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全国
2008
年
1
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
10
小题，每小题
2
分，共
20
分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，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
．一质点沿
x
轴运动，运动方程为
x=8t-2t2,
式中
x
的单位为
m,t
的单位为
so
在
t=1s
到
t=
3s
的时间内，质点的路程
s=
（ ）
A
．
2m
B
．
4m
C
．
6m
D
．
8m
2
．一质点沿半径为
R=
2m
的圆周运动，运动方程为θ
=6t+t2,
式中θ的单位为
rad,t
的单位为
so
在
t=2s
时，质点的速率
v=
（ ）
A
．
2m
/s
B
．
4m
/s
C
．
10m
/s
D
．
20m
/s
3
．氦气和氧气的温度相同，则它们的（ ）
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
4
．一个平行板电容器充电后，储存的能量为
W0
。现通过改变两个极板之间的距离，使其电容增加一倍，再将充电电压提高一倍进行充电，则该电容器现在储存的能量为（ ）
A
．
W0
B
．
2W0
C
．
4W0
D
．
8W0
5
．如题
5
图所示，一块条形磁铁从右向左运动靠近一个固定的闭合线圈，穿过线圈后，继续向左运动离开线圈。此过程中，磁铁将受到线圈感应电流的磁力作用。按能量守恒的观点，可知（ ）
A
．磁铁穿过线圈前受排斥力作用，穿过线圈后也受排斥力作用
B
．磁铁穿过线圈前受排斥力作用，穿过线圈后受吸引力作用
C
．磁铁穿过线圈前受吸引力作用，穿过线圈后受排斥力作用
D
．磁铁穿过线圈前受吸引力作用，穿过线圈后也受吸引力作用
6
．质点作简谐振动，振动方程
x=0.06cos(
t-
)(SI)
。质点在
t=2s
时的相位为（ ）
A
．
B
．
C
．
D
．
7
．两列相干波的强度均为
I0
，当两列波到达
P
点相遇时，它们的相位差为
3
，则
P
点合成波的强度
I=
（ ）
A
．
0
B
．
I0
C
．
2I0
D
．
4I0
8
．用波长为
的单色光作单缝衍射实验，若观察屏上的
P
点对应于
a sin
=2
,
式中
a
为缝宽，
为
P
点对应的衍射角，则
P
点应为（ ）
A
．第二级明纹中心位置
B
．第四级明纹中心位置
C
．第二级暗纹中心位置
D
．第四级暗纹中心位置
9
．一火箭相对于地球以
0.8c
运动，火箭向前发出一个光子，光子相对于火箭的速度为
c,
则光子相对于地球的速度为（ ）
A
．
0.2c
B
．
0.8c
C
．
c
D
．
1.8c
10
．第一束单色光的波长
=600nm,
其光子的动量为
p1
，第二束单色光的光子动量为
p2=1.5p1,
则第二束光的波长
为（ ）
A
．
300nm
B
．
400nm
C
．
800nm
D
．
900nm
二、填空题Ⅰ（本大题共
11
空，每空
2
分，共
22
分）
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
11.
如题
11
图所示，在倾角为α的光滑斜面上，有一质量为
m
的圆球，球被一光滑的竖直挡板阻挡而处于静止状态。则球受到斜面的正压力的大小
N1=_____________
；受到挡板的正压力的大小
N2=_____________
。
12.
容器中装有理想气体。若使气体的压强变为原来的
2
倍，温度变为原来的
3
倍，则气体的密度将变为原来的
_____________
倍。
13.
如题
13
图（
A
）所示，
P
是带电直线中垂线上的一点，已知其电势为
5V
。现将带电直线对折，如题
13
图（
B
）所示，则
P
点的电势为
_____________
。
14.
一质点作简谐振动，初始时具有振动能量
0.8J
。当质点运动到最大位移处时，质点的势能为
_____________J
。
15.
一平面简谐波以波速
v=
25m/s
传播，已知平衡位置在原点处的质点按
y=0.05cos
t(SI)
的规律振动。若该波沿
x
轴正方向传播，其波动方程为
y=_____________(SI)
；若该波沿
x
轴负方向传播，其波动方程为
y=__________________(SI)
。
16.
水的折射率为
1.33
，玻璃的折射率为
1.50
，当光线由水中射向玻璃而反射时，布儒斯特角
i0
满足
tani0=_____________(
结果保留两位小数
)
。
17.
实验室测得一粒子的质量为静质量的
5
倍，则实验室测得粒子的动能是它的静止能量的
_____________
倍。
18.
微观粒子具有波粒二象性。当某一微观粒子的动量为
p
时，其德布罗意波长
=_____________
，当它的能量为
E
时，其德布罗意波的频率
v=_____________
。
三、填空题Ⅱ（在下列
6
道填空题中，只选答其中
1
道题，
2
分）
先把选做的
1
道题的题号填写在下面方框中括号内，再将答案填写在括号右边的空格内。答案写在原题空格内无分。
19.
原子辐射有两种方式，一种是自发辐射，另一种是×××辐射。
20.
激光器有三个基本组成部分：激活介质、激励能源和×××。
21.
质子和中子组成原子核时出现的质量亏损用Δ
m
表示，原子核的结合能Δ
E=
×××
。
22.
若在四价的本征半导体中掺入五价的元素，即可构成×××型半导体。
23.
超导态的两个基本属性是×××效应和迈斯纳效应。
24.
按照标准模型，每个中子由×××个夸克组成。
四、简单计算题（本大题共
3
小题，每小题
4
分，共
12
分）
25.
如题
25
图所示，一匀质细杆长度为
l
，质量为
m1
，可绕在其一端的水平轴
O
自由转动，转动惯量
I=
m
1l2
。初时杆自然悬垂，一质量为
m2
的子弹以速率
v
垂直于杆击入杆的中心后以速率
穿出。求子弹穿出那一瞬间，杆的角速度
的大小。
26.
在真空中，电流由长直导线
1
沿半径方向经
a
点流入一电阻均匀分布的圆环，再由
b
点沿切向流出，经长直导线
2
返回电源。
a
和
b
是圆环直径的两个端点，如题
26
图所示。已知直导线上的电流强度为
I
，圆环半径为
R
，求圆心
O
点处的磁感应强度的大小。
27.
用
=500nm
的单色光垂直照射一光栅常数为
d=4
×
10
-6m
的光栅。求光栅衍射的第四级主极大所对应的衍射角。
五、计算题（本大题共
6
小题，共
44
分）
28.
（本题
8
分）质量为
m
的物体初时静止于原点。当物体受到轻微扰动后开始沿
x
轴正向运动。在运动过程中物体所受合外力的方向沿
x
轴正向，合外力的大小随物体位置
x
而变化，其关系为
F=kx,k
为已知正常数。求：
（
1
）物体从原点运动到
x=x0
处的过程中，合外力对物体做的功；
（
2
）物体在
x=x0
处的速度；
（
3
）物体从原点运动到
x=x0
处的过程中，合外力给物体的冲量。
29.
（本题
7
分）有
4mol
空气（视为双原子理想气体，分子的自由度为
5
），开始时压强
p1=1.0
×
105Pa,
体积
V1=
0.10m3
。后来气体经历一个等压过程，体积膨胀到
V2=
0.20m3
。
试问：
（
1
）气体内能变化多少？
（
2
）气体做功多少？
（
3
）气体吸热多少？
[
结果保留
2
位有效数字。普适气体常量
R=8.31J/(mol
·
k)]
30.(
本题
8
分
)
真空中有一个半径为
R
的孤立带电导体球，导体球表面附近的场强大小为
E0
，试求：
（
1
）导体球所带电量；
（
2
）导体球内、外电场强度大小的分布。
31.
（本题
7
分）如题
31
图所示，真空中，有一载流为
I1
的长直导线，长直导线旁有一个载流为
I2
的矩形线框。线框与长直导线共面，宽为
a,
高为
h
，线框左边距离长直导线为
d
。求线框受到的安培力的大小和方向。
32.
（本题
8
分）如题
32
图所示，一
U
形导体线框置于垂直于纸面向里的均匀磁场
B
中，线框上
Ox
坐标的
x
处有一长度为
l
的活动边。就下述两种情况，求线框回路中的感应电动势的大小和方向（方向用“顺时针”或“逆时针”表述）。
（
1
）活动边正以速度
v
向左运动；
（
2
）磁场正以
的速率增强。
33.
（本题
6
分）可以利用空气劈尖测量细丝的直径，如题
33
图所示，已知入射光波长
=589nm,
测得相邻明纹的间距为
2mm
,L=
0.1m,
求细丝的直径
d
。（保留
3
位有效数字）
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