為

____________

A:

B:

0

C:

答D:案：A

解析：

P點處的合場強等于+q、-q單獨在P點處產(chǎn)生的場強的矢量和因_x_>>

_a_，有，所以可由上式近似求出

10、【單選題】當一個帶電導體達到靜電平衡時

導體表面上電荷密度較大處電勢較高

導體表面曲率半徑較大處電勢較高

A:

導體表面的電勢比導體內(nèi)部的電勢高

B:

導體表面任一點與導體內(nèi)部任一點的電勢差等于零

C:

答D:案：D

解析：導體靜電平衡時，導體表面是等勢面，導體是等勢體，表面電勢等于導體內(nèi)部電

勢。

11、【單選題】電子以平行于磁場方向的初速進入均勻磁場，忽略重力作用，該電子做

圓周運動

直線運動

A:

螺旋線運動

B:

拋物線運動

C:

答D:案：B

解析：根據(jù)洛倫茲力公式，當電子運動方向平行于磁場方向時，不受磁場力作用，因此該

電子進入磁場后不受力作用，將做直線運動。

12、【單選題】無限長直導線彎成如圖形狀，其中圓半徑為_R，當通以電流強度為_I

的電流時，在圓心_O點的磁感應強度大小為

A:

B:

C:

答D:案：D

解析：

無限長直電流在圓心O點處產(chǎn)生的磁場大小為，方向垂直紙面向外；圓電

流在圓心處產(chǎn)生的磁場大小為，方向方向垂直紙面向外。根據(jù)磁場的疊加

原理，圓心O點處的磁感應強度大小為。

13、【單選題】當通過一固定閉合回路_L的磁通量

發(fā)生變化時，電磁感應定律可

寫成，式中_Ei為感生電場

的電場強度.此式表明

閉合回路_L_上_E_i最處處相等

感生電場力是保守力

A:

B:

感生電場的電場線不是閉合曲線

在感生電場中不能引入電勢的概念

C:

答D:案：D

解析：由于感生電場沿閉合回路_L_的環(huán)流不為零，因此感生電場力不是保守力，在感

生電場中不能引入電勢的概念。

14、【單選題】質(zhì)點做簡諧振動的運動學方程為

x=Acos(_ωt+)，則質(zhì)點動能

的變化周期為

A:

B:

C:

答D:案：C

解析：

質(zhì)點的動能因此質(zhì)點動能的變化周期為。

15、【單選題】如圖，波源Sl在繩的左端發(fā)出一個時間跨度為_T1，振幅為_A1的脈沖

波a；同時，波源S2在繩的右端發(fā)出一個時間跨度為_T2，振幅為_A2的脈沖波b.已知

_TI>_T2，P點為兩波源連線的中點，則

兩脈沖在P點疊加時，P點的位移最大可達_A_1+_A2_

a的波峰到達S2時，b的波峰尚未到達S1

A:

兩波峰相遇的位置在P點左側(cè)

B:

兩波峰相遇的位置在P點右側(cè)

C:

答D:案：C

解析：兩個脈沖波的傳播速度相等，由于它們是從兩個波源同時發(fā)出的，因此兩個脈沖波

的波前同時到達中點P。根據(jù)波疊加原理。兩波峰相遇的位置在P點左側(cè)。

16、【單選題】平面簡諧波沿_x軸負方向傳播，某時刻的波形如圖中實線所示，經(jīng)過

_t=1s后的波形如圖中虛線所

示.已知t<T則該波的波速

_u和周期_T分別為

1m/s,4s

A:3m／s,4_s_

B:

C:

答D:案：A

解析：從實線波形圖上可以看出，3/4個波長的距離等于3m，因此波長等于4m。對照兩個

時刻的波形，波在1s內(nèi)向左前進了3/4個波長的距離，因此波前進一個波長的距離需要

4/3s，即周期是4/3s。再根據(jù)波在1s內(nèi)向左前進了3/4個波長的距離，而波長等于4m，

因此波速等于3m／s。

17、【單選題】在太陽光經(jīng)路面產(chǎn)生的反射光中，垂直于入射面方向的光振動多于在入射面

內(nèi)的光振動.為減小反射光對駕駛員的影響，駕駛員佩戴的墨鏡鏡片可以用偏振片制成.此偏

振片的偏振化方向與道路平面之間的夾角應當是

A:

B:

C:

答D:案：A

解析：

為減小反射光對駕駛員的影響，駕駛員佩戴的偏振片墨鏡鏡片的偏振化方向應與入射面平

行，以消除垂直于入射面方向的光振動。因此偏振片的偏振化方向與道路平面垂直，即偏

振片的偏振化方向與道路平面之間的夾角應當是。

18、【單選題】相對論動量和能量的關(guān)系是

A:

B:

C:

答D:案：A

解析：

相對論動量能量關(guān)系式是。

19、【單選題】慣性系相對

慣性系S沿_x軸運動，細棒在

中沿

軸固定放置.為在

和S中測量棒長，需測得棒兩

端的坐標、

和

、

，若坐標的測量時刻分別為

、

和

、

，則必須滿足

A:

B:

C:

答D:案：B

解析：

為測量一個運動物體的長度，必須同時測量其兩端坐標。由于細棒相對于

靜止，相對于S運動，因此在中測量的時刻不要求同時，而在S中測量的

時刻必須同時。

20、【單選題】根據(jù)相對論和光子理論可知，光子的

靜止質(zhì)量為零

動量為零

A:

動能為零

B:

總能量為零

C:

答D:案：A

解析：光子在真空中的速度達到光速，因此其靜質(zhì)量為零。但是，光子具有非零的動量、

動能和總能量。

21、【問答題】質(zhì)量為_m的子彈以速度_v0。水平射入沙堆中，子彈所受阻力大小與速度

成正比，比例系數(shù)為_k，阻力方向與速度方向相反，忽略子彈所受重力，求：(1)子彈射入

沙堆后，速度隨時間變化的關(guān)系式；(2)子彈進入沙堆的最大深度.

答案：

解析：

（1）由牛頓第二定律，得到兩邊積分得

（2）將改寫為

，這樣就可以寫為設(shè)子彈進入

沙堆的最大深度為_x_MAX，此時子彈速度為零。根據(jù)此條件對上式兩邊積分

解出

22、【問答題】物質(zhì)的量均為lmol的兩種單原子分子理想氣體I、II從同一初狀態(tài)

_po，_Vo出發(fā).氣體I經(jīng)歷等壓過程，末狀態(tài)溫度為_T1，氣體II經(jīng)歷等體過程，末狀態(tài)

溫度為_T2，兩氣體所吸收的熱量均為

.求兩氣體末狀態(tài)溫度之比

_T1∶_T2.

答案：9:10

解析：

對于單原子分子，_i_=3，摩爾定容熱容_CV_,m=3_R_/2，摩爾定壓熱容_C

p_,m=5_R_/2。氣體I經(jīng)歷等壓過程吸收的熱量為氣體II經(jīng)歷等體過程吸

收的熱量根據(jù)物態(tài)方程，。因兩氣體所吸收的熱量均為

，得到從以上兩式解出，

。兩氣體末狀態(tài)溫度之比_T_1∶_T_2=9:10。

23、【問答題】照相機鏡頭中光學玻璃的折射率為_n2=1.50.為使垂直入射的黃綠光(波長為

550nm)最大限度地進入鏡頭，通常在其表面鍍一層厚度均勻、折射率為nl=1.38的氟化鎂透

明介質(zhì)薄膜.(1)求薄膜的最小厚度_dmin(2)若薄膜厚度為300nm，且以白光(400nm～

700nm)。垂直入射，哪些波長的反射光會產(chǎn)生干涉極大?

答案：（1）99.6nm；（2）414nm

解析：

（1）根據(jù)題意，要使垂直入射的黃綠光最大限度地進入鏡頭也就是要使反

射光的光強最小，即黃綠光的反射光產(chǎn)生相消干涉。在介質(zhì)薄膜上下表面上的反射都是從

光疏到光密媒質(zhì)，故在計算光程差時不計半波損失。因此得到即

顯見k=0時所對應的厚度最小，故使反射光中l(wèi)=550nm的光產(chǎn)生相消干涉

的最小厚度為(2)反射光相長干涉即干涉加強的條件為若取

k=0，則對應于厚度d=0，這是沒有意義的，故只能取k=1，2，.....。由上式可得

k=1時，λ1=2×1.38×300=828(nm)，是紅外光；k=2時，

λ2=1.38×300=414(nm)，是可見光。故反射光中λ2=414的紫光產(chǎn)生相長干涉。

24、【問答題】如圖，半徑為_R的圓柱形空間存在著沿軸向的均勻磁場，磁感應強度為

B，一電阻為_r的半圓形導體回路與磁場垂直放置，其中直線段ab沿圓柱直徑，圓弧段與

磁場邊緣重合，當磁感應強度隨時間的變化率為常量_k時，求：

(1)回路中的感生電動勢大小

和感生電流;(2)圓弧段上對圓心的張角為

的一段導線中產(chǎn)生的感生電動

勢大小.(3)若在圓柱形磁場外放置—與圓柱軸線垂直的導體直桿cd，cd中是否會產(chǎn)生感

生電動勢?并說明理由.

答案：

解析：

（1）根據(jù)電磁感應定律，該回路的感生電動勢大小為（2）將此圓弧與圓

心用兩條直導線相連，構(gòu)成一個扇形回路。這個扇形回路上的感生電動勢大小

圓柱形空間中的均勻磁場為軸對稱性分布，所以變化的磁場所激發(fā)的感生

電場的電場線是一系列與圓柱軸線同軸的同心圓。由于扇形回路中的兩條直導線是圓的半

徑，與圓柱形空間中感生電場的方向垂直，因此在這兩條直導線上無感生電動勢，所以扇

形回路中的感生電動勢就等于圓弧段上的感生電動勢，等于。（3）若在圓

柱形磁場外放置—與圓柱軸線垂直的導體直桿cd，cd中會產(chǎn)生感生電動勢。這是因為，

雖然磁場只局限在圓柱形空間中，但是變化的的磁場激發(fā)的渦旋電場在圓柱形空間也存

在，故在圓柱形磁場外放置的與圓柱軸線垂直的導體直桿cd上就會產(chǎn)生感生電動勢。

25、【填空題】作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上.作用力與反作

用力的性質(zhì)必定______.

答案：相同

解析：根據(jù)牛頓第三定律即可得到答案。

26、【填空題】勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直懸掛，下端連接質(zhì)量為m的小球，將小球在彈簧

原長位置由靜止釋放，彈簧的最大伸長量為______.

答案：2_mg_/_k_

解析：

在平衡位置彈簧的伸長量為_mg_/_k_，根據(jù)題意，振子振幅為_mg_/_k_，因此彈

簧的最大伸長量為2_mg_/_k_。也可以根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒，求出最

大伸長量_x_=2_mg_/_k_

27、【填空題】麥克斯韋速率分布函數(shù)用_f(v)表示，則其應滿足

=______.

答案：1

解析：

表示速率在0到∞區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，顯然等于1