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2011年4月全国自考物理(工)试题和参考答案


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全国 2011 年 4 月高等教育自学考试

物理(工)试题
课程代码:00420
一、单项选择题(本大题共 20 小题,每小题 2 分,共 40 分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未 选均无分。 1.一质点在 Oxy 平面上运动,运动方程为 r=3ti+t2j(SI),则在 t=2s 时质点的速率及加速度大小分别为( ) A.7m/s,2m/s2 B.7m/s,5m/s2 D.5m/s,5m/s2 C.5m/s,2m/s2 2.在半径为 R 的圆周运动中,切向加速度 aτ 和角速度 ω、角加速度 α 的下列关系式中正确的是( ) 2 B.aτ=Rω A.aτ=Rω C.aτ=Rα D.aτ=Rα2 3.一质点从 t=0 时刻开始,在力 F1=3i+2j(SI)和 F2=-2i-tj(SI)的共同作用下在 Oxy 平面上运动,则在 t=2s 时,质点的加 速度方向沿( ) A.x 轴正向 B.x 轴负向 C.y 轴正向 D.y 轴负向 4.如图,一锥摆悬挂于 O 点,质点在水平面内做匀速率圆周运动,则从 A 点到 B 点的运动过程中,作用于质点的合 力( ) A.为零 B.冲量为零 C.做功为零 D.对 O 点的力矩为零 5.在 t=0 到 t=0.1s 时间间隔内,一质点所受合力方向不变,大小随时间的变化关系如图所示,则质点动量改变量的大 小为( ) A.5kg·m/s B.10kg·m/s C.50kg·m/s D.100kg·m/s 6.如图, 一质量为 M 的均匀直杆可绕通过 O 点的水平轴转动, 质量为 m 的子弹水平射入静止直杆的下端并留在直杆 内,则在射入过程中,由子弹和杆组成的系统( ) A.动能守恒 B.动量守恒 C.机械能守恒 D.对 O 轴的角动量守恒 7.速率分布函数 f(v)的物理意义为: ( ) A.速率为 v 的分子数 B.速率为 v 的分子数占总分子数的百分比 C.速率在 v 附近的单位速率区间中的分子数 D.速率在 v 附近的单位速率区间中的分子数占总分子数的百分比

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8.氦气(He)和氧气(O2)温度相同, 比较这两种气体分子的平均平动动能 ε tHe 和 ε tO2 , 以及它们的平均动能 ε kHe 和 ε kO2 , 有如下关系: ( )

A. ε tHe = ε tO2 , ε kHe = ε kO2 B. ε tHe = ε tO2 , ε kHe ≠ ε kO2 C. ε tHe ≠ ε tO2 , ε kHe = ε kO2 D. ε tHe ≠ ε tO2 , ε kHe ≠ ε kO2 9.在电场强度为 E 的静电场中有 A、B 两点,以无穷远为电势零点,A、B 之间的电势差 UAB=VA-VB 等于( A. C. )



B

A

E·dl


B. D.



A

B ∞

E·dl E·dl



A

E·dl



B

10.以无穷远为电势零点,一孤立带电导体球电势为 V.若将一电量为 q 的点电荷移到该球的附近,则球内部的电场强 度( ) A.不变,球的电势也不变 B.不变,球的电势改变 C.改变,球的电势不变 D.改变,球的电势也改变 11.如图,载有同向电流 I 的两无限长直导线 a、b 平行共面,间距为 d.在此平面内,点 P 与 b 的距离也为 d,则 P 点 磁感应强度的大小为( )

?0 I 4πd ?I B. 0 2πd 3? 0 I C. 4πd ?0 I D. πd
A. 12.磁场的安培环路定理是( A. B ? dl = 0
L

) B.



∫ B ? dl = ∑ I
L i

i

C.

∫ B ? dl = ? ∑ I
L 0 i

i

D.

∫ B ? dl = ? ∑ I
L 0 i

1

i

13.如图,在磁感应强度为 B 的均匀磁场中,有一半径为 R 的 3/4 圆弧状导线,导线平面与磁场垂直.当导线以速率 v 沿直径 ab 方向垂直于磁场运动时,导线上产生的动生电动势大小为( ) A.0 B.BRv

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C. 2 BRv D.2BRv 14.一简谐振动的振动曲线如图所示,则此简谐振动用余弦函数表示的运动学方程中的初相位是( A. B.



π π
3

2 2π C. 3
D. π 15.在平面简谐波传播过程中,沿传播方向相距为 A.大小相同,方向相同 C.大小不同,方向相同 16.一平面简谐波的表达式为 y(x,t)=Acos2π( A. v =

1 λ ( λ 为波长)的两质元的振动速度必定( 2



B.大小相同,方向相反 D.大小不同,方向相反

?y ?t ?y C. u = ?t

t x ? ),用 u 表示其传播速度,v 表示某质元的振动速度,则( T λ ?y B. v = ?x ?y D. u = ?x



17.一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是( ) A.紫光 B.绿光 C.黄光 D.红光 18.在一惯性系中,观测到两个事件同时不同地(t1=t2,x1≠x2),则在沿 x 轴运动的其他惯性系中观测,它们( ) A.一定同时 B.一定同地 C.可能同时,但不可能同地 D.不可能同时,也不可能同地 19.两个静止质量相同的粒子 A 和 B,分别沿 x 和 y 方向以相同速率做直线运动,则它们的相对论质量 mA、mB 和相 对论动能 EKA、EkB 满足( ) A. m A = mB , EKA = E KB C. m A ≠ mB , EKA = E KB B. m A = mB , EKA ≠ E KB D. m A ≠ mB , EKA ≠ EKB

20.用频率为 v 的单色光照射某金属时,逸出光电子的最大初动能为 Ek;若改用频率为 2v 的单色光照射此金属,则 逸出光电子的最大初动能为: ( ) A.2Ek B.2hv-Ek C.hv-Ek D.hv+Ek 二、填空题(本大题共 6 小题,每小题 3 分,共 18 分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 21.一质量为 2kg 的质点沿半径为 lm 的圆轨道运动,切向加速度大小恒为 3m/s2,则当该质点速率为 2m/s 时,它 所受到的合力大小为___________N. 22.如图,Oxy 平面上,一质量为 0.2kg 的质点在直线

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y=3 上沿 x 轴正方向匀速运动,速度大小为 v=3m/s. 当该质点运动到 x=4m 处时,质点对原点 O 的角动量 大小为___________kg·m2/s. 23.一电容器电压为 U 时储存的电能为 W0.当电压为 2U 时,该电容器储存的电能 W=___________. 24.将一段载流直导线置于均匀磁场中,当导线与磁场垂直时,导线受到的安培力的大小为 F1;当该导线与磁场的夹 角为 30°时,导线受到的安培力的大小为 F2,则 F1/F2= ___________. 25.一弹簧振子做简谐振动,劲度系数为 k,振幅为 A.振子经过平衡位置时的动能是__________. 26.已知氢原子的基态能量为-13.6eV,则氢原子的第一激发态能量为___________eV. 三、计算题(本大题共 3 小题,每小题 10 分,共 30 分) 要写出主要的解题过程。只有答案,没有任何说明和过程,无分。 27.一质量为 2kg 的质点由静止出发,在力 F=(1+x)i+2yj(SI)的作用下自原点 O 沿 x 轴运动到 x=2m 处.求: (1)在此过程中力 F 所做的功; (2)若在此过程中只有力 F 做功,求质点到达 x=2m 时的速度. 28.如图, 一横截面积为 Sl 的长直螺线管, 单位长度上的匝数为 n.在长直螺线管的外面套一个面积为 S2 的单匝圆线圈. 若在长直螺线管中通有电流 I=I0cosωt,其中 I0 和 ω 为已知正值常量,求圆线圈中的感应电动势的大小.

29.波长为 500nm(1nm=l0-9m)的单色光垂直照射由两块光学平板玻璃构成的空气劈尖.观察反射光干涉条纹, 距劈尖棱 边 l=1.56cm 的 A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心,如图所示. (1)求 A 处对应的空气膜厚度; (2)求空气劈尖的夹角 θ; (3)若改用 600nm 的单色光垂直照射此劈尖,仍观察反射光的干涉,A 处是明条纹还是暗条纹?

四、分析计算题(本题 12 分) 要写出解题所依据的定理、定律、公式或相应的分析图,并写出主要的过程。只有答案,没有任何说明和过程, 无分。 30.如图,2mol 双原子分子理想气体,被活塞(质量和厚度可忽略)封闭在容器的下半部,体积为容器体积的一半.活塞 内外均处于标准状态,容器和活塞的散热忽略不计.现将热量缓慢地传给气体,使气体逐渐膨胀. (1)试分析气体膨胀到充满整个容器前经历的是什么等值过程? (2)求气体恰好充满整个容器时的温度 T1,以及在该膨胀过程中吸收的热量 Q1; (3)气体恰好充满整个容器后, 若再缓慢地传给气体 Q2=831J 的热量,气体又将经历什么等值过程?求气体末态的温度 T 2. (标准状态:P0=1.01×105Pa,T0=273K,摩尔气体常量 R=8.31J/(mol·K))

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