全国2002年4月高等教育自学考试
物理(工)试题
课程代码：00420
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一、单项选择题(每小题2分，共30分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.在忽略空气阻力和摩擦力的条件下，加速度矢量保持不变的运动是( )
A.单摆的运动 B.匀速率圆周运动 C.抛体运动 D.弹簧振子的运动
2.在同一高度上抛出两颗小石子，它们的初速度大小相同、方向分别沿45°仰角方向和水平方向，忽略空气阻力，则它们落地时的速度( )
A.大小不同、方向不同 B.大小相同、方向不同
C.大小相同、方向相同 D.大小不同、方向相同
3.质点系机械能守恒的条件是( )
A. 外力作功之和为零，非保守内力作功之和为零
B.外力作功之和为零，非保守内力作功之和不为零
C.外力作功之和为零，内力作功之和为零
D.外力作功之和为零，内力作功之和不为零
4.vp是最概然速率，由麦克斯韦速率分布定律可知( )
A.在0到vp/2速率区间内的分子数多于vp/2到vp速率区间内的分子数
B.在0到vp/2速率区间内的分子数少于vp/2到vp速率区间内的分子数
C.在0到vp/2速率区间内的分子数等于vp/2到vp速率区间内的分子数
D.在0到vp/2速率区间内的分子数多于还是少于vp/2到vp速率区间内的分子数，要视温度的高低而定
11.由狭义相对论可知( )
A.每个物理定律的形式在一切惯性系中都相同
B.钟的快慢与其运动速度无关
C.真空中光速与光源运动速度有关
D.所有粒子的质量与其运动速度无关
12.在对一高能粒子不断加速的过程中，以v表示其速度，E表示其能量，则粒子的( )
A.v可无限制地增大，E也可无限制地增大
B.v不可能无限制地增大，E也不可能无限制地增大
C.v不可能无限制地增大，但E可能无限制地增大
D.v可无限制地增大，但E不可能无限制地增大
13.大量处在第3受激态的氢原子向低能态跃迁时，可能产生的谱线条数是( )
A.6条 B.5条 C.4条 D.3条
14.康普顿效应的实验结果表明( )
A.散射光的波长比入射光的波长短
B.散射光的波长均与入射光的波长相同
C.散射光中既有与入射光波长相同的光，也有比入射光波长短的光
D.散射光中既有与入射光波长相同的光，也有比入射光波长长的光
15.根据误差理论和有效数字运算规则，下列四式中，结果表达正确的是( )
A.5.81+2.1=7.91 B.20.5-9.11=11.39
C.8.651×1.01=8.737 D.28.75/12.5=2.30
二、填空题Ⅰ(每个空格2分，共24分)
16.一质点作半径为R的圆周运动，其路程S随时间t变化的规律为S=bt+1/2ct2,式中b、c为正的常量。则在任一时刻t，质点的切向加速度aτ=_______，法向加速度an=_______。
17.一摩尔单原子分子理想气体的温度为300K，它的内能为_______J.(普适气体常量R=8.31J·mol-1·k-1)
18.磁矩为Pm的平面载流线圈放在磁感应强度为B的均匀磁场中，Pm的方向与B的方向成θ角，则磁场对该平面载流线圈作用的力矩M的大小为_______。
19.长为l的直导体棒在磁感应强度为B的均匀磁场中以速度v作切割磁感应线的运动，作用在导体棒中单位电荷上的非静电力Ek=_______，在导体棒中产生的感应电动势ε=_______。
20.有两个同方向同频率的简谐振动，其表达式分别为x1=Acos(ωt+π/4)，x2=Acos(wt+3/4π)，则旋转矢量法求得合振动的初相位为_______。
21.平面简谐波的波速为3.40×102m/s，频率为1.20×102Hz，该平面简谐波的波长λ=_______m.在同一波线上相位差为π/2的两点间的距离△x=_______m.
22.在双缝干涉实验中，形成第三级明纹的两束光(波长为λ)的相位差为_______，光程差为______。
23.计算N=A·B的结果和误差，其中A=1.1±0.1,B=2.38±0.01 N=_______。
三、填空题Ⅱ(在下列6道填空题中，只选答其中3道题。每小题2分，若有两个空格，每个空格1分，共6分)
24.写出缴光的两个特性：(1)_______(2)_______。
25.放射性衰变过程遵从_______守恒、_______守恒和能量守恒等规律。
26.半导体器件中的p-n结上外加正向电压，是指p型一侧接电源_______极，n型一侧接电源_______极。
27.当第二类超导体所处磁场的强度在下临界磁场Bc1和上临界磁场Bc2之间时，这类超导体内既有_______区又有_______区。
28.按大爆炸理论，在一切星系形成之前，宇宙介质是_______的均匀气体。背景辐射的观察研究完全证实了这一点。
29.在统一相互作用的各种理论尝试中，经受住了实验考验的是_______统一理论。
四、计算题(共40分)
30.(本题6分)三块偏振片叠在一起，第二块与第一块的偏振化方向间的夹角为45°，第三块和第二块的偏振化方向间的夹角也为45°。光强为I0的自然光垂直照射到第一块偏振片上。
求：(1)通过每一偏振片后的光强;
(2)通过第三块偏振片后，光矢量的振动方向。
31.(本题6分)一定质量的理想气体，作如图所示的循环过程，其中a→b为等容过程，b→c为等压过程，c→a为等温过程。图中pa、va、pb为已知量。求在一次循环过程中，气体对外所作的功。
32.(本题6分)一半径为R的圆盘可绕通过圆盘中心、且与盘面垂直的水平轴转动，圆盘的转动惯量为I，盘上绕有一根不可伸长的轻绳，绳与圆盘间无相对滑动。当绳端系一质量为m的物体时，物体匀速下降。若在绳端改系一质量为M的物体，物质加速下降。假设圆盘与轴间的摩擦力矩为恒量，并不计空气阻力。
求：(1)圆盘与轴间的摩擦力矩;
(2)质量为M的物体的加速度。
33.(本题8分)真空中有一个半径为R、带电量为Q的均匀带电球体。
求：(1)球体内、外电场能量密度的分布;
(2)球体内的静电场能。
34.(本题6分)真空中一宽为a的无限长薄金属板，通有图示方向的电流I，且电流沿宽度方向均匀分布。求薄板所在平面内、距板一边为a的P点处磁感应强度的大小和方向(选取坐标如图)。
35.(本题8分)一面积为S1的单匝圆形小线圈，放在另一面积为S2的单匝圆形大线圈的圆心处(S2>>S1)，两线圈在同一平面内。在小线圈中通以随时间变化的电流I=I0e-kt(I0、k均为正的常量)。
求：(1)这两个线圈的互感系数;
(2)大线圈中互感电动势的大小。
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