大学物理试题及答案

  • 格式:doc
  • 大小:5.54 MB
  • 文档页数:50

《大学物理》试卷(一)(标准卷)(考试时间:120分钟)使用班级: 学生数: 任课教师: 考试类型 闭卷题序 一 二 三(1) 三(2) 三(3) 三(4) 三(5) 总分得 分阅卷人一、填空题(共30分)1、(4分)一质点沿y 轴作直线运动,速度j t v)43( ,t =0时,00 y ,采用SI 单位制,则质点的运动方程为 y 223t t m ;加速度y a =4m/s 2。

2、(3分)一质点沿半径为R 的圆周运动,其运动方程为22t 。

质点的速度大小为2t R ,切向加速度大小为2R ,加速度为n R t R 242 。

3、(2分)一个质量为10kg 的物体以4m/s 的速度落到砂地后经0.1s 停下来,则在这一过程中物体对砂地的平均作用力大小为 400N 。

4、(2分)在一带电量为Q 的导体空腔内部,有一带电量为-q 的带电导体,那么导体空腔的内表面所带电量为 +q ,导体空腔外表面所带电量为 Q-q 。

5、(2分)一质量为10kg 的物体,在t=0时,物体静止于原点,在作用力i x F)43( 作用下,无摩擦地运动,则物体运动到3米处,在这段路程中力F所做的功为J ds F mv W 272132。

6、(2分)带等量异号电荷的两个无限大平板之间的电场为σ/ε0 ,板外电场为 0 。

7、(2分)一无铁芯的长直螺线管,在保持器半径和总匝数不变的情况下,把螺线管拉长一些,则它的自感系数将 减小 。

8、(3分)一长载流导线弯成如右图所示形状,则O 点处磁感应强度B的大小为R I R I 83400 ,方向为 。

9、(4分)在均匀磁场B 中, 一个半径为R 的圆线圈,其匝数为N,通有电流I ,则其磁矩的大小为 NI R m 2 ,它在磁场中受到的磁力矩的最大值为NIB R M 2 。

10、(3分)一电子以v垂直射入磁感应强度B 的磁场中,则作用在该电子上的磁场力的大小为F =B qv 0。

电子作圆周运动,回旋半径为qB mv R 。

11、(3分)判断下图中,处于匀强磁场中载流导体所受的电磁力的方向;(a )向下;(b ) 向左 ;(c ) 向右 。

二、选择题(每题2分,共30分)1. 下列概念正确的是 ( B ) A 、感应电场也是保守场;B 、感应电场的电场线是一组闭合曲线;. 系 班 姓名 座号 成绩 . ...................................................... 密 .................................... 封 ................................ 线 ......................................................C 、LI m ,因而线圈的自感系数与回路的电流成反比;D 、LI m ,回路的磁通量越大,回路的自感系数也一定大。

2. 下列说法正确的是 ( D )A 、电场强度为零的点,电势也一定为零;B 、电场强度不为零的点,电势也一定不为零;C 、电势为零的点,电场强度也一定为零;D 、电势在某一区域内为常量,则电场强度在该区域内必定为零。

3. 关于摩擦力以下说法哪句是正确的?( C )A. 摩擦力总是阻碍物体运动的;B. 滑动摩擦力F f =μF N ;C. 当外力小于μF N 时,静摩擦力的大小总等于外力;D. 滑动摩擦力一定不能使物体产生加速度。

4. 质量为m 的小球,以水平速度v 跟墙面作弹性碰撞,小球的动量变化是( A )。

A 、mv 2B 、mvC 、mv 2D 、0 5. 对功的概念有以下几种说法,判断正确的是 ( B )。

A 、作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者作功的代数和必为零;B 、质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零;C 、保守力作正功时,系统内相应的势能增加;D 、保守力作正功时,系统内相应的势能减少。

6. 下列说法正确的是 ( B )。

A 、闭合回路上各点磁感强度都为零时,回路内一定没有电流穿过;B 、闭合回路上各点磁感强度都为零时,回路内穿过电流的代数和必定为零;C 、磁感强度沿闭合回路的积分为零时,回路上各点的磁感强度必定为零;D 、磁感强度沿闭合回路的积分不为零时,回路上任意一点的磁感强度都不可能为零。

7. 均匀细棒OA ,可绕通过其一端而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示,今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆到竖直位置的过程中,下述说法正确的是( C )。

A 、角速度从小到大,角加速度不变;B 、角速度从小到大,角加速度从小到大;C 、角速度从小到大,角加速度从大到小;D 、角速度不变,角加速度为零。

8. 花样滑冰运动员通过自身竖直轴转动,开始时两臂张开,转动惯量为0J ,角速度为0 ;然后将手臂合拢使其转动惯量为032J ,则转动角速度变为:( C )A 、032 B 、032C 、023D 、0239. 将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近,则导体B 的电势将( A )A 、升高B 、降低C 、不会发生变化D 、无法确定 10. 如图所示,闭合曲面S 内有一个点电荷Q ,p 为面上一点,在S 面外A 点有一个点电荷q ,若将q 移至B 点,则: ( B )A 、S 面的总通量改变,P 点的场强不变;B 、S 面的总通量不变,P 点的场强改变;C 、S 面的总通量和P 点的场强都变;D 、S 面的总通量和P 点的场强都不变11. 平行板电容器接入电源保持其两板间的电势差不变,再使其内部充满相对电容率为r 的均匀电介质,则电容器各量的变化为 ( A )。

A 、电容增大 B 、电场强度增大C 、极板上所带电量不变D 、电容、电量及板间电场强度都减小 12. 有两个带电量不同的金属球,直径相等,一个是中空的,另一个是实心的,现使它们互相接触,则两导体球上的电荷: ( B )。

A 、不变化; B 、 平均分配;C 、中空的球带电量多;D 、实心的球带电量多。

13. 如右图所示,两个环形线圈a 、b 互相垂直放置,当它们的电流1I 和2I 同时发生变化时,则有下列情况发生:( D )。

ab2I 1A OA、a中产生自感电流,b中产生互感电流;B、b中产生自感电流,a中产生互感电流;C、a、b中同时产生自感和互感电流;D、a、b中只产生自感电流,不产生互感电流。

14.对功的概念有以下几种说法,判断正确的是(A)。

A、作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者作功的代数和必为零;B、质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零;C、保守力作正功时,系统内相应的势能增加;D、保守力作正功时,系统内相应的势能减少。

15.半径为R的均匀带电金属球体的周围各点电势U与其距球心的距离r之间的关系曲线为下图中的:(B)。

三、计算题(40分)1.(9分)如图所示,载流长直导线的电流为I,(1)求通过矩形面积的磁通量; (2)若矩形线框ABCD在垂直于导线方向上以匀速率v向右移动,求在图示位置处线框中的动生电动势的大小和方向。

解:(1)根据毕奥-萨伐尔定律,在长直导线周围磁场的分布为xIB2(1分),这是具有轴对称性的不均匀分布。

在线圈平面内距载流导线为x处取一面积元dS,dS=l dr,如图所示,在dr内磁感应强度B可看作是均匀的,于是可得dS内的磁感应通量为dxxIlBdSdm2∴120ln2221ddIldxrIldddmm(3分)(2)线框中的动生电动势为DACDBCAB。

根据式l dB•)(有:(1分)CDAB(1分)dlIdlBlDA21111(0.5分))(221121ldlIdlBlBC(0.5分))(22211lddl lIBCAB(1分),方向为顺时针方向。

(1分)2.(10分)如图所示,一个半径为R1的均匀球体,总电荷为Q1,球体外同心罩一个半径为R2的均匀带电球面,总电荷为Q2,试求:⑴用高斯定理求各区域电场的分布;⑵用场强积分球体与球面间的电势分布(R1<r<R1)。

Cr解:由于电场分布具有球对称性,电场强度方向沿径矢方向。

以球心O 为中心,分别作半径为r <R 1和R 1<r <R 2和r >R 2的球面。

由高斯定理 若r <R 1,则q qs d E i• ;311334)34(R O r q r R Q E31014若R 1<r <R 2,则0•q s d E124 Q r E• 2014rQ E若r >R 2,则0•q s d E2124 Q Q r E•20214r Q Q E⑵ 在R 1<r <R 2的区域,20201324422R Q r Q l d E l d E l d E V R R r r3. (8分)一个质量为M 、半径为R 的定滑轮(当作均质圆盘)上面绕有细绳。

绳的一端在滑轮边缘上,另一端挂一质量为m 的物体。

忽略轴处摩擦,求物体m 由静止下落h 高度时的速度和此时滑轮的角速度。

解:如图所示,图中两拉力大小相等,以T 表示,对定滑轮M ,由转动定律, 对于轴O ,有 221MR J RT ⑴ 对于m ,由牛顿运动定律,沿y 方向,有 ma T mg ⑵滑轮和物体的运动有一个关系 R a ⑶联立三式求解可得物体下落的加速度为 g M m ma 2/物体下落高度h 时的速度为 Mm mghah v242这时滑轮转动的角速度为 RM m mgh Rv 244. (7分)如图所示,一长直导线中通有电流I 1,其旁有一矩形线圈abcd 与它共面,ab 边与长直导线平行。

已知线圈的边长l 1,l 2,ab 边与直导线相距l ,线圈中的电流I 2。

求线圈各边受的安培力。

解:长直导线产生的磁感应强度xI B 21, bc 边受安培力方向向上,大小等于F adab 边受安培力方向远离长直导线,大小等于F ab ll I I F ab 22210dc 边受安培力指向长直导线 )(212210l l l I I F dcl l I I dx x I I dlB I dF F F l l lad bc 12102102ln2215. (6分)如图所示. 质量为 m 的物体, 以速度v 向光滑的轨道物体M 运动,求m 能够运动到的最大高度h max 。

解:系统: m + M +地球,条件: W 外=0,W 内非=0 故机械能守恒。

当 h = h max 的时刻,M 与 m 速度相同设为V ,沿水平方向。

max 22)(21021mgh V M m mv ⑴ 对m+M :水平方向F 外=0,水平方向动量守恒。

mv =(m+M )V ⑵由⑴、⑵得 g v Mm h 2.112max 代入数据得 m 11.18.929.422.0112maxh《大学物理》试卷(二)(标准卷)(考试时间:120分钟)使用班级: 学生数: 任课教师: 考试类型 闭卷一、填空题(30分)1、(4分)已知质点的运动学方程为j t i t r)1(2 。