全国2012年7月高等教育自学考试
物理(工)试题
课程代码:00420
一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.一个质点受到两个力的作用.其中一个力的大小为3N,方向在水平方向;另一个力大小为4N,方向在竖直方向,则合力的大小是( )
A.5N B.7N
C.12N D.16N
2.一个质点做变速圆周运动.末时刻的角速度是初时刻角速度的2倍,则末时刻的法向加速度是初时刻法向加速度的( )
A.2倍 B.4倍
C.8倍 D.16倍
3.质量m=2kg的质点在直线运动中速度随时间变化的关系为υ=7+2t(SI),则t=2s时,质
点所受合力的大小为( )
A.4N B.8N
C.16N D.21N
4.理想气体处于平衡态时,最概然速率p、平均速率以及方均根速率之间的大小关系为( )
A.p== B.p<=
C.p=< D.p<<
5.理想气体在某一过程中从外界吸热120J,对外做功40J,则其热力学能的增量为( )
A.40J B.80J
C.120J D.160J
6.在一次循环过程中,气体向低温热源放热170J,对外做功30J,则一次循环过程中气体
从高温热源吸收的热量为( )
A.30J B.140J
C.170J D.200J
7.真空中有两个点电荷q1、q2,且|q2|=|4ql|,它们产生的电场在p点的电势为零.若q1带
正电荷,到p点的距离为r,则q2到p点的距离以及所带电荷的极性应为(以无穷远处为电势零点)( )
A.2r ,负电荷 B.2r ,正电荷
C.4r ,负电荷 D.4r ,正电荷
8.一电容器的电容为C,当极板上带电量Q时,电容器储能为W.在使用过程中,极板上的电荷减少为原来的一半,电容器储能将变为( )
A.W B.W
C.2W D.4W
9.一载流圆线圈,半径为R,电流为I,其在圆心O点产生的磁感应强度与半径R、电流I
的关系为( )
A.与R成反比,与I成正比
B.与R成正比,与I成反比
C.与R2成反比,与I成正比
D.与R2成正比,与I成反比
10.磁场在一闭合回路中的磁通量Φm的时间变化率为,已知回路的电阻为R,则回路中的感应电动势ε和感应电流I遵从的规律为( )
A.ε∝,I∝R B.ε∝,I∝·
C.ε∝Φm,I∝RΦm D.ε∝Φm,I∝
11.如题11图所示,一导体棒ab在均匀磁场B中垂直于磁感应线以速度υ运动,导体棒长为l,棒与速度方向的夹角为θ,棒上的动生电动势的大小和方向为( )
A.υBlsinθ,由a指向b
B.υBlsinθ,由b指向a
C.υBlcosθ,由a指向b
D.υBlcosθ,由b指向a
12.一振幅为A的弹簧振子从平衡位置x=0向x=A处运动过程中( )
A.速率不断增加,加速度大小不断增加
B.速率不断增加,加速度大小不断减少
C.速率不断减少,加速度大小不断增加
D.速率不断减少,加速度大小不断减少
13.用波长为λ的单色平行光垂直照射空气劈尖,在劈尖厚度为e的地方,两束反射光形成
的相干光的光程差为( )
A.e B.e+
C.2e D.2e+
14.在单缝夫琅禾费衍射实验中,用a表示缝宽,θ表示衍射角,λ表示光波长,k=l,2,3…,则衍射的明纹条件是( )
A.λsinθ=±ka B.λsinθ=±(2k+1)
C.a sinθ=±kλ D.a sinθ=±(2k+1)
15.一束自然光由空气投射到水(n=)面上,反射光为线偏振光,则入射角i0满足
( )
A.sin i0= B.cos i0=
C.tan i0= D.cos i0=
16.真空中,惯性系S’相对于惯性系S以0.5c的速度沿x轴的正方向运动.若从S’系的坐标原点沿x轴的正向发出一列光波,则S系中测得光波的速度为( )
A.0.5c B.0.8c
C.c D.1.5c
17.测得一静质量为mo、静止寿命为t0的粒子在高速运动时的寿命为2t0,则此时粒子的相对论质量为( )
A.0.5m0 B.m0
C.1.5m0 D.2m0
18.频率为v的光,其光予的动量为( )
A. B.
C. D.
19.用单色光照射逸出功为2.29eV的金属钠,从金属中发射出来的光电子的最大动能为
3.14eV,入射光子的能量为( )
A.0.85eV B.1.70eV
C.3.02eV D.5.43eV
20.氢原子基态能量为E1=-13.6eV.为使基态氢原子跃迁到激发态,所需要的最低能量(称为基态氢原子激发能)为( )
A.3.40eV B.6.68eV
C.10.2eV D.13.6eV
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
21.质点作圆周运动的速率随时间变化的关系为υ=3+2t2(SI),则t=2s时,切向加速度大小为________m/s2.
22.一条弹簧的形变量为x时,弹性势能为5J,当形变量达到2x时,弹性势能为________J.
23.在相同温度的平衡态下,氢气分子与氦气分子的平均动能之比为________.
24.理想气体经等温过程体积增大l倍,则其压强为原来的________倍.
25.有两个相互靠近的线圈,线圈A的面积比线圈B大3倍。测得线圈A对线圈B的互感
为M,则线圈B对线圈A的互感为________.
26.一质点作简谐振动的运动学方程为x=3×10-2cos(20πt+0.5π)(SI),则其振动的周期
T=________s.
三、计算题(本大题共3小题,每小题10分,共30分)
27.如题27图所示,真空中有一细棒均匀带电,电荷线密度为λ(λ>0).细棒沿x轴放置,两端点的坐标分别为a、b.
(1)在细棒上取一长度为dx的电荷元,求该电荷元所带的电荷量dq;
(2)电荷元dq距离原点为x,求其在原点O处产生的电场强度的大小dE:
(3)求带电细棒在原点O处产生的电场强度E的大小和方向.
28.如题28图所示,真空中有一无限长直导线通有电流Il,在导线旁有一圆形线圈与导线共面,圆线圈半径为R,通有顺时针方向流动的电流I2,圆线圈中心O到长直导线的
距离为d(d>R).
(1)求电流Il在O点产生的磁感应强度B1的大小和方向;
圆电流I2在O点产生的磁感应强度B2的大小和方向;
(2)求O点合磁场的磁感应强度B的大小和方向:
(3)若此时恰有一电子在纸平面内以速度υ垂直于直导线
从O点飞过,速度方向向右,求电子受到的洛仑兹力的
大小和方向.
29.一平面简谐波以波速u=12m/s沿x轴正向传播,t=0时刻的波形曲线如题29图所示.求:
(1)波的振幅、波长和频率;
(2)原点处质元振动的运动学方程;
(3)该波的表达式.
四、分析计算题(本大题12分)
30.如题30图所示,一轻杆长度为2l,两端各固定一小球,A球质量为2m,B球质量为m,这个系统可绕过杆中心的水平光滑轴O在铅垂面内自由转动.开始系统沿竖直方向放置,处于静止状态.当其受到微小扰动时,在重力作用下开始绕O轴转动.
(l)当杆转动到水平位置时的角加速度为多大?
(2)在转动过程中,系统对O轴的角动量是否守恒?机械能是否守恒?当杆转动到水
平位置时的角速度有多大?
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