1、物理(工)自考题-9 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)1.一飞轮半径为 0.2m、转速为 150r/min，因受制动而均匀减速，经 30s 停止转动，则角加速度为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.2.如图所示，河中有一小船，当有人在离河面有一定高度的岸上以匀速 v 0 收绳子，小船即向岸边靠拢。不考虑河水流速，这时小船运动为_ （分数：2.00）A.匀速运动，速度v0B.匀速运动，速度v0C.一般加速运动D.匀加速运动3.质量为 M 的小球，自倾角 30的光滑斜面上方 h 高度自由下落，与斜面发生完全弹性
2、碰撞，则小球对斜面的冲量的大小为_（分数：2.00）A.Ix=0，Iy=MB.Ix=M，Iy=0C.Ix=0，Iy=0D.Ix=0，Iy=M/24.如图所示，足够长的木条 A 置于光滑水平面上，另一木块 B 在 A 的粗糙平面上滑动，则 A、B 组成的系统的总动能_ （分数：2.00）A.不变B.增加到一定值C.减少到零D.减小到一定值后不变5.氦气和氧气的温度相同，则它们的_（分数：2.00）A.分子的平均动能相同，分子的平均速率相同B.分子的平均动能相同，分子的平均速率不同C.分子的平均动能不同，分子的平均速率相同D.分子的平均动能不同，分子的平均速率不同6.一定量的理想气体，分别从同一状
3、态开始，经历等压、等容和等温过程、若气体在上述过程中吸收的热量相同，则气体对外做功为最大的过程是_（分数：2.00）A.等温过程B.等容过程C.等压过程D.不能确定7.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 E= C通过 S 面的电场强度通量为(-q)/ 0 ，S 面上场强的大小为 E= （分数：2.00）A.B.C.D.8.若电子从电场中的 a 点运动到 b 点，电场力对其做功为 4eV。电子
4、再从 b 点运动到 c 点，电场力对其做功-3eV，则 a、c 两点之间的电势差 V a -V c =_（分数：2.00）A.-3VB.-1VC.1VD.4V9.如图所示，电量分别为 q 1 ，q 2 的两个正点电荷，某时刻分别以速度 V 1 ，V 2 (V 1 的方向和 V 2 的方向垂直且 V 1 ，V 2 均远小于真空中的光速)运动，则电量为 q 2 的点电荷该时刻所受的磁力 F 的大小为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.10.如图，两根直导线 ab 和 cd 沿半径方向对接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流 I 从 a 端流入而从 d 端流出，则磁感强度 B 沿图
5、中闭合路径 L 的积分 等于_ A 0 I B （分数：2.00）A.B.C.D.11.如图所示，导体棒 AB 在均匀磁场 B 中绕通过 C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴 OO“转动(角速度 与 B 同方向)，BC 的长度为棒长的 ，则_ （分数：2.00）A.A 点比 B 点电势高B.A 点比 B 点电势相等C.A 点比 B 点电势低D.有稳恒流从 A 点流向 B 点12.一质点作简谐振动，其振动方程为 x=4.0cos 则该振动的振幅、频率及初相位分别为_ A4.0m 0.5s -1 B4.0m s -1 C8.0m 1s -1 D4.0m 2s -1 （分数：2.00）A.B.C.D.
6、13.一质点沿 x 轴作简谐振动，振动方程为 x=410 -2 （分数：2.00）A.2/5sB.3/4sC.7/12sD.5/9s14.下列函数 f(x，t)用以表示弹性介质中的一维波动，其中，A、a 和 b 是正的常数。下列哪个函数表示沿 x 轴负方向传播的波?_（分数：2.00）A.f(x，t)=Asin(ax+bt)B.f(x，t)=Asin(ax-bt)C.f(x，t)=AcosaxcosbtD.f(x，t)=Asinaxsinbt15.平面简谐波在弹性介质中传播时，在传播方向上介质元若在负的最大位移处，则其_（分数：2.00）A.动能为零，势能最大B.动能为零，势能为零C.动能最大
7、，势能最大D.动能最大，势能为零16.用波长 1 =400nm 的单色平行光垂直照射在空气劈尖上，测得相邻明纹中心的间距 l 1 =1.0mm。现在改用波长 2 =600nm 的单色平行光垂直照射在同一空气劈尖上，相邻明纹中心的间距 l 2 为_（分数：2.00）A.0B.1C.1D.217.强度为 I 0 的自然光通过两个偏振化方向互相垂直的偏振片后，出射光强度为零。若在这两个偏振片之间再放入另一个偏振片，且其偏振化方向与第一偏振片的偏振化方向夹角为 30，则出射光强度为_（分数：2.00）A.0B.3I0/8C.3I0/16D.3I0/3218.惯性系之间有两种时空变换关系，即伽利略变换和
8、洛伦兹变换_（分数：2.00）A.在伽利略变换中，真空中光速是不变的，时间是相对的B.在洛伦兹变换中，真空中光速是不变的，时间是绝对的C.在伽利略变换中，真空中光速是不变的，时间是绝对的D.在洛伦兹变换中，真空中光速是不变的，时间是相对的19.匀质细杆静止的时候质量为 m 0 、长度为 L 0 ，现在该细杆相对于观察者以速率 v=0.8c 沿杆的长度方向运动。观察者测得杆的质量为 m 杆的长度为 L，则杆的质量密度 为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.20.氢原子最低的四个能级依次为 E 1 、E 2 、E 3 和 E 4 (E 1 E 4 E 3 E 4 )。在这四个能级
9、之间的跃迁中，能产生最大频率光子的跃迁是_（分数：2.00）A.E2E1 的跃迁B.E3E2 的跃迁C.E4E1 的跃迁D.E4E3 的跃迁二、填空题(总题数：6，分数：18.00)21.质点沿半径为 R 的圆周运动，运动方程 =3+t 2 ，则 t 时刻质点的法向加速度 a n = 1。 （分数：3.00）22.1mol 氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为 27，这瓶氧气的热力学能为 1J；分子的平均平动动能为 2J；分子的平均动能为 3J。 （分数：3.00）23.若用 f(v)表示麦克斯韦速率分布函数，则某个分子速率在 v(v+dv)区间内的概率为 1，某个分子速
10、率在 0v p 之间的概率为 2，某个分子速率在 0之间的概率为 3。 （分数：3.00）24.如图所示，一很长的直导线通有交变电流 I=I 0 sint，它旁边有一长方形线圈 ABCD，长为 L，宽为(b-a)，线圈与导线在同一平面内，则回路 ABCD 中的感应电动势为 1。 （分数：3.00）25.一列高速火车以速度 u 驶过车站时，固定在车站上的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹，静止在站台上的观察者同时测出两刻痕之间的距离为 1m，则车厢上的观察者应测出这两个刻痕之间的距离为 1。 （分数：3.00）26.波长为 450nm 的单色光射到纯钠的表面上，则光电子逸出钠表面时的动能为 1。
11、 （分数：3.00）三、计算题(总题数：3，分数：30.00)27.一木块 M 静止在光滑水平面上，一子弹 m 沿水平方向以速度 v 射入木块内一段距离 x 而停在木块中，则在这一过程中子弹和木块的动能变化是多少?子弹和木块间的摩擦力对子弹和木块各做了多少功? （分数：10.00）_28.一无限长带电圆柱面，其面电荷密度由 = 0 cos 所决定， 为 x 和 r 间的夹角，如图所示，求圆柱轴线 z 上的电场强度。 （分数：10.00）_如图所示，一无限长绝缘直导线，通有电流 I=I 0 e -kt ，搁置在金属线框 abcd 上，与 cd 边相距某处。已知 k 为恒量。求： （分数：10.0
12、0）(1).在 t 时刻，金属线框中的感应电动势（分数：5.00）_(2).设图中 ab 棒向右运动，在 t 时刻，末速度为 v，且正好运动到图示位置。求此时刻金属线框中的感应电动势。（分数：5.00）_四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)一平面简谐波以 400m/s 的波速在均匀介质中沿一直线从 A 点向 B 点方向传播，已知直线上质点 A 的振动周期为 0.01s，振幅 A=0.01m，设以质点 A 的振动经过平衡位置向正方向运动时作为计时起点，求：（分数：12.00）(1).以距 A 点 2m 处的 B 点为坐标原点写出波动方程（分数：6.00）_(2).B 点和距 A 点 1
13、m 处的 C 点间的振动相位差（分数：6.00）_物理(工)自考题-9 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)1.一飞轮半径为 0.2m、转速为 150r/min，因受制动而均匀减速，经 30s 停止转动，则角加速度为_ A B C D （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 2.如图所示，河中有一小船，当有人在离河面有一定高度的岸上以匀速 v 0 收绳子，小船即向岸边靠拢。不考虑河水流速，这时小船运动为_ （分数：2.00）A.匀速运动，速度v0B.匀速运动，速度v0C.一般加速运动 D.匀加速运动解析：解析 速度与水平面
14、夹角为 ，可分解为竖直向下的力 V 1 和垂直绳子向上两个方向上的力 V 2 ， 3.质量为 M 的小球，自倾角 30的光滑斜面上方 h 高度自由下落，与斜面发生完全弹性碰撞，则小球对斜面的冲量的大小为_（分数：2.00）A.Ix=0，Iy=M B.Ix=M，Iy=0C.Ix=0，Iy=0D.Ix=0，Iy=M/2解析：解析 水平方向小球 v=0，所以 I x =0。做自由落体垂直下落撞击斜面受到冲力的大小为小球的质量，所以 I y =M。答案为 A。4.如图所示，足够长的木条 A 置于光滑水平面上，另一木块 B 在 A 的粗糙平面上滑动，则 A、B 组成的系统的总动能_ （分数：2.00）A
15、.不变B.增加到一定值C.减少到零D.减小到一定值后不变 解析：解析 A 与 B 摩擦生热，机械能减少，B 减速，A 加速，直至速度相等。答案为 D。5.氦气和氧气的温度相同，则它们的_（分数：2.00）A.分子的平均动能相同，分子的平均速率相同B.分子的平均动能相同，分子的平均速率不同C.分子的平均动能不同，分子的平均速率相同D.分子的平均动能不同，分子的平均速率不同 解析：解析 氦气的自由度是 3，氧气的自由度是 5。分子的平均动能公式为 ，k、T 相同，i 不同，则平均动能不同；分子的平均速率公式为6.一定量的理想气体，分别从同一状态开始，经历等压、等容和等温过程、若气体在上述过程中吸收
16、的热量相同，则气体对外做功为最大的过程是_（分数：2.00）A.等温过程 B.等容过程C.等压过程D.不能确定解析：解析 等容过程系统对外界不做功；等压过程 Q=u+W，则 W=a-u，吸热未完全用于做功故WQ；等温过程中系统吸收的热量全部转化为系统对外界所做的功。答案为 A。7.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 E= C通过 S 面的电场强度通量为(-q)/ 0 ，S 面上场强的大小为
17、E= （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 S 面上的磁通量为8.若电子从电场中的 a 点运动到 b 点，电场力对其做功为 4eV。电子再从 b 点运动到 c 点，电场力对其做功-3eV，则 a、c 两点之间的电势差 V a -V c =_（分数：2.00）A.-3VB.-1V C.1VD.4V解析：解析 由 a 到 c 电场力对其做功 1ev，9.如图所示，电量分别为 q 1 ，q 2 的两个正点电荷，某时刻分别以速度 V 1 ，V 2 (V 1 的方向和 V 2 的方向垂直且 V 1 ，V 2 均远小于真空中的光速)运动，则电量为 q 2 的点电荷该时刻所受的磁力 F 的大小为_
18、 A B C D （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 电荷 q 1 在 q 2 处产生的磁感应强度为 ，q 2 的受力为 F=q 2 v 2 B 故有 10.如图，两根直导线 ab 和 cd 沿半径方向对接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流 I 从 a 端流入而从 d 端流出，则磁感强度 B 沿图中闭合路径 L 的积分 等于_ A 0 I B （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 线圈分流，R 1 =2R 2 ，所以 2I 1 =I 2 ，且 I 1 +I 2 =I， = 11.如图所示，导体棒 AB 在均匀磁场 B 中绕通过 C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴 OO“
19、转动(角速度 与 B 同方向)，BC 的长度为棒长的 ，则_ （分数：2.00）A.A 点比 B 点电势高 B.A 点比 B 点电势相等C.A 点比 B 点电势低D.有稳恒流从 A 点流向 B 点解析：解析 由 12.一质点作简谐振动，其振动方程为 x=4.0cos 则该振动的振幅、频率及初相位分别为_ A4.0m 0.5s -1 B4.0m s -1 C8.0m 1s -1 D4.0m 2s -1 （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 13.一质点沿 x 轴作简谐振动，振动方程为 x=410 -2 （分数：2.00）A.2/5sB.3/4s C.7/12sD.5/9s解析：解析 设
20、 t=t 2 -t 1 t 1 =0 由题可知：T=1s 14.下列函数 f(x，t)用以表示弹性介质中的一维波动，其中，A、a 和 b 是正的常数。下列哪个函数表示沿 x 轴负方向传播的波?_（分数：2.00）A.f(x，t)=Asin(ax+bt) B.f(x，t)=Asin(ax-bt)C.f(x，t)=AcosaxcosbtD.f(x，t)=Asinaxsinbt解析：解析 15.平面简谐波在弹性介质中传播时，在传播方向上介质元若在负的最大位移处，则其_（分数：2.00）A.动能为零，势能最大B.动能为零，势能为零 C.动能最大，势能最大D.动能最大，势能为零解析：解析 在波传播过程中
21、，介质中任一质元的动能和势能在任一时刻都有相同的值，因为在负的最大位移处，速度为 0，动能为 0，所以势能也为 0。答案为 B。16.用波长 1 =400nm 的单色平行光垂直照射在空气劈尖上，测得相邻明纹中心的间距 l 1 =1.0mm。现在改用波长 2 =600nm 的单色平行光垂直照射在同一空气劈尖上，相邻明纹中心的间距 l 2 为_（分数：2.00）A.0B.1C.1 D.2解析：解析 由 可知17.强度为 I 0 的自然光通过两个偏振化方向互相垂直的偏振片后，出射光强度为零。若在这两个偏振片之间再放入另一个偏振片，且其偏振化方向与第一偏振片的偏振化方向夹角为 30，则出射光强度为_（
22、分数：2.00）A.0B.3I0/8C.3I0/16D.3I0/32 解析：解析 根据马吕斯定理 插入第三个偏振片时，光强为 I 0 /8 18.惯性系之间有两种时空变换关系，即伽利略变换和洛伦兹变换_（分数：2.00）A.在伽利略变换中，真空中光速是不变的，时间是相对的B.在洛伦兹变换中，真空中光速是不变的，时间是绝对的C.在伽利略变换中，真空中光速是不变的，时间是绝对的D.在洛伦兹变换中，真空中光速是不变的，时间是相对的 解析：解析 伽利略变化中，时空是相互独立的，洛伦兹变换中光速不变，是狭义相对论的基础。答案为 D。19.匀质细杆静止的时候质量为 m 0 、长度为 L 0 ，现在该细杆相
23、对于观察者以速率 v=0.8c 沿杆的长度方向运动。观察者测得杆的质量为 m 杆的长度为 L，则杆的质量密度 为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 ，所以20.氢原子最低的四个能级依次为 E 1 、E 2 、E 3 和 E 4 (E 1 E 4 E 3 E 4 )。在这四个能级之间的跃迁中，能产生最大频率光子的跃迁是_（分数：2.00）A.E2E1 的跃迁B.E3E2 的跃迁C.E4E1 的跃迁 D.E4E3 的跃迁解析：解析 二、填空题(总题数：6，分数：18.00)21.质点沿半径为 R 的圆周运动，运动方程 =3+t 2 ，则 t 时刻质点的法向加速度 a
24、 n = 1。 （分数：3.00）解析：4t 2 R 解析 由于角速度可由圆周运动的方程求导得到，即公式 将题日中的已知条件代入上式可得 22.1mol 氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为 27，这瓶氧气的热力学能为 1J；分子的平均平动动能为 2J；分子的平均动能为 3J。 （分数：3.00）解析：6232.5 6.2110 -21 1.03510 -20 解析 根据热力学公式 23.若用 f(v)表示麦克斯韦速率分布函数，则某个分子速率在 v(v+dv)区间内的概率为 1，某个分子速率在 0v p 之间的概率为 2，某个分子速率在 0之间的概率为 3。 （分数：3.
25、00）解析：24.如图所示，一很长的直导线通有交变电流 I=I 0 sint，它旁边有一长方形线圈 ABCD，长为 L，宽为(b-a)，线圈与导线在同一平面内，则回路 ABCD 中的感应电动势为 1。 （分数：3.00）解析： 解析 在距导线 r 处的磁感应强度为 在 r 处取一宽度为 dr 的矩形面积元，其面积 dS=Ldr，通过该面积元的磁通量：d m =BdS=BLdr= 根据法拉第电磁感应定律 所以 25.一列高速火车以速度 u 驶过车站时，固定在车站上的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹，静止在站台上的观察者同时测出两刻痕之间的距离为 1m，则车厢上的观察者应测出这两个刻痕之间的距离
26、为 1。 （分数：3.00）解析：解析 应用洛伦兹坐标变化式，注意同时的相对性。26.波长为 450nm 的单色光射到纯钠的表面上，则光电子逸出钠表面时的动能为 1。 （分数：3.00）解析：0.48eV 解析 三、计算题(总题数：3，分数：30.00)27.一木块 M 静止在光滑水平面上，一子弹 m 沿水平方向以速度 v 射入木块内一段距离 x 而停在木块中，则在这一过程中子弹和木块的动能变化是多少?子弹和木块间的摩擦力对子弹和木块各做了多少功? （分数：10.00）_正确答案：()解析：选取地面为参考系，子弹射入过程中，m 和 M 系统水平方向动量守恒，设子弹停在木块内后，它与木块的速度为
27、 v“，由 mv=(m+M)v“ 得 子弹的动能变化为 木块的动能变化 根据动能定理，摩擦力对子弹所做功为其动能增量 摩擦力对木块所做的功 28.一无限长带电圆柱面，其面电荷密度由 = 0 cos 所决定， 为 x 和 r 间的夹角，如图所示，求圆柱轴线 z 上的电场强度。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：将无限长带电圆柱面划分成许多无限长直细线，则无限长细线所带的电量为 dq=dS= 0 coslrd l 为线长，r 为圆柱横截面圆半径 其中线电荷密度为 则由无限长带电直线的强度公式，可求得该无限长直线在圆柱轴线上产生的电场强度为 如图所示，一无限长绝缘直导线，通有电流 I=I 0
28、 e -kt ，搁置在金属线框 abcd 上，与 cd 边相距某处。已知 k 为恒量。求： （分数：10.00）(1).在 t 时刻，金属线框中的感应电动势（分数：5.00）_正确答案：()解析： (2).设图中 ab 棒向右运动，在 t 时刻，末速度为 v，且正好运动到图示位置。求此时刻金属线框中的感应电动势。（分数：5.00）_正确答案：()解析：四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)一平面简谐波以 400m/s 的波速在均匀介质中沿一直线从 A 点向 B 点方向传播，已知直线上质点 A 的振动周期为 0.01s，振幅 A=0.01m，设以质点 A 的振动经过平衡位置向正方向运动时
29、作为计时起点，求：（分数：12.00）(1).以距 A 点 2m 处的 B 点为坐标原点写出波动方程（分数：6.00）_正确答案：()解析：已知 t=0 时 A 点的振动状态以及振幅和周期，利用旋转矢量法可得到 A 点的振动初相，由 y A0 =0 可得 A 点的振动表达式为 取 x 轴沿 AB 连线，正方向由 A 指向 B，平面波从 A 点传播到 B 点，所需要的时间 式中 ，为 B 点振动的初相。 以 B 点为坐标原点的波动方程为 (2).B 点和距 A 点 1m 处的 C 点间的振动相位差（分数：6.00）_正确答案：()解析：C 点的坐标为 x C =-1m，代入被动式并使 t=0，得到 C 点的振动初相 所以，B 点和 C 点间的振动相位差为
