2004年4月全國高等教育自學(xué)考試物理工科試題

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一、單項(xiàng)選擇題(本大題共13小題,每小題2分,共26分)
    在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的,請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無分。
    1.沿直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),其速度大小與時(shí)間成反比,則其加速度的大小與速度大小的關(guān)系是( )
    A.與速度大小成正比 B.與速度大小平方成正比
    C.與速度大小成反比 D.與速度大小平方成反比
    2.一質(zhì)點(diǎn)系不受外力作用,則( )
    A.系統(tǒng)的動(dòng)量一定守恒,機(jī)械能不一定守恒
    B.系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒,動(dòng)量不一定守恒
    C.系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒,動(dòng)量一定守恒
    D.系統(tǒng)的機(jī)械能、動(dòng)量均不一定守恒
    3.一真空帶電平行板電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E0,電位移矢量為D0;當(dāng)在此電容器兩極板間充滿電容率為ε的均勻介質(zhì)后,兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)為E,電位移矢量為D,則( )
    A.E0=E,D0=D B.E0=E,D0≠D
    C.E0≠E,D0=D D.E0≠E,D0≠D
    4.真空中有一點(diǎn)電荷q,在某點(diǎn)A處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為EA,現(xiàn)若以一不帶電的金屬球殼把q封閉起來(q在球殼中心處,如圖所示),此時(shí)A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小以 表示,則(?。?BR>    A. =0 B. EA
    5.在電磁學(xué)中,場(chǎng)強(qiáng)的環(huán)流恒等于零的場(chǎng)是( )
    A.靜電場(chǎng) B.穩(wěn)恒磁場(chǎng)
    C.感生電場(chǎng) D.隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)
    6.真空中四條互相平行的無限長載流直導(dǎo)線,其電流強(qiáng)度均為I,四導(dǎo)線的相互位置及各導(dǎo)線內(nèi)電流方向如圖所示。則圖中央O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為(?。?BR>    A. B.
    C. D.0
    7.一瓶剛性雙原子分子理想氣體處于溫度為T的平衡態(tài),據(jù)能量按自由度均分定理,可以斷定(?。?BR>    A.分子的平均平動(dòng)動(dòng)能大于平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能
    B.分子的平均平動(dòng)動(dòng)能小于平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能
    C.分子的平均平動(dòng)動(dòng)能等于平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能
    D.分子的平均平動(dòng)動(dòng)能與平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小視運(yùn)動(dòng)情況而定
    8.平面簡諧橫波沿x軸正向傳播,其t時(shí)刻的波形曲線如右圖所示,則圖中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋ā。?BR>    A.P、Q均向上運(yùn)動(dòng)
    B.P向上運(yùn)動(dòng),Q向下運(yùn)動(dòng)
    C.P向下運(yùn)動(dòng),Q向上運(yùn)動(dòng)
    D.P、Q均向下運(yùn)動(dòng)
    9.兩質(zhì)點(diǎn)1和2均沿x軸作簡諧振動(dòng),振幅分別為A1和A2,振動(dòng)頻率相同。在t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)1在平衡位置向x軸負(fù)向運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)2在 處向x軸正向運(yùn)動(dòng),兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位差Δ = - 為(?。?BR>    A. B.
    C. D.
    10.大量處于第二受激態(tài)的氫原子將產(chǎn)生輻射,可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為( )
    A.1 B.2
    C.3 D.4
    11.慣性系 相對(duì)于慣性系K以速度v沿x軸正向勻速運(yùn)動(dòng),在兩個(gè)慣性系K、 中有兩個(gè)已校正好的鐘T和 ,它們分別相對(duì)靜止于K、 ,按照狹義相對(duì)論,則有(?。?BR>    A.K中的觀察者看 變慢, 中的觀察者看T也變慢
    B.K中的觀察者看 變慢, 中的觀察者看T變快
    C.K中的觀察者看 變快, 中的觀察者看T也變快
    D.K中的觀察者看 變快, 中的觀察者看T變慢
    12.振蕩電路在單位時(shí)間內(nèi)輻射電磁波的能量與振蕩頻率的四次方成正比,為有效地把能量輻射出去,必須提高LC振蕩電路的固有頻率,其方法是(?。?BR>    A.增大電感量L,減小電容量C
    B.減小電感量L,增大電容量C
    C.同時(shí)增大電感量L和電容量C
    D.同時(shí)減小電感量L和電容量C
    13.根據(jù)有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則,下列運(yùn)算結(jié)果正確的是( )
    A.23.0×0.17=3.91 B.23.0×0.17=3.9
    C.23.0÷0.15=153.3 D.23.0÷0.15=153
    二、填空題Ⅰ(本大題共10個(gè)空,每空2分,共20分)
    請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。
    14.花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),開始時(shí)兩臂伸開,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I0,角速度為 ,然后將兩臂合攏,使其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變?yōu)?,則此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 =__________.
    15.平行板電容器兩板間的距離為d,中間充滿電容率為ε的介質(zhì),兩板間的電勢(shì)差隨時(shí)間的變化關(guān)系為U(t)=U0e-αt(U0,α為常量)則兩板間的場(chǎng)強(qiáng)大小E(t)=__________,位移電流密度大于jD(t)=__________.
    16.一平面簡諧波的表達(dá)式為y=Acos?,式中y的意義是__________,該式表明,在x處的質(zhì)點(diǎn)比x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間落后__________.
    17.一質(zhì)點(diǎn)作簡諧振動(dòng),振幅為A,當(dāng)它離開平衡位置的位移為 時(shí),其動(dòng)能Ek和勢(shì)能Ep的比值 =__________.
    18.用波長為λ的單色光分別做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn),若屏上P點(diǎn)處在明紋上,則雙縫到P點(diǎn)的光程差δ應(yīng)滿足條件δ=__________;單縫縫寬a和衍射角 必須滿足條件asin =__________.
    19.一個(gè)帶電量為q質(zhì)量為m的微觀粒子,初始速度可以忽略,后通過電場(chǎng)加速,加速電壓為U0,加速后其速度仍遠(yuǎn)小于光速,則加速后粒子的德布羅依波的波長λ=__________.
    20.一高速運(yùn)動(dòng)的粒子,其總能量為其靜止能量的10倍,則它的速率v=__________c(c是光速)。
    三、填空題Ⅱ(在下列4道填空題中,只選答其中2道題。每小題2分,共4分)先把選做的2道題的題號(hào)按順序填寫在下面方框中1至2的括號(hào)內(nèi),再將答案填寫在括號(hào)右邊橫線上方所留的空格內(nèi)。答案寫在原題空格內(nèi)無分。
    題?號(hào) 答?案
    1 (?)
    2 (?)
    21.半導(dǎo)體可分為純凈半導(dǎo)體和 × × × 半導(dǎo)體兩類。
    22.只有當(dāng) × × × 、臨界磁場(chǎng)和臨界電流三者都高時(shí),超導(dǎo)體才有實(shí)用意義。
    23.原子核的結(jié)合能是指 × × × 所放出的能量。
    24.在宇宙學(xué)中,有一條的哈勃定律,它的數(shù)學(xué)表達(dá)式是V=HR,式中V的意義
    是 × × × .
    四、計(jì)算題(本大題共7小題,共50分)要寫出解題所依據(jù)的定理、定律、公式及相應(yīng)的分析圖,并寫出主要的過程。只有答案,沒有任何說明和過程,無分
    25.(本題6分)物塊m1放在物塊m2上,m2放在光滑的水平面上,在m2上作用一水平力F后,m1和m2以相同的加速度在F的方向上加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)m1和m2之間的摩擦力為多大?
    26.(本題8分)質(zhì)量為m=1kg的物體在變力F=4+3t2(SI)的作用下從靜止開始作直線運(yùn)動(dòng)。
    求:(1)從t=0s到t=1s這段時(shí)間內(nèi)力F對(duì)物體做的功;
    (2)從t=0s到t=1s這段時(shí)間內(nèi)力F對(duì)物體的沖量。
    27.(本題8分)單原子分子理想氣體作如圖所示的循環(huán)過程,其中a→b是絕熱過程,b→c 是等壓過程,c→a是等容過程。已知a態(tài)的溫度為Ta,b態(tài)的溫度為Tb,c態(tài)的溫度為Tc,求此循環(huán)過程的效率η。
    28.(本題6分)如圖所示。真空中?、?、?均為半徑是R的1/4圓弧形帶電細(xì)線,電荷分布均勻,電荷線密度分別為+λ、-λ、+λ,現(xiàn)將一點(diǎn)電荷q(圖中未畫出)從坐標(biāo)原點(diǎn)O移至y軸上的P點(diǎn), =2R,求在移動(dòng)全過程中電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷q所作的功W.
    29.(本題8分)有一細(xì)螺繞環(huán),其平均半徑為R=4.0cm,截面積為S=5.0mm2,環(huán)上共繞有N=2500匝線圈,環(huán)內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為μr=400的磁介質(zhì)。若通過螺繞環(huán)的電流在
    1.0×10-3s內(nèi)由1.0A減小到0.2A,試求出此時(shí)間段內(nèi)螺繞環(huán)的自感電動(dòng)勢(shì)大小。(真空磁導(dǎo)率μ0=4π×10-7T?m/A)
    30. (本題8分)安培秤(又名磁秤)可用來測(cè)量均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,其結(jié)構(gòu)如圖所示。在天平的右秤盤下掛一N匝矩形線圈,該線圈上、下邊長為a,方向與天平 橫梁平行,且與磁場(chǎng)方向垂直。當(dāng)線圈中通過電流I時(shí),調(diào)節(jié)左盤中的砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后再使電流反向,這時(shí)需要在左盤中添加質(zhì)量為m的砝碼,才能使兩 臂重新達(dá)到平衡。若N=10,a=7.0cm,I=0.50A,m=0.01kg,取重力加速度值g=9.8m/s2. 求B的大小。
    31.(本題6分)右圖為觀察牛頓環(huán)的實(shí)驗(yàn)裝置,透鏡曲率半徑為R,用波長為λ的單色光垂直照射平凸透鏡,設(shè)第k級(jí)明紋處空氣膜厚度為h,試求第k級(jí)環(huán)形明紋的半徑rk與R及λ的關(guān)系。(由幾何關(guān)系,近似有 )