1、物理(工)自考题-11 及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、单项选择题(总题数:20,分数:40.00)1.两个不同倾角的光滑斜面、高度相等,如图所示,两质点分别由、的顶端从静止开始沿斜面下滑,则到达斜面底端时_ (分数:2.00)A.两质点的速率相同,加速度相同B.两质点的速率不同,加速度相同C.两质点的速率相同,加速度不同D.两质点的速率不同,加速度不同2.一瓶单原子分子理想气体与一瓶双原子分子理想气体,它们的温度相同,且一个单原子分子的质量与一个双原子分子的质量相同,则单原子气体分子的平均速率与双原子气体分子的平均速率_(分数:2.00)A.相同,且两种分子的平均平
2、动动能也相同B.相同,而两种分子的平均平动动能不同C.不同,而两种分子的平均平动动能相同D.不同,且两种分子的平均平动动能也不同3.如图,理想气体从 a 态出发,经绝热过程到达 b 态,又从 b 态经过程返回 a 态,则经过程_ (分数:2.00)A.气体内能减少,在此过程中外界对气体做负功B.气体内能增加,在此过程中外界对气体做负功C.气体内能减少,在此过程中外界对气体做正功D.气体内能增加,在此过程中外界对气体做正功4.自感系数为 L 的线圈通有稳恒电流 I 时所储存的磁能力_ ALI 2 B CLI D (分数:2.00)A.B.C.D.5.如图,真空中两个直流电路中的稳恒电流分别为 I
3、 1 和 I 2 ,刚沿闭合回路 L 的磁感应强度 B 的环流为_ (分数:2.00)A.0(I1+I2)B.0(I1-I2)C.-0(I1+I2)D.0(I2-I1)6.如图,在静电场中有 P 1 、P 2 两点,P 1 点的电场强度大小比 P 2 点的_ (分数:2.00)A.大,P1 点的电势比 P2 点高B.小,P1 点的电势比 P2 点高C.大,P1 点的电势比 P2 点低D.小,P1 点的电势比 P2 点低7.简谐振动的运动方程为 x=Acos(t+),相应的 x-t 曲线如图所示,则其初相 为_ A B0 C (分数:2.00)A.B.C.D.8.平面电磁波的电矢量 E 和磁矢量
4、 B_ A相互平行,相位差为 0 B相互平行,相位差为 C相互垂直,相位差为 0 D相互垂直,相位差为 (分数:2.00)A.B.C.D.9.某粒子静止时的平均寿命为 310 -6 s,则当该粒子相对于惯性系 K 以 0.8c(c 为光速)的速率运动时,在 K 系中测得的该粒子的平均寿命为_(分数:2.00)A.610-6sB.510-6sC.410-6sD.310-6s10.按照爱因斯坦关于光电效应的理论,金属中电子的逸出功为 A,普朗克常数为 h,产生光电效应的截止频率为_(分数:2.00)A.v0=0B.v0=A/2hC.v0=A/hD.v0=2A/h11.在 M 顶端垂直于斜面钉一铁钉
5、,用平行于斜面的细绳拉住 m 时,若 M 向左减速运动,当绳中张力为零时,m 的加速度大小为(g, 表示)_ (分数:2.00)A.gtgB.gctgC.gsinD.gcos12.一小瓶氮气和一大瓶氦气,它们的压强、温度相同,则正确的说法为_(分数:2.00)A.单位体积内的原子数不同B.单位体积内的气体质量相同C.单位体积内的气体的分子数不同D.气体的热力学能相同13.图中实线为某电场中的电场线,虚线表示等势(位)面,由图可看出_ (分数:2.00)A.EAEBEC,VAVBVCB.EAEBEC,VAVBVCC.EAEBEC,VAVBVCD.EAEBEC,VAVBVC14.如图所示,一匀强磁
6、场 B 垂直纸面向里,长为 L 的导线 ab 可以无摩擦地在导轨上滑动,除电阻 R 外,其他部分电阻不计,当 ab 以匀速 v 向右运动时,则外力的大小是_ AB 2 L 2 v B C D (分数:2.00)A.B.C.D.15.一光束通过衍射光栅构成夫琅和费衍射,当光栅在光栅所在平面上沿刻线的垂直方向上作微小移动。则衍射图样_(分数:2.00)A.作与光栅移动方向相同的移动B.作与光栅移动方向相反的移动C.中心不变,衍射图样变化D.没有变化16.一质点在 Oxy 平面内运动,其位置矢量的表示式为 r=at 2 i+bt 2 j,式中 a、b 为正的常量,则在 t时刻质点的速度与 x 轴正向
7、间的夹角为_ A B C D (分数:2.00)A.B.C.D.17.均匀带电球面与均匀带电球体所产生的静电场都具有一定的能量,若球面与球体的半径及带电量相同,则_(分数:2.00)A.球体内的静电场能量大于球面内的静电场能量B.球体内的静电场能量小于球面内的静电场能量C.球体外的静电场能量大于球面外的静电场能量D.球体外的静电场能量小于球面外的静电场能量18.一质点沿 x 轴作简谐振动,周期为 T,振幅为 A。质点由 x=A/2 运动到 x=A 所需的最短时间为_ A B C D (分数:2.00)A.B.C.D.19.一沿 x 负方向传播的平面简谐波在时刻 t 的波形如图。则在 t 到 t
8、+T/4(T 为周期)这段时间内,质元 A的_ (分数:2.00)A.动能和势能不断增加B.动能和势能不断减小C.动能和势能先增加后减小D.动能和势能先减小后增加20.微观粒子遵循的不确定关系为 xp x h,它意味着_(分数:2.00)A.粒子的动量不可能确定B.粒子的坐标不可能确定C.粒子的动量和坐标不可能同时确定D.粒子的动量和坐标可以同时确定二、填空题(总题数:6,分数:18.00)21.如图,物体 A、B 质量都为 m,B 在光滑水平桌面上。滑轮与绳的质量不计。当 A 向下运动时它的加速度大小为 1,绳对它的拉力大小为 2。 (分数:3.00)22.用棒打击质量为 0.2kg,速率为
9、 20m/s 的水平方向飞来的球,击打后球以 15m/s 的速率竖直向上运动,则棒给予球的冲量大小为 1Ns。 (分数:3.00)23.真空中有两个点电荷+q 与-q,置于边长为 a 的正三角形的两个顶点上,则在此正三角形的第三个顶点处的电场强度大小为 1。 (分数:3.00)24.真空中有若干电荷被封闭曲面 S 所包围,通过 S 面的电通量为 ,将某带电量为 q 的电荷从 S 面内移至 S 面外后,通过 S 面的电通量变为 1。 (分数:3.00)25.如图,一无限长直导线通以稳恒电流 I,另有一线圈 ABCD 与导线共面,当线圈以速度 v 远离导线运动时,线圈中感应电流的方向为 1。 (分
10、数:3.00)26.根据狭义相对论动量和能量的关系,能量为 E 的光子的动量为 1。 (分数:3.00)三、计算题(总题数:3,分数:30.00)一质点的质量 m=1kg,在 t=0 时处于静止状态,而后在变力 F=4+3t 2 (SI)的作用下做直线运动,求:(分数:10.00)(1).从 t=0 到 t=1s 这段时间内,力 F 对质点的冲量大小 I(分数:5.00)_(2).在 t=1s 时,质点的速率 v(分数:5.00)_27.如图,一摩尔单原子分子理想气体从温度为 T a 的初态 a 出发,经绝热过程到达温度为 T b 的 b 态,又经等容过程到达温度为 T c 的 c 态。已知
11、T a -T b =100K,T a =T c ,普适气体常量 R=8.31J/(molK)。求在整个过程 abc 中,气体对外所做的功和吸收的热量。 (分数:10.00)_28.一轻质弹簧振子,其劲度系数 k=1.6N/m,振子质量 m=0.01kg,求振子的频率。 (分数:10.00)_四、分析计算题(总题数:1,分数:12.00)如图,A、B、C、D 为真空中一个正方形的四个顶点。在正方形的一条对角线 上固定一均匀带电细线;在顶点 C 上固定一正点电荷 q;P、S 为对角线 上的两点。已知 = ,且知 S 点的电场强度为零。求: (分数:12.00)(1).P 点的电场强度大小及方向(分
12、数:6.00)_(2).P、S 两点的电势差 U P -U S(分数:6.00)_物理(工)自考题-11 答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、单项选择题(总题数:20,分数:40.00)1.两个不同倾角的光滑斜面、高度相等,如图所示,两质点分别由、的顶端从静止开始沿斜面下滑,则到达斜面底端时_ (分数:2.00)A.两质点的速率相同,加速度相同B.两质点的速率不同,加速度相同C.两质点的速率相同,加速度不同 D.两质点的速率不同,加速度不同解析:解析 机械能守恒定律的应用,动能相等即速率相等,但方向不同。主要考查了机械能守恒定律和速度加速度等矢量概念的理解。答案为 C。2.
13、一瓶单原子分子理想气体与一瓶双原子分子理想气体,它们的温度相同,且一个单原子分子的质量与一个双原子分子的质量相同,则单原子气体分子的平均速率与双原子气体分子的平均速率_(分数:2.00)A.相同,且两种分子的平均平动动能也相同 B.相同,而两种分子的平均平动动能不同C.不同,而两种分子的平均平动动能相同D.不同,且两种分子的平均平动动能也不同解析:解析 分子的平均速率公式为 ,两气体 M、T 相同,平均速率相同,分子的平均平动动能公式3.如图,理想气体从 a 态出发,经绝热过程到达 b 态,又从 b 态经过程返回 a 态,则经过程_ (分数:2.00)A.气体内能减少,在此过程中外界对气体做负
14、功B.气体内能增加,在此过程中外界对气体做负功C.气体内能减少,在此过程中外界对气体做正功D.气体内能增加,在此过程中外界对气体做正功 解析:解析 此题考查考生对 pV 图的理解能力,以及对准静态过程的功的理解。图中 adb 下的面积为系统对外界做的功,dV=Sdl 是气缸内气体体积的增量。当 dV0 时(体积膨胀),dW0,表明气体对外做正功;当 dV0 时(体积减少),dW0,表明气体对外做负功,即外界对气体做功。在 bca 过程中,dV0,外界对气体做功,内能增大。答案为 D。 4.自感系数为 L 的线圈通有稳恒电流 I 时所储存的磁能力_ ALI 2 B CLI D (分数:2.00)
15、A.B. C.D.解析:解析 储存在截流线圈中的磁能5.如图,真空中两个直流电路中的稳恒电流分别为 I 1 和 I 2 ,刚沿闭合回路 L 的磁感应强度 B 的环流为_ (分数:2.00)A.0(I1+I2)B.0(I1-I2)C.-0(I1+I2) D.0(I2-I1)解析:解析 根据公式 6.如图,在静电场中有 P 1 、P 2 两点,P 1 点的电场强度大小比 P 2 点的_ (分数:2.00)A.大,P1 点的电势比 P2 点高 B.小,P1 点的电势比 P2 点高C.大,P1 点的电势比 P2 点低D.小,P1 点的电势比 P2 点低解析:解析 P 1 点处电场线较密集,所以场强较大
16、;沿电场线方向电势减小。答案为 A。7.简谐振动的运动方程为 x=Acos(t+),相应的 x-t 曲线如图所示,则其初相 为_ A B0 C (分数:2.00)A. B.C.D.解析:解析 t=0 时 x=0, ,x“=-wAsin(wt+),下一刻向上振动,x“0,所以8.平面电磁波的电矢量 E 和磁矢量 B_ A相互平行,相位差为 0 B相互平行,相位差为 C相互垂直,相位差为 0 D相互垂直,相位差为 (分数:2.00)A.B.C. D.解析:解析 在电磁波传播过程中,电矢量与磁矢量始终与波的传播方向垂直,并构成右手螺旋关系。答案为 C。9.某粒子静止时的平均寿命为 310 -6 s,
17、则当该粒子相对于惯性系 K 以 0.8c(c 为光速)的速率运动时,在 K 系中测得的该粒子的平均寿命为_(分数:2.00)A.610-6sB.510-6s C.410-6sD.310-6s解析:解析 10.按照爱因斯坦关于光电效应的理论,金属中电子的逸出功为 A,普朗克常数为 h,产生光电效应的截止频率为_(分数:2.00)A.v0=0B.v0=A/2hC.v0=A/h D.v0=2A/h解析:解析 ,所以11.在 M 顶端垂直于斜面钉一铁钉,用平行于斜面的细绳拉住 m 时,若 M 向左减速运动,当绳中张力为零时,m 的加速度大小为(g, 表示)_ (分数:2.00)A.gtg B.gctg
18、C.gsinD.gcos解析:解析 m 所受合力方向水平向左,tan=F/mg,a=F/m=gtan。答案为 A。12.一小瓶氮气和一大瓶氦气,它们的压强、温度相同,则正确的说法为_(分数:2.00)A.单位体积内的原子数不同 B.单位体积内的气体质量相同C.单位体积内的气体的分子数不同D.气体的热力学能相同解析:解析 由理想气体物态方程 p=nkT 又 p、T 相同,则 n 相同,即单位体积内气体分子数相同。因为氮气为双原子分子,氦气为单原子分子。 单位体积内的原子数不同。答案为 A。13.图中实线为某电场中的电场线,虚线表示等势(位)面,由图可看出_ (分数:2.00)A.EAEBEC,V
19、AVBVCB.EAEBEC,VAVBVCC.EAEBEC,VAVBVCD.EAEBEC,VAVBVC 解析:解析 电场线越密,场强越大;电势沿电场线方向减小。答案为 D。14.如图所示,一匀强磁场 B 垂直纸面向里,长为 L 的导线 ab 可以无摩擦地在导轨上滑动,除电阻 R 外,其他部分电阻不计,当 ab 以匀速 v 向右运动时,则外力的大小是_ AB 2 L 2 v B C D (分数:2.00)A.B.C. D.解析:解析 由公式 15.一光束通过衍射光栅构成夫琅和费衍射,当光栅在光栅所在平面上沿刻线的垂直方向上作微小移动。则衍射图样_(分数:2.00)A.作与光栅移动方向相同的移动B.
20、作与光栅移动方向相反的移动C.中心不变,衍射图样变化D.没有变化 解析:解析 光栅衍射是衍射和干涉的综合效果,只与缝宽,光栅常数及波长有关。答案为 D。16.一质点在 Oxy 平面内运动,其位置矢量的表示式为 r=at 2 i+bt 2 j,式中 a、b 为正的常量,则在 t时刻质点的速度与 x 轴正向间的夹角为_ A B C D (分数:2.00)A.B.C.D. 解析:解析 由题意 ,设夹角为 ,有 则 =17.均匀带电球面与均匀带电球体所产生的静电场都具有一定的能量,若球面与球体的半径及带电量相同,则_(分数:2.00)A.球体内的静电场能量大于球面内的静电场能量 B.球体内的静电场能量
21、小于球面内的静电场能量C.球体外的静电场能量大于球面外的静电场能量D.球体外的静电场能量小于球面外的静电场能量解析:解析 球体内部有静电场,而球面内部静电场为。答案为 A。18.一质点沿 x 轴作简谐振动,周期为 T,振幅为 A。质点由 x=A/2 运动到 x=A 所需的最短时间为_ A B C D (分数:2.00)A.B.C. D.解析:解析 令 , 时 ,当 时 x=A,此时19.一沿 x 负方向传播的平面简谐波在时刻 t 的波形如图。则在 t 到 t+T/4(T 为周期)这段时间内,质元 A的_ (分数:2.00)A.动能和势能不断增加B.动能和势能不断减小C.动能和势能先增加后减小
22、D.动能和势能先减小后增加解析:解析 A 先向上后向下运动,速度先加快后减小,所以动能和势能先增大后减小。答案为 C。20.微观粒子遵循的不确定关系为 xp x h,它意味着_(分数:2.00)A.粒子的动量不可能确定B.粒子的坐标不可能确定C.粒子的动量和坐标不可能同时确定 D.粒子的动量和坐标可以同时确定解析:解析 表示粒子在某个方向上的动量和位置坐标不能同时准确的确定。答案为 C。二、填空题(总题数:6,分数:18.00)21.如图,物体 A、B 质量都为 m,B 在光滑水平桌面上。滑轮与绳的质量不计。当 A 向下运动时它的加速度大小为 1,绳对它的拉力大小为 2。 (分数:3.00)解
23、析:解析 以 A、B 整体为研究对象,在竖直方向上受到重力和桌面对 B 的支持力,所以合力为 mg 由牛顿第二运动定律得 mg=2ma 所以 以 A 为研究对象,有 mg-T=ma 所以22.用棒打击质量为 0.2kg,速率为 20m/s 的水平方向飞来的球,击打后球以 15m/s 的速率竖直向上运动,则棒给予球的冲量大小为 1Ns。 (分数:3.00)解析:5 解析 由于初速度和末速度方向不同,在 I=m(v 2 -v 1 )中,计算 v 2 -v 1 矢量差的大小为 23.真空中有两个点电荷+q 与-q,置于边长为 a 的正三角形的两个顶点上,则在此正三角形的第三个顶点处的电场强度大小为
24、1。 (分数:3.00)解析:解析 点电荷系的场强:24.真空中有若干电荷被封闭曲面 S 所包围,通过 S 面的电通量为 ,将某带电量为 q 的电荷从 S 面内移至 S 面外后,通过 S 面的电通量变为 1。 (分数:3.00)解析:-q/ 0 解析 由高斯定理得 ,带电量为 q 的电荷产生的电通量为 ,则通过 s 面的电通量为 25.如图,一无限长直导线通以稳恒电流 I,另有一线圈 ABCD 与导线共面,当线圈以速度 v 远离导线运动时,线圈中感应电流的方向为 1。 (分数:3.00)解析:顺时针(DCBA)解析 法拉第电磁感应定律的应用。26.根据狭义相对论动量和能量的关系,能量为 E 的
25、光子的动量为 1。 (分数:3.00)解析:E/c三、计算题(总题数:3,分数:30.00)一质点的质量 m=1kg,在 t=0 时处于静止状态,而后在变力 F=4+3t 2 (SI)的作用下做直线运动,求:(分数:10.00)(1).从 t=0 到 t=1s 这段时间内,力 F 对质点的冲量大小 I(分数:5.00)_正确答案:()解析:(2).在 t=1s 时,质点的速率 v(分数:5.00)_正确答案:()解析:动量定理: I=(mv) 27.如图,一摩尔单原子分子理想气体从温度为 T a 的初态 a 出发,经绝热过程到达温度为 T b 的 b 态,又经等容过程到达温度为 T c 的 c
26、 态。已知 T a -T b =100K,T a =T c ,普适气体常量 R=8.31J/(molK)。求在整个过程 abc 中,气体对外所做的功和吸收的热量。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:气体对外所做的功(只需考虑绝热过程) 28.一轻质弹簧振子,其劲度系数 k=1.6N/m,振子质量 m=0.01kg,求振子的频率。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:由周期公式 振动频率 或 四、分析计算题(总题数:1,分数:12.00)如图,A、B、C、D 为真空中一个正方形的四个顶点。在正方形的一条对角线 上固定一均匀带电细线;在顶点 C 上固定一正点电荷 q;P、S 为对角线 上的两点。已知 = ,且知 S 点的电场强度为零。求: (分数:12.00)(1).P 点的电场强度大小及方向(分数:6.00)_正确答案:()解析:线电荷与点电荷在 S 点的合场强为零,故它在 S 点的场强大小为 ,方向水平向右 由对称性知,线电荷在 P 点产生的场强大小为 ,方向水平向左。 由场强叠加原理 (2).P、S 两点的电势差 U P -U S(分数:6.00)_正确答案:()解析:线电荷在 P、S 两点产生的电势相同 故 P、S 两点电势差即为点电荷在该两点的电势差
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