2014年4月自考00420物理工试题及答案含解析

物理（工）年月真题

0042020144

1、【单选题】在研究下列物体的运动时，能将物体作为质点处理的是

地球自转

地球公转

A:

门窗转动

B:

风力发电机叶片旋转

C:

答D:案：B

解析：地球公转是相对于太阳的运动，地球的大小远小于平均日地距离，因此可以视为质

点。其他三个情形都是刚体的定轴转动，不能视为质点。

2、【单选题】一质点做匀速率圆周运动时，其

动量不变，对圆心的角动量不变

动量不变，对圆心的角动量改变

A:

动量改变，对圆心的角动量不变

B:

动量改变，对圆心的角动量改变

C:

答D:案：C

解析：

质点的速度方向在不断变化，因此动量改变；根据质点角动量的定义，质

点做匀速率圆周运动时角动量大小等于保持不变，方向垂直于圆周平面，

也保持不变，因此对圆心的角动量不变。

3、【单选题】小球从高为h处以初速度_v0落下，撞击地面后反弹，回到出发点处速度大

小仍为_v0.在此过程中小球与地球组成的系统的

机械能不守恒，动量不守恒

机械能守恒，动量守恒

A:

机械能不守恒，动量守恒

B:

机械能守恒，动量不守恒

C:

答D:案：B

解析：小球与地球组成的系统，根据题意系统的机械能守恒。由于撞击地面的相互作用力

是内力，重力也是系统的内力，因而系统的动量也是守恒的。

4、【单选题】质量_m=2kg的质点沿_x轴运动，运动方程为_x=0.5_t2(SI)，从_t=0s

到_t=3s过程中，外力对质点做功为

3J

6J

A:

9J

B:

12J

C:

答D:案：C

解析：对运动方程求导得到质点的速度为v=t(SI)，因此求出在t=0s和t=3s时的速度分

别为0和3。根据质点的动能定理，外力对质点做的功等于质点动能的增量，即可得到答

案。

5、【单选题】花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂合拢，转动惯量为

_J0，角速度为_ω0；当其两臂伸开后，角速度变为5_ω0／6，则其转动惯量变为(忽略阻力)

A:

B:

C:

D:

答案：C

解析：这个过程中角动量守恒，即_J_0_ω_0=_J__ω_，因此得到答案C。

6、【单选题】理想气体压强为_P，温度为_T，分子质量为_m，摩尔质量为_M_，玻尔兹

曼常数为k，摩尔气体常数为R，则单位体积内的分子数为

A:

B:

C:

答D:案：D

解析：根据公式P=nkT，得到单位体积内的分子数n=P/kT。

7、【单选题】在热力学中，准静态过程就是

可逆过程

A:

无摩擦力作用的过程

系统状态可以迅速变化的过程

B:

每一个中间态都是平衡态的过程

C:

答D:案：D

解析：热力学准静态过程每一个中间态都近似看作是平衡态，或者是变化是非常慢的过

程。

8、【单选题】静电场中某点的电势等于

试验电荷_q_0置于该点时具有的电势能

单位负电荷置于该点时具有的电势能

A:

单位正电荷置于该点时具有的电势能

B:

把单位正电荷从该点移到电势零点过程中外力做的功

C:

答D:案：C

解析：根据电势的定义，就得到答案C。

9、【单选题】如图，在坐标（a/2,0）处放置一点电荷+q，在坐标(-a/2，0)处放置另一

点电荷-q.P点坐标为(x,0).当x>>a时，P点场强大小为

____________

A:

B:

0

C:

答D:案：A

解析：

P点处的合场强等于+q、-q单独在P点处产生的场强的矢量和因_x_>>

_a_，有，所以可由上式近似求出

10、【单选题】当一个带电导体达到静电平衡时

导体表面上电荷密度较大处电势较高

导体表面曲率半径较大处电势较高

A:

导体表面的电势比导体内部的电势高

B:

导体表面任一点与导体内部任一点的电势差等于零

C:

答D:案：D

解析：导体静电平衡时，导体表面是等势面，导体是等势体，表面电势等于导体内部电

势。

11、【单选题】电子以平行于磁场方向的初速进入均匀磁场，忽略重力作用，该电子做

圆周运动

直线运动

A:

螺旋线运动

B:

抛物线运动

C:

答D:案：B

解析：根据洛伦兹力公式，当电子运动方向平行于磁场方向时，不受磁场力作用，因此该

电子进入磁场后不受力作用，将做直线运动。

12、【单选题】无限长直导线弯成如图形状，其中圆半径为_R，当通以电流强度为_I

的电流时，在圆心_O点的磁感应强度大小为

A:

B:

C:

答D:案：D

解析：

无限长直电流在圆心O点处产生的磁场大小为，方向垂直纸面向外；圆电

流在圆心处产生的磁场大小为，方向方向垂直纸面向外。根据磁场的叠加

原理，圆心O点处的磁感应强度大小为。

13、【单选题】当通过一固定闭合回路_L的磁通量

发生变化时，电磁感应定律可

写成，式中_Ei为感生电场

的电场强度.此式表明

闭合回路_L_上_E_i最处处相等

感生电场力是保守力

A:

B:

感生电场的电场线不是闭合曲线

在感生电场中不能引入电势的概念

C:

答D:案：D

解析：由于感生电场沿闭合回路_L_的环流不为零，因此感生电场力不是保守力，在感

生电场中不能引入电势的概念。

14、【单选题】质点做简谐振动的运动学方程为

x=Acos(_ωt+)，则质点动能

的变化周期为

A:

B:

C:

答D:案：C

解析：

质点的动能因此质点动能的变化周期为。

15、【单选题】如图，波源Sl在绳的左端发出一个时间跨度为_T1，振幅为_A1的脉冲

波a；同时，波源S2在绳的右端发出一个时间跨度为_T2，振幅为_A2的脉冲波b.已知

_TI>_T2，P点为两波源连线的中点，则

两脉冲在P点叠加时，P点的位移最大可达_A_1+_A2_

a的波峰到达S2时，b的波峰尚未到达S1

A:

两波峰相遇的位置在P点左侧

B:

两波峰相遇的位置在P点右侧

C:

答D:案：C

解析：两个脉冲波的传播速度相等，由于它们是从两个波源同时发出的，因此两个脉冲波

的波前同时到达中点P。根据波叠加原理。两波峰相遇的位置在P点左侧。

16、【单选题】平面简谐波沿_x轴负方向传播，某时刻的波形如图中实线所示，经过

_t=1s后的波形如图中虚线所

示.已知t<T则该波的波速

_u和周期_T分别为

1m/s,4s

A:3m／s,4_s_

B:

C:

答D:案：A

解析：从实线波形图上可以看出，3/4个波长的距离等于3m，因此波长等于4m。对照两个

时刻的波形，波在1s内向左前进了3/4个波长的距离，因此波前进一个波长的距离需要

4/3s，即周期是4/3s。再根据波在1s内向左前进了3/4个波长的距离，而波长等于4m，

因此波速等于3m／s。

17、【单选题】在太阳光经路面产生的反射光中，垂直于入射面方向的光振动多于在入射面

内的光振动.为减小反射光对驾驶员的影响，驾驶员佩戴的墨镜镜片可以用偏振片制成.此偏

振片的偏振化方向与道路平面之间的夹角应当是

A:

B:

C:

答D:案：A

解析：

为减小反射光对驾驶员的影响，驾驶员佩戴的偏振片墨镜镜片的偏振化方向应与入射面平

行，以消除垂直于入射面方向的光振动。因此偏振片的偏振化方向与道路平面垂直，即偏

振片的偏振化方向与道路平面之间的夹角应当是。

18、【单选题】相对论动量和能量的关系是

A:

B:

C:

答D:案：A

解析：

相对论动量能量关系式是。

19、【单选题】惯性系相对

惯性系S沿_x轴运动，细棒在

中沿

轴固定放置.为在

和S中测量棒长，需测得棒两

端的坐标、

和

、

，若坐标的测量时刻分别为

、

和

、

，则必须满足

A:

B:

C:

答D:案：B

解析：

为测量一个运动物体的长度，必须同时测量其两端坐标。由于细棒相对于

静止，相对于S运动，因此在中测量的时刻不要求同时，而在S中测量的

时刻必须同时。

20、【单选题】根据相对论和光子理论可知，光子的

静止质量为零

动量为零

A:

动能为零

B:

总能量为零

C:

答D:案：A

解析：光子在真空中的速度达到光速，因此其静质量为零。但是，光子具有非零的动量、

动能和总能量。

21、【问答题】质量为_m的子弹以速度_v0。水平射入沙堆中，子弹所受阻力大小与速度

成正比，比例系数为_k，阻力方向与速度方向相反，忽略子弹所受重力，求：(1)子弹射入

沙堆后，速度随时间变化的关系式；(2)子弹进入沙堆的最大深度.

答案：

解析：

（1）由牛顿第二定律，得到两边积分得

（2）将改写为

，这样就可以写为设子弹进入

沙堆的最大深度为_x_MAX，此时子弹速度为零。根据此条件对上式两边积分

解出

22、【问答题】物质的量均为lmol的两种单原子分子理想气体I、II从同一初状态

_po，_Vo出发.气体I经历等压过程，末状态温度为_T1，气体II经历等体过程，末状态

温度为_T2，两气体所吸收的热量均为

.求两气体末状态温度之比

_T1∶_T2.

答案：9:10

解析：

对于单原子分子，_i_=3，摩尔定容热容_CV_,m=3_R_/2，摩尔定压热容_C

p_,m=5_R_/2。气体I经历等压过程吸收的热量为气体II经历等体过程吸

收的热量根据物态方程，。因两气体所吸收的热量均为

，得到从以上两式解出，

。两气体末状态温度之比_T_1∶_T_2=9:10。

23、【问答题】照相机镜头中光学玻璃的折射率为_n2=1.50.为使垂直入射的黄绿光(波长为

550nm)最大限度地进入镜头，通常在其表面镀一层厚度均匀、折射率为nl=1.38的氟化镁透

明介质薄膜.(1)求薄膜的最小厚度_dmin(2)若薄膜厚度为300nm，且以白光(400nm～

700nm)。垂直入射，哪些波长的反射光会产生干涉极大?

答案：（1）99.6nm；（2）414nm

解析：

（1）根据题意，要使垂直入射的黄绿光最大限度地进入镜头也就是要使反

射光的光强最小，即黄绿光的反射光产生相消干涉。在介质薄膜上下表面上的反射都是从

光疏到光密媒质，故在计算光程差时不计半波损失。因此得到即

显见k=0时所对应的厚度最小，故使反射光中l=550nm的光产生相消干涉

的最小厚度为(2)反射光相长干涉即干涉加强的条件为若取

k=0，则对应于厚度d=0，这是没有意义的，故只能取k=1，2，.....。由上式可得

k=1时，λ1=2×1.38×300=828(nm)，是红外光；k=2时，

λ2=1.38×300=414(nm)，是可见光。故反射光中λ2=414的紫光产生相长干涉。

24、【问答题】如图，半径为_R的圆柱形空间存在着沿轴向的均匀磁场，磁感应强度为

B，一电阻为_r的半圆形导体回路与磁场垂直放置，其中直线段ab沿圆柱直径，圆弧段与

磁场边缘重合，当磁感应强度随时间的变化率为常量_k时，求：

(1)回路中的感生电动势大小

和感生电流;(2)圆弧段上对圆心的张角为

的一段导线中产生的感生电动

势大小.(3)若在圆柱形磁场外放置—与圆柱轴线垂直的导体直杆cd，cd中是否会产生感

生电动势?并说明理由.

答案：

解析：

（1）根据电磁感应定律，该回路的感生电动势大小为（2）将此圆弧与圆

心用两条直导线相连，构成一个扇形回路。这个扇形回路上的感生电动势大小

圆柱形空间中的均匀磁场为轴对称性分布，所以变化的磁场所激发的感生

电场的电场线是一系列与圆柱轴线同轴的同心圆。由于扇形回路中的两条直导线是圆的半

径，与圆柱形空间中感生电场的方向垂直，因此在这两条直导线上无感生电动势，所以扇

形回路中的感生电动势就等于圆弧段上的感生电动势，等于。（3）若在圆

柱形磁场外放置—与圆柱轴线垂直的导体直杆cd，cd中会产生感生电动势。这是因为，

虽然磁场只局限在圆柱形空间中，但是变化的的磁场激发的涡旋电场在圆柱形空间也存

在，故在圆柱形磁场外放置的与圆柱轴线垂直的导体直杆cd上就会产生感生电动势。

25、【填空题】作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上.作用力与反作

用力的性质必定______.

答案：相同

解析：根据牛顿第三定律即可得到答案。

26、【填空题】劲度系数为k的轻弹簧竖直悬挂，下端连接质量为m的小球，将小球在弹簧

原长位置由静止释放，弹簧的最大伸长量为______.

答案：2_mg_/_k_

解析：

在平衡位置弹簧的伸长量为_mg_/_k_，根据题意，振子振幅为_mg_/_k_，因此弹

簧的最大伸长量为2_mg_/_k_。也可以根据系统的机械能守恒，求出最

大伸长量_x_=2_mg_/_k_

27、【填空题】麦克斯韦速率分布函数用_f(v)表示，则其应满足

=______.

答案：1

解析：

表示速率在0到∞区间内的分子数占总分子数的百分比，显然等于1