1、物理(工)自考题-15 及答案解析(总分：99.99，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.下列叙述中正确的是_（分数：2.00）A.质点受到几个力的作用时，一定产生加速度B.质点运动的速率不变时，它所受到的合外力不一定为零C.质点运动速度大，它所受的合外力也一定大D.质点运动的方向与合外力的方向一定相同2.水星的半径是地球半径的 0.4 倍，质量为地球的 0.04 倍。已知地球表面的重力加速度为 g，则水星表面的重力加速度为_（分数：2.00）A.0B.0C.2D.4g3.一质量 m=0.1kg 的质点作平面运动，其运动方程为 x=5+3t(SI)， （分
2、数：2.00）A.0B.0C.0D.04.如图，质点沿竖直放置的以 O 为圆心的光滑圆弧形轨道下滑，在下滑过程中，质点的_ （分数：2.00）A.机械能守恒，动量守恒B.机械能守恒，动量不守恒C.机械能不守恒，对 O 点的角动量守恒D.机械能不守恒，对 O 点的角动量不守恒5.一物块置于光滑斜面上，斜面放在光滑水平地面上。当物块下滑时，以木块、斜面和地球为系统，则该系统的_（分数：2.00）A.动量守恒，机械能守恒B.动量不守恒，机械能守恒C.动量守恒，机械能不守恒D.动量不守恒，机械能不守恒6.1mol 单原子分子理想气体和 1mol 双原子分子理想气体，它们的压强和体积相同，则它们的_（分
3、数：2.00）A.温度相同，分子总数相同B.温度相同，分子总数不同C.温度不同，分子总数不同D.温度不同，分子总数相同7.如图，一带电量为 Q(Q0)的点电荷位于电中性的金属球壳中心，A、B 两点分别位于球壳内外，E A 和E B 分别为 A、B 两点的电场强度大小，U A 和 U B 分别为 A、B 两点的电势，则_ （分数：2.00）A.EAEB，UAUBB.EAEB，UAUBC.EAEB，UAUBD.EAEB，UAUB8.均匀磁场的磁感应强度为 B，一电子以速率 v 在垂直于 B 的平面内作匀速率圆周运动，则其轨道所围面积内的磁通量_（分数：2.00）A.正比于 B，正比于 v2B.反比
4、于 B，正比于 v2C.正比于 B，反比于 v2D.反比于 B，反比于 v29.在无限长直载流导线附近作一球形闭合曲面 S， 为穿过 S 面的磁通量，B 为 S 面上各处的磁感应强度。当 S 面向长直导线移近时_（分数：2.00）A. 不变，B 不变B. 不变，B 增大C. 增大，B 不变D. 增大，B 增大10.如图，一金属棒在均匀磁场中绕 O 点逆时针方向旋转，磁场方向垂直纸面向外，则棒上的感应电动势_ （分数：2.00）A.由 O 指向 A，A 端电势高B.由 O 指向 A，O 端电势高C.由 A 指向 O，A 端电势高D.由 A 指向 O，O 端电势高11.质点作简谐振动的运动学方程为
5、 x=Acos(t+)，则质点的速度为_（分数：2.00）A.Asin(t+)B.-Asin(t+)C.-Acos(t+)D.-Acos(t+)12.弹簧振子的速度曲线如图所示，则它的运动方程为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.13.一平面简谐波沿 x 轴正方向传播，x 轴上有相距小于一个波长的 A、B 两点，B 点的振动比 A 点延迟1/24s，相位比 A 点落后 /6，则此波的频率为_（分数：2.00）A.2HzB.4HzC.6HzD.8Hz14.一平面简谐波沿 x 轴传播，已知在 x 1 =2m 处质元的振动方程为 ；在 x 2 =3m 处质元的振动方程为 （分数：2
6、.00）A.0B.1mC.1D.2m15.如图，一束自然光以布儒斯特角 i 0 入射到两种介质的分界面上，则反射光是_ （分数：2.00）A.线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面B.线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面C.部分偏振光D.自然光16.由强度为 I 的自然光和强度也为 I 的线偏振光组成的混合光，垂直照射到偏振片上，若以入射光为轴转动偏振片，观测到出射光的最大强度应为_（分数：2.00）A.I/2BIC.3I/2D.2I17.一束波长为 的单色平行光垂直照射在光栅上，光栅常数 d=20.8，则衍射光谱中衍射级 k 的最大值为_（分数：2.00）A.20B.21C.40D.411
7、8.两个惯性系间的相对运动速度为 u，若在一个惯性系中测得的时间间隔为 0 (固有时)，则根据狭义相对论，在另一个惯性系中测得的时间间隔 与 0 的关系为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.19.若 为光的波长， 为光的频率，c 为真空中光速，h 为普朗克常量，根据爱因斯坦的光量子学说，光子的质量和动量分别为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.20.根据爱因斯坦光子理论，若光子的波长为 ，则光子的能量和动量分别为_ A B CE=h D （分数：2.00）A.B.C.D.二、填空题(总题数：6，分数：18.00)21.如图，质点沿光滑斜面由顶点 A 下滑，该
8、斜面底边长度恒定，倾角 可变，顶点 A 始终位于同一竖直面内且与竖直墙面接触。为使质点以最短的时间到达斜面底端，斜面的倾角 应取 1。 （分数：3.00）22.如图，沿水平方向的外力 F 将物体 A 压在竖直墙上，使其保持静止，此时物体所受静摩擦力的大小为f，若外力变为 2F，则此时物体所受静摩擦力的大小为 1。 （分数：3.00）23.有一瓶质量为 m，摩尔质量为 M 的氢气(视为刚性分子理想气体)，温度为 T，则该瓶氢气的热力学能为 1。(R 为摩尔气体常数) （分数：3.00）24.理想气体从状态 a 出发，经绝热过程到达状态 b，在此过程中外界对气体做功 100J；再从状态 b 出发经
9、等体过程到达状态 c，在此过程中气体放热 70J；经此两过程后，气体的热力学能增量 U=U c -U a = 1J。 （分数：3.00）25.如图，金属圆环半径为 R，位于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，且 B 不随时间变化，圆环平面与磁场方向垂直。当圆环以恒定速度 v 在环所在的平面内运动时，环中的感应电动势为 1。 （分数：3.00）26.由狭义相对论可知，光子的静止质量等于 1。 （分数：3.00）三、计算题(总题数：3，分数：30.00)如图，1mol 单原子分子理想气体经历一准静态过程 AB，在 pV 图上 AB 为直线，图中 p 0 和 V 0 为已知量。求： （分数：9.99）(
10、1).此过程中该气体对外界做的功（分数：3.33）_(2).气体处在 A 态时的热力学能（分数：3.33）_(3).此过程中气体吸收的热量（分数：3.33）_27.如图，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一边长为 l 的正三角形闭合导线 abc，通以强度为 I 的稳恒电流，导线平面与磁场垂直。求 ab 边和 bc 边所受安培力的合力的大小和方向。 （分数：10.00）_两平板玻璃之间形成一个顶角 =10 -4 rad 的空气劈尖，用波长 =600nm 的单色光垂直入射到劈尖上。求：（分数：10.00）(1).二级明纹对应的空气膜厚度为多少?（分数：5.00）_(2).相邻明条纹间的距离为多少
11、?（分数：5.00）_四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)如图，abcd 为某星球表面附近边长为 L 的正方形区域，ab 边与表面平行，且 abcd 位于竖直平面内。质量为 m，动能为 E K 的质点从 d 点沿水平方向进入该区域。(大气阻力可忽略) （分数：12.00）(1).若质点由 ab 边离开该区域，设其离开该区域时动能为 E“ k ，求该星球表面附近的重力加速度 g 的表达式（分数：4.00）_(2).若质点由 cb 边离开该区域，设其离开该区域时动能为 E“ k ，求该星球表面附近的重力加速度 g 的表达式（分数：4.00）_(3).当质点由 b 点处离开该区域，设其离开
12、该区域时动能为 E“ k ，分析说明质点的 E k 与 E“ k 应满足什么关系?（分数：4.00）_物理(工)自考题-15 答案解析(总分：99.99，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.下列叙述中正确的是_（分数：2.00）A.质点受到几个力的作用时，一定产生加速度B.质点运动的速率不变时，它所受到的合外力不一定为零 C.质点运动速度大，它所受的合外力也一定大D.质点运动的方向与合外力的方向一定相同解析：解析 A 项中，若几个力平衡，则无加速度；C 项中，速度受多方面影响，所以不成立；D 项中，反例为匀速圆周运动。B 项中，匀速圆周运动证明此话的正确性
13、，所以应选择 B 项。答案为 B。2.水星的半径是地球半径的 0.4 倍，质量为地球的 0.04 倍。已知地球表面的重力加速度为 g，则水星表面的重力加速度为_（分数：2.00）A.0B.0 C.2D.4g解析：解析 本题考查万有引力定律的应用，这种题型要求考生能够将题目转化为物理模型， 。答案为 B。3.一质量 m=0.1kg 的质点作平面运动，其运动方程为 x=5+3t(SI)， （分数：2.00）A.0B.0 C.0D.0解析：解析 由题意知 t=55 时 V y =-4m/s 4.如图，质点沿竖直放置的以 O 为圆心的光滑圆弧形轨道下滑，在下滑过程中，质点的_ （分数：2.00）A.机
14、械能守恒，动量守恒B.机械能守恒，动量不守恒 C.机械能不守恒，对 O 点的角动量守恒D.机械能不守恒，对 O 点的角动量不守恒解析：解析 圆弧光滑，所以机械能守恒；但受合外力不为零，所以动量不守恒。答案为 B。5.一物块置于光滑斜面上，斜面放在光滑水平地面上。当物块下滑时，以木块、斜面和地球为系统，则该系统的_（分数：2.00）A.动量守恒，机械能守恒 B.动量不守恒，机械能守恒C.动量守恒，机械能不守恒D.动量不守恒，机械能不守恒解析：解析 质点系的动量守恒的条件为质点系所受的合外力为零，此系统满足，则系统动量守恒；机械能守恒的条件是系统的所有外力和非保守内力都不做功或其做功之和为零，此系
15、统均为光滑面，则满足守恒条件，机械能也守恒。答案为 A。6.1mol 单原子分子理想气体和 1mol 双原子分子理想气体，它们的压强和体积相同，则它们的_（分数：2.00）A.温度相同，分子总数相同 B.温度相同，分子总数不同C.温度不同，分子总数不同D.温度不同，分子总数相同解析：解析 都为 1mol，则分子数相同；又 pV 相同，所以由公式7.如图，一带电量为 Q(Q0)的点电荷位于电中性的金属球壳中心，A、B 两点分别位于球壳内外，E A 和E B 分别为 A、B 两点的电场强度大小，U A 和 U B 分别为 A、B 两点的电势，则_ （分数：2.00）A.EAEB，UAUBB.EAE
16、B，UAUBC.EAEB，UAUBD.EAEB，UAUB 解析：解析 电场强度的大小与距离的平方成正比，又 Q 为正，则 E A E B ；电势的大小与距离成反比，则 U A U B 。答案为 D。 8.均匀磁场的磁感应强度为 B，一电子以速率 v 在垂直于 B 的平面内作匀速率圆周运动，则其轨道所围面积内的磁通量_（分数：2.00）A.正比于 B，正比于 v2B.反比于 B，正比于 v2 C.正比于 B，反比于 v2D.反比于 B，反比于 v2解析：解析 本题综合性很强，把带电粒子在磁场中的受力，圆周运动，以及磁通量的概念都联系起来。所以 9.在无限长直载流导线附近作一球形闭合曲面 S， 为
17、穿过 S 面的磁通量，B 为 S 面上各处的磁感应强度。当 S 面向长直导线移近时_（分数：2.00）A. 不变，B 不变B. 不变，B 增大 C. 增大，B 不变D. 增大，B 增大解析：解析 无限长直导线的10.如图，一金属棒在均匀磁场中绕 O 点逆时针方向旋转，磁场方向垂直纸面向外，则棒上的感应电动势_ （分数：2.00）A.由 O 指向 A，A 端电势高 B.由 O 指向 A，O 端电势高C.由 A 指向 O，A 端电势高D.由 A 指向 O，O 端电势高解析：解析 由右手定则判断电势由 O 指向 A，内部与外部相反，A 端电势高。答案为 A。11.质点作简谐振动的运动学方程为 x=A
18、cos(t+)，则质点的速度为_（分数：2.00）A.Asin(t+)B.-Asin(t+) C.-Acos(t+)D.-Acos(t+)解析：解析 12.弹簧振子的速度曲线如图所示，则它的运动方程为_ A B C D （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 由图可知 ，可以得出13.一平面简谐波沿 x 轴正方向传播，x 轴上有相距小于一个波长的 A、B 两点，B 点的振动比 A 点延迟1/24s，相位比 A 点落后 /6，则此波的频率为_（分数：2.00）A.2Hz B.4HzC.6HzD.8Hz解析：解析 本题技巧性比较高，考查的同样是振动方程 x=Acos(wt+)。延迟 ，落后
19、 相位，可知 w=2f 14.一平面简谐波沿 x 轴传播，已知在 x 1 =2m 处质元的振动方程为 ；在 x 2 =3m 处质元的振动方程为 （分数：2.00）A.0B.1mC.1D.2m 解析：解析 利用波程差公式 ，其中15.如图，一束自然光以布儒斯特角 i 0 入射到两种介质的分界面上，则反射光是_ （分数：2.00）A.线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 B.线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面C.部分偏振光D.自然光解析：解析 布儒斯特定律：反射光中只有光振动垂直于入射面的线偏振光，而折射光仍为部分偏振光。折射光和反射光的传播方向垂直，可知本题 A 正确。答案为 A。16.由
20、强度为 I 的自然光和强度也为 I 的线偏振光组成的混合光，垂直照射到偏振片上，若以入射光为轴转动偏振片，观测到出射光的最大强度应为_（分数：2.00）A.I/2BIC.3I/2 D.2I解析：解析 自然光经过偏振片后光强变一半，最大为转到与偏振光一致时，17.一束波长为 的单色平行光垂直照射在光栅上，光栅常数 d=20.8，则衍射光谱中衍射级 k 的最大值为_（分数：2.00）A.20 B.21C.40D.41解析：解析 光栅衍射方程的考查，sin=1 时即 =/2 这个角的条纹是不会出现在屏幕上的。由dsin=k ，代入数据得 k=20.8sin。而 k 只能取整数18.两个惯性系间的相对
21、运动速度为 u，若在一个惯性系中测得的时间间隔为 0 (固有时)，则根据狭义相对论，在另一个惯性系中测得的时间间隔 与 0 的关系为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 由洛伦兹逆变换式 得 =t 2 -t 1 = 19.若 为光的波长， 为光的频率，c 为真空中光速，h 为普朗克常量，根据爱因斯坦的光量子学说，光子的质量和动量分别为_ A B C D （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 20.根据爱因斯坦光子理论，若光子的波长为 ，则光子的能量和动量分别为_ A B CE=h D （分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 二、填空题(总题数：6
22、，分数：18.00)21.如图，质点沿光滑斜面由顶点 A 下滑，该斜面底边长度恒定，倾角 可变，顶点 A 始终位于同一竖直面内且与竖直墙面接触。为使质点以最短的时间到达斜面底端，斜面的倾角 应取 1。 （分数：3.00）解析：45(或22.如图，沿水平方向的外力 F 将物体 A 压在竖直墙上，使其保持静止，此时物体所受静摩擦力的大小为f，若外力变为 2F，则此时物体所受静摩擦力的大小为 1。 （分数：3.00）解析：f23.有一瓶质量为 m，摩尔质量为 M 的氢气(视为刚性分子理想气体)，温度为 T，则该瓶氢气的热力学能为 1。(R 为摩尔气体常数) （分数：3.00）解析：解析 氢气的自由度
23、 i=5，则热力学能 。24.理想气体从状态 a 出发，经绝热过程到达状态 b，在此过程中外界对气体做功 100J；再从状态 b 出发经等体过程到达状态 c，在此过程中气体放热 70J；经此两过程后，气体的热力学能增量 U=U c -U a = 1J。 （分数：3.00）解析：3025.如图，金属圆环半径为 R，位于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，且 B 不随时间变化，圆环平面与磁场方向垂直。当圆环以恒定速度 v 在环所在的平面内运动时，环中的感应电动势为 1。 （分数：3.00）解析：026.由狭义相对论可知，光子的静止质量等于 1。 （分数：3.00）解析：0三、计算题(总题数：3，分数：
24、30.00)如图，1mol 单原子分子理想气体经历一准静态过程 AB，在 pV 图上 AB 为直线，图中 p 0 和 V 0 为已知量。求： （分数：9.99）(1).此过程中该气体对外界做的功（分数：3.33）_正确答案：()解析：此过程中气体所做的功 (2).气体处在 A 态时的热力学能（分数：3.33）_正确答案：()解析： 气体处在 A 态时的热力学能为 (3).此过程中气体吸收的热量（分数：3.33）_正确答案：()解析：AB 过程中气体吸收的热量 Q=U+W 27.如图，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一边长为 l 的正三角形闭合导线 abc，通以强度为 I 的稳恒电流，导线平
25、面与磁场垂直。求 ab 边和 bc 边所受安培力的合力的大小和方向。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：ab 受力大小为 F ab =IlB bc 受力大小为 F bc =IlB 在 x、y 方向的分量分别为 两平板玻璃之间形成一个顶角 =10 -4 rad 的空气劈尖，用波长 =600nm 的单色光垂直入射到劈尖上。求：（分数：10.00）(1).二级明纹对应的空气膜厚度为多少?（分数：5.00）_正确答案：()解析： (2).相邻明条纹间的距离为多少?（分数：5.00）_正确答案：()解析： 四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)如图，abcd 为某星球表面附近边长为 L
26、的正方形区域，ab 边与表面平行，且 abcd 位于竖直平面内。质量为 m，动能为 E K 的质点从 d 点沿水平方向进入该区域。(大气阻力可忽略) （分数：12.00）(1).若质点由 ab 边离开该区域，设其离开该区域时动能为 E“ k ，求该星球表面附近的重力加速度 g 的表达式（分数：4.00）_正确答案：()解析：当质点由 ab 边离开该区域时， mgL=E“ k -E k 重力加速度 (2).若质点由 cb 边离开该区域，设其离开该区域时动能为 E“ k ，求该星球表面附近的重力加速度 g 的表达式（分数：4.00）_正确答案：()解析：当质点由 cb 边离开该区域时， L=v 0 t 重力加速度 (3).当质点由 b 点处离开该区域，设其离开该区域时动能为 E“ k ，分析说明质点的 E k 与 E“ k 应满足什么关系?（分数：4.00）_正确答案：()解析：当质点由 b 点离开该区域时，
