1、物理(工)自考题-18 及答案解析(总分：99.99，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：20，分数：40.00)1.已知一篮球质量 m=0.58kg，从 h=2.0m 的高度自由下落，到达地面后，以同样的速率反弹，接触地面时间 t=0.019s。则篮球对地面的平均冲力 F 为_（分数：2.00）A.3B.3C.3D.02.对于作曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的_（分数：2.00）A.切向加速度必不为零B.法向加速度必不为零(拐点处除外)C.由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零D.若物体作匀速率运动，其总加速度必为零3.某一平面位置矢量可写成 r
2、=3i+4j，则该位移的大小为_（分数：2.00）A.7B.6C.5D.44.对某行星进行测量，其半径是地球半径的 0.4 倍，行星表面重力加速度是 （分数：2.00）A.0B.0C.0D.05.一个质点同时受几个力的作用，它的位移为 r=2i-5j+6k。若其中一个恒力为 F=-3i，则此力在该位移过程中所做的功为_（分数：2.00）A.-18JB.-6JC.0D.15J6.一定量的某种理想气体起始温度为 T，体积为 V，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1)绝热膨胀到体积为 2V，(2)等体变化使温度恢复为 T，(3)等温压缩到原来体积 V，则此整个循环过程中_（分数：2.00）A
3、.气体向外界放热B.气体对外界做正功C.气体内能增加D.气体内能减少7.半径为 R 的均匀带电球体 Q 的静电场中各点的电场强度的大小 E 与距球心的距离 r 的关系曲线为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.8.A 和 B 为两个均匀带电球体，A 带电荷+q，B 带电荷-q，作一与 A 同心的球面 S 为高斯面，如下图所示。则_ A通过 S 面的电场强度通量为零，S 面上各点的场强为零 B通过 S 面的电场强度通量为 q/ 0 ，S 面上场强的大小为 C通过 S 面的由场强度通量为(-q)/ 0 ，S 面上场强的大小为 （分数：2.00）A.B.C.D.9.如下图所示，带电量
4、为 Q 的点电荷位于 A 点，将另一带电量为 q 的点电荷从 a 点移到 b 点。a、b 两点到 A 点的距离分别为 r 1 和 r 2 ，则移动过程中电场力所做的功为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.10.某电场的电场线分布情况如下图所示，一负电荷从 M 点移到 N 点，根据这个图做出下列结论，其中哪项是正确的_ （分数：2.00）A.电场强度 EMENB.电势 VMVNC.电势能 WMWND.电场力的功 W011.下图为四个带电粒子在 O 点沿相同方向垂直于磁场线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片，磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电量大小也相等，则其中
5、动能最大的带负电的粒子的轨迹是_ （分数：2.00）A.OaB.ObC.OcD.Od12.对于一个作简谐振动的物体，下面哪种说法正确的是_（分数：2.00）A.物体处在运动正方向的端点时，速度和加速度都达到最大值B.物体位于平衡位置且向负方向运动时，速度和加速度都为零C.物体处在负方向的端点时，速度最大，加速度为零D.物体位于平衡位置且向正方向运动时，速度最大，加速度为零13.若一平面简谐波的表达式为 y=Acos(Bt-Cx)，式中 A、B、C 为恒定正值，则_ A波速为 C B周期为 C波长为 D频率为 （分数：2.00）A.B.C.D.14.一平面简谐波沿 x 轴正向传播，周期为 T，t
6、 时刻的波形如下图所示，由图可知，x 2 处质元比 x 1 处质元开始振动的时间和相位分别落后_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.15.已知物体作简谐振动，其速度的表达式是 v=0.8sin4(0.2-t)，则物体简谐振动的频率和振幅分别为_（分数：2.00）A.4Hz 0B.2Hz 0C.4Hz 0D.2Hz 016.在双缝干涉实验中，用单色自然光入射，在屏上形成干涉条纹，若在双缝后放一厚度可忽略不计的偏振片，则_（分数：2.00）A.干涉条纹的间距改变，条纹的亮度不变B.干涉条纹的间距改变，条纹的亮度减弱C.干涉条纹的间距不变，条纹的亮度不变D.干涉条纹的间距不变，条纹的
7、亮度减弱17.在红色光形成的单缝衍射条纹中，波长为 的第二级明纹与波长为 600nm 的白光的第三级明纹恰好重合，则 =_（分数：2.00）A.400nmB.900nmC.840nmD.720nm18.关于相对论，下列几种说法： (1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的。 (2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。 (3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。 其中哪些说法是正确的_（分数：2.00）A.只有(1)、(2)是正确的B.只有(1)、(3)是正确的C.只有(2)、(3)是正确的D.三种说法都是正确的19.用来解释光电效应的爱因斯坦方程为 （分数：2.0
8、0）A.hv 是光子的动量B.h 是爱因斯坦常量C.A 是逸出功D.mc 是光子的质量20.不是光的波粒二象性的物理量是_（分数：2.00）A.能量B.周期C.频率D.波长二、第部分 非选择题(总题数：6，分数：18.00)21.人造地球卫星沿椭圆轨道围绕地球运动，在运动过程中，卫星的动量 1，卫星对地心的角动量 2。(填守恒或不守恒) （分数：3.00）22.某一质点沿 Ox 轴作直线运动，它的运动方程为：x=4+5t+6t 2 (式中位移单位为 m，时间单位为 s)，则该质点在初时刻(即 t=0 的时刻)的速度等于 1。 （分数：3.00）23.理想气体在一热力学过程中内能增加了 220J
9、，其中外界对它做功 W=105J，则它吸收的热量 Q 为 1。 （分数：3.00）24.有两种气体，它们的密度不同，但它们的分子平均平动动能相同，则两种气体的温度 1。(填相同或不相同) （分数：3.00）25.一个圆形线环，它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场 B 中，另一半位于磁场之外，如下图所示。磁场 B 的方向垂直指向纸内。欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流，应使线环 1。 （分数：3.00）26.静止质量为 m 0 的粒子以 0.8c 的速率运动时(光速为 c)，其相对论质量 m= 1。 （分数：3.00）三、计算题(总题数：3，分数：30.00)27.一定量的氮气(视为刚性分子
10、理想气体)，温度为 300K，压强为 1.01310 5 Pa，将它绝热压缩，使其体积变为原来体积的 1/5，求绝热压缩后的压强和温度。 （分数：10.00）_28.如下图所示，一长直导线与边长为 l 1 和 l 2 的矩形导线框共面，且与它的一边平行。线框以恒定速率 v 沿与长直导线垂直的方向向右运动。若长直导线中的电流为 I，求线框与直导线相距 x 时穿过线框的磁通量，并由此计算线框中感应电动势的大小和感应电流的方向。 （分数：10.00）_已知一沿 x 轴正向传播的平面余弦波， 时的波形图如下图所示，且 T=2s。求： （分数：9.99）(1).写出原点的振动方程；（分数：3.33）_(
11、2).写出该波的波动方程；（分数：3.33）_(3).写出 C 点的振动方程。（分数：3.33）_四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)29.如下图所示，在光滑的水平面上有一质量为 m b 的静止物体 B，在 B 上有一质量为 m a 的静止物体A，一质量为 m c 的子弹以速度 v c 瞬间射入物体 B 后和 B 一起运动，A 和 B 之间的摩擦因数为 ，B、C联合体逐渐带动 A 一起运动，问 B、C 联合体从相对 A 开始运动到 B 相对于 A 静止时，A 在 B、C 联合体上运动多远? （分数：12.00）_物理(工)自考题-18 答案解析(总分：99.99，做题时间：90 分钟
12、)一、第部分 选择题(总题数：20，分数：40.00)1.已知一篮球质量 m=0.58kg，从 h=2.0m 的高度自由下落，到达地面后，以同样的速率反弹，接触地面时间 t=0.019s。则篮球对地面的平均冲力 F 为_（分数：2.00）A.3 B.3C.3D.0解析：考点 本题主要考查的知识点为动量定理。 篮球到达地面的速率为： 篮球接触地面前后动量改变(大小)为 p=2mv 由动量定理得： 2.对于作曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的_（分数：2.00）A.切向加速度必不为零B.法向加速度必不为零(拐点处除外) C.由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零D.若
13、物体作匀速率运动，其总加速度必为零解析：考点 本题主要考查的知识点为法向加速度和切向加速度的定义。 在曲线运动中，除了拐点处法向加速度为零外其他位置的法向加速度均不为零。由于曲线运动的速度方向在不断变化，而切向加速度可以为零，例如：单摆运动过程中，质点在最低点时切向加速度为零。3.某一平面位置矢量可写成 r=3i+4j，则该位移的大小为_（分数：2.00）A.7B.6C.5 D.4解析：考点 本题主要考查的知识点为位移的定义。 由位置矢量公式得 4.对某行星进行测量，其半径是地球半径的 0.4 倍，行星表面重力加速度是 （分数：2.00）A.0B.0C.0D.0 解析：考点 本题主要考查的知识
14、点为由引力提供向心力求 g 的应用。 根据牛顿运动定律， 5.一个质点同时受几个力的作用，它的位移为 r=2i-5j+6k。若其中一个恒力为 F=-3i，则此力在该位移过程中所做的功为_（分数：2.00）A.-18JB.-6J C.0D.15J解析：考点 本题主要考查的知识点是做功的定义式和位移的概念。 由题知，此质点在几个力作用下沿 i 正方向位移为 2m，而恒力 F=-3i 的方向和位移向相反，又因W=Fr，故恒力 F 在该位移过程中所做的功为 W=Fr i =-32=-6J。6.一定量的某种理想气体起始温度为 T，体积为 V，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1)绝热膨胀到体积为
15、 2V，(2)等体变化使温度恢复为 T，(3)等温压缩到原来体积 V，则此整个循环过程中_（分数：2.00）A.气体向外界放热B.气体对外界做正功 C.气体内能增加D.气体内能减少解析：考点 本题主要考查的知识点为热力学第一定律在等值过程中的应用。 绝热过程中绝热膨，系统气体内能减少转换为对外做功，而等体过程气体不做功，所以整个循环过程中气体对外界做正功，由于气体始末温度相同，气体物质的量未变，所以是气体从外界吸热并对外界做功，内能不变。7.半径为 R 的均匀带电球体 Q 的静电场中各点的电场强度的大小 E 与距球心的距离 r 的关系曲线为_ A B C D （分数：2.00）A. B.C.D
16、.解析：考点 本题主要考查的知识点为静电场电场强度的计算和识图的能力。 由静电场高斯定理求得圆球内电场强度为 E=0(rR)，球外电场为 8.A 和 B 为两个均匀带电球体，A 带电荷+q，B 带电荷-q，作一与 A 同心的球面 S 为高斯面，如下图所示。则_ A通过 S 面的电场强度通量为零，S 面上各点的场强为零 B通过 S 面的电场强度通量为 q/ 0 ，S 面上场强的大小为 C通过 S 面的由场强度通量为(-q)/ 0 ，S 面上场强的大小为 （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为对静电场高斯定理的理解。 由高斯定理易得此通过高斯面的电场强度通量为 q/
17、 0 ，但高斯面上的电场强度由于还受高斯面外的电荷的影响，所以不能由高斯定理求出。9.如下图所示，带电量为 Q 的点电荷位于 A 点，将另一带电量为 q 的点电荷从 a 点移到 b 点。a、b 两点到 A 点的距离分别为 r 1 和 r 2 ，则移动过程中电场力所做的功为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为电场力做功。 电场力所做的功 10.某电场的电场线分布情况如下图所示，一负电荷从 M 点移到 N 点，根据这个图做出下列结论，其中哪项是正确的_ （分数：2.00）A.电场强度 EMENB.电势 VMVNC.电势能 WMWND.电场力的功
18、 W0 解析：考点 本题主要考查的知识点为电场强度、电势和电场力做功的基本知识。 由电场的性质知，电场线密集的地方电场强度大；而电子的运动方向和电场线的方向相反，所以在电子的运动中电场力做正功即 W0。故 W M W N ，由电势定义知 V M V N 。故选 D。11.下图为四个带电粒子在 O 点沿相同方向垂直于磁场线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片，磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电量大小也相等，则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是_ （分数：2.00）A.OaB.ObC.Oc D.Od解析：考点 本题主要考查的知识点为磁场对运动电荷的作用和只受洛伦兹力作用时电荷的运动
19、特性。 根据左手定则和洛伦兹力公式 F=qvB，可判断图中向下的轨迹为负电荷。由带电粒子受洛伦兹力作用，则运动的圆周轨道半径公式 12.对于一个作简谐振动的物体，下面哪种说法正确的是_（分数：2.00）A.物体处在运动正方向的端点时，速度和加速度都达到最大值B.物体位于平衡位置且向负方向运动时，速度和加速度都为零C.物体处在负方向的端点时，速度最大，加速度为零D.物体位于平衡位置且向正方向运动时，速度最大，加速度为零 解析：考点 本题主要考查的知识点为对简谐振动的运动过程的理解。 由简谐运动的物理过程的物理意义可知物体位于平衡位置且向正(或负)方向运动时，速度最大，加速度为零。13.若一平面简
20、谐波的表达式为 y=Acos(Bt-Cx)，式中 A、B、C 为恒定正值，则_ A波速为 C B周期为 C波长为 D频率为 （分数：2.00）A.B.C. D.解析：考点 本题主要考查的知识点为平面简谐波的表达式及其物理意义。 由平面简谐波的标准表达式 与题中表达式对比得，波速 ，周期 ，则 14.一平面简谐波沿 x 轴正向传播，周期为 T，t 时刻的波形如下图所示，由图可知，x 2 处质元比 x 1 处质元开始振动的时间和相位分别落后_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：15.已知物体作简谐振动，其速度的表达式是 v=0.8sin4(0.2-t)，则物体简谐振动的频率
21、和振幅分别为_（分数：2.00）A.4Hz 0B.2Hz 0C.4Hz 0D.2Hz 0 解析：考点 本题主要考查的知识点为简谐振动的运动学方程及简谐振动特征量的含义。 由简谐振动的运动学方程一般形式为 x=Acos(t+)，且 运用比较法得 16.在双缝干涉实验中，用单色自然光入射，在屏上形成干涉条纹，若在双缝后放一厚度可忽略不计的偏振片，则_（分数：2.00）A.干涉条纹的间距改变，条纹的亮度不变B.干涉条纹的间距改变，条纹的亮度减弱C.干涉条纹的间距不变，条纹的亮度不变D.干涉条纹的间距不变，条纹的亮度减弱 解析：考点 本题主要考查的知识点为双缝干涉明暗条纹的计算和光的偏振、检偏原理。
22、由于双缝后放一厚度不计的偏振片，不改变入射光的频率，则不改变其光程，故不影响干涉条纹的间距。而入射光为自然光，其光矢量方向对光的传播方向是轴对称分布的，通过偏振片时，只有与偏振片的偏振方向相同的光能到达屏上，故条纹亮度减弱。17.在红色光形成的单缝衍射条纹中，波长为 的第二级明纹与波长为 600nm 的白光的第三级明纹恰好重合，则 =_（分数：2.00）A.400nmB.900nmC.840nm D.720nm解析：考点 本题主要考查的知识点为单缝衍射的明暗条纹条件及简单计算。 由题意得： 所以 18.关于相对论，下列几种说法： (1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的。 (2)在真空中，光的
23、速度与光的频率、光源的运动状态无关。 (3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。 其中哪些说法是正确的_（分数：2.00）A.只有(1)、(2)是正确的B.只有(1)、(3)是正确的C.只有(2)、(3)是正确的D.三种说法都是正确的 解析：考点 本题主要考查的知识点为狭义相对论的基本原理。 由相对论的相对性原理和光速不变原理可知以上说法都正确。19.用来解释光电效应的爱因斯坦方程为 （分数：2.00）A.hv 是光子的动量B.h 是爱因斯坦常量C.A 是逸出功 D.mc 是光子的质量解析：考点 本题主要考查的知识点为爱因斯坦光电方程中的物理量代表的含义。 由爱因斯坦光电方程
24、的物理含义可知 hv 是光子的能量；h 是普朗克常量；A 为逸出功；m e 为电子的质量。20.不是光的波粒二象性的物理量是_（分数：2.00）A.能量B.周期 C.频率D.波长解析：二、第部分 非选择题(总题数：6，分数：18.00)21.人造地球卫星沿椭圆轨道围绕地球运动，在运动过程中，卫星的动量 1，卫星对地心的角动量 2。(填守恒或不守恒) （分数：3.00）解析：不守恒 守恒 考点 本题主要考查的知识点是动量和角动量的守恒。 动量守恒的条件是所受外力的合力为零，或者系统所受外力与系统的内力相比甚小可忽略不计。此处卫星受引力作用，动量不守恒，但角动量守恒。22.某一质点沿 Ox 轴作直
25、线运动，它的运动方程为：x=4+5t+6t 2 (式中位移单位为 m，时间单位为 s)，则该质点在初时刻(即 t=0 的时刻)的速度等于 1。 （分数：3.00）解析：5m/s 考点 本题主要考查的知识点是运动学第一类问题已知 r 和初始条件求 v。 对 x=4+5t+6t 2 上式求导得 v=5+12t 将 t=0 代入可得 v=5m/s。23.理想气体在一热力学过程中内能增加了 220J，其中外界对它做功 W=105J，则它吸收的热量 Q 为 1。 （分数：3.00）解析：115J 考点 本题主要考查的知识点是热力学第一定律。 由热力学第一定律知：Q=U 2 -U 1 +W=U+W=220
26、-105=115(J)。24.有两种气体，它们的密度不同，但它们的分子平均平动动能相同，则两种气体的温度 1。(填相同或不相同) （分数：3.00）解析：相同 考点 本题主要考查的知识点为理想气体的温度公式。 理想气体的温度公式为 其中 k 为常数，由于平均平动动能 25.一个圆形线环，它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场 B 中，另一半位于磁场之外，如下图所示。磁场 B 的方向垂直指向纸内。欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流，应使线环 1。 （分数：3.00）解析：向左平移 考点 本题主要考查的知识点为电磁感应定律和楞次定律。 感应电流的方向既可以用楞次定律来判断，也可以用动生电动势的定
27、义式来计算判断，此处用楞次定律较简便，若使线圈产生逆时针感应电流，则此电流对应的磁场是和原磁场方向相反的，根据楞次定律逆推，可得线圈的运动是使通过线圈的磁通量增大即向左平移。26.静止质量为 m 0 的粒子以 0.8c 的速率运动时(光速为 c)，其相对论质量 m= 1。 （分数：3.00）解析： 考点 本题主要考查的知识点为相对论质量的定义。 由相对论质量公式得 三、计算题(总题数：3，分数：30.00)27.一定量的氮气(视为刚性分子理想气体)，温度为 300K，压强为 1.01310 5 Pa，将它绝热压缩，使其体积变为原来体积的 1/5，求绝热压缩后的压强和温度。 （分数：10.00）
28、_正确答案：()解析：解：氮气绝热压缩过程如下图所示， 。氮气是双原子分子，比热容比 =7/5=1.4，由绝热过程方程式 pV =常量，气体绝热压缩后的压强为 =1.01310 5 5 1.4 Pa =9.6410 5 Pa 由理想气体的物态方程，气体绝热压缩前后的状态参量满足 由此求出气体的末态温度 28.如下图所示，一长直导线与边长为 l 1 和 l 2 的矩形导线框共面，且与它的一边平行。线框以恒定速率 v 沿与长直导线垂直的方向向右运动。若长直导线中的电流为 I，求线框与直导线相距 x 时穿过线框的磁通量，并由此计算线框中感应电动势的大小和感应电流的方向。 （分数：10.00）_正确答
29、案：()解析：解：电流 I 产生的磁感应强度大小为 这是一个不均匀磁场。设 I 方向由下向上，则直导线右边的磁感应强度方向垂直纸面向里。设线框回路的绕行方向为顺时针方向，t 时刻线框与导线相距 x，则过线框的磁通量为 由法拉第电磁感应定律，线框中感应电动势的大小 已知一沿 x 轴正向传播的平面余弦波， 时的波形图如下图所示，且 T=2s。求： （分数：9.99）(1).写出原点的振动方程；（分数：3.33）_正确答案：()解析：解：由波形图可知：A=10cm，=40cm， 设原点的振动方程为： y=Acos(t+)=10cos(t+) 因为 时 y=-5， 故 解得： (因为原点向 y 轴负方
30、向运动，故 = 舍去) 故原点的振动方程为： (2).写出该波的波动方程；（分数：3.33）_正确答案：()解析：解：根据波形图可得波动方程为： (3).写出 C 点的振动方程。（分数：3.33）_正确答案：()解析：解：设 C 点的振动方程为： y=10cos(t+) 因为 时 yc=0，解得 (因为 C 点向 y 轴正方向运动，故 舍去)故 C 点的振动方程为： 四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)29.如下图所示，在光滑的水平面上有一质量为 m b 的静止物体 B，在 B 上有一质量为 m a 的静止物体A，一质量为 m c 的子弹以速度 v c 瞬间射入物体 B 后和 B 一
31、起运动，A 和 B 之间的摩擦因数为 ，B、C联合体逐渐带动 A 一起运动，问 B、C 联合体从相对 A 开始运动到 B 相对于 A 静止时，A 在 B、C 联合体上运动多远? （分数：12.00）_正确答案：()解析：解：先分析 A、B、C 组成的系统，A 和 B 之间的摩擦力是内力，B、C 碰撞的瞬间的冲击力也是内力，所以系统在水平方向上不受外力，因此系统在水平方向上动量守恒，设 A 相对于 B、C 联合体静止后的共同速度为 v，根据动量守恒得 m c v c =(m a +m b +m c )v 故系统具有的动能为 而在垂直方向上系统受到的重力始终与水平面的支持力相平衡且与运动方向垂直，
32、故其不做功。C 在射入B 后，B、C 联合体和 A 组成的系统在水平方向上不受外力，B、C 联合体和 A 之间的摩擦力是内力做功，设从 B、C 联合体开始运动到 A 相对于 B、C 静止，A 在 B、C 上移动了 x，则内力做功-m a gx。但在 C射入 B 的过程中，C 所带的动能一部分转换为内能，以 B、C 为系统，再次应用动量守恒定律，设 v 1 为C 射入 B 后 B、C 共同体的共同速度，则 m c v c =(m b +m c )v 1 碰撞后 B、C 共同体所具有的动能为 以 A、B、C 为系统，从 B、C 开始运动到 A、B、C 具有共同速度的过程中系统水平方向上不受外力，应用动能定理得 W 外 +W 内 =E k -E k1 即 联立式得到
