西安交通大学大学物理上册考试题

西安交通大学考试题课程大学物理学院考试日期2007年7月12日专业班号姓名学号期中期末一选择题(每题3分，共30分)1.某物体沿x轴作直线运动，加速度a与时间t以及速度v的关系式为2aktv，式中k为大于零的常量。已知物体的初速度为0v，则速度v与时间t的函数关系为：C(A)212ktv(B)211()2ktv(C)2111()2kt0vv(D)2112kt0vv[]2．有两个半径相同，质量相等的圆环A和B，A环的质量分布均匀，B环的质量分布不均匀。它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为AJ和BJ，则C(A)ABJJ(B)ABJJ(C)ABJJ(D)不能确定AJ、BJ哪个大。[]3．一火箭的固有长度为L，相对于地面作匀速直线运动的速度为1v，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端发射一颗相对于火箭的速度为2v的子弹，在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是（c表示真空中光速）B(A)12Lvv(B)2Lv(C)21Lv-v(D)2111(/)Lcvv[]4．狭义相对论力学的动力学方程为C(A)ddFmtv(B)ddmFtv(C)022dd1/mFtcvv(D)ddddmFmttvv[]5.有两个电量都是q的点电荷，相距为2a。今以左边的点电荷所在处为球心，以a为半径作一球形高斯面。在球面上取两块相等的小面积1S和2S（法向正方向指向凸面），其位置如图所示。设通过1S和2S的电场强度通量分别为1和2，通过整个球面的电场强度通量为S，则D(A)12，0/Sq(B)12，02/Sq(C)12，03/Sq(D)12，0/Sq[D]6.下面几种说法中正确的是：（A）电势均匀的空间，电场强度一定为零；（B）电场强度不变的空间，电势一定为零；（C）电势较高处，电场强度一定较大；（D）带正电的金属导体的电势一定是正的。[A]7．两块面积均为S的薄板A和B彼此平行放置，板间距离为d（d远小于板的线度），设A板带有电荷1q，B板带有电荷2q，电荷在板上均匀分布，则AB两板间的电势差ABU为(A)1202qqdS(B)1204qqdS(C)1202qqdS（D)1204qqdS[C]8．一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，如图。当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为m、带电荷为q的质点，在极板间的空气区域中处于平衡。此后，若把电介质抽去，则该质点(A)保持不动。(B)向上运动(C)向下运动(D)是否运动不能确定[B]9.边长为l，电阻均匀的导线构成的正三角形导线abc，通过彼此平行的长直导线1和2与电源相连，导线1和2分别与导线框在a点和b点相接，导线1和线框的ac边的延长线重合。导线1和2上的电流为I，如图所示。令长直导线1、2和导线框中电流在线框中心O点产生的磁感应强度分别为1B、2B和3B，则O点的磁感应强度大小(A)0B，因为1230BBB(B)0B，因为1230,0BBB(C)0B，因为虽然120BB，但30B(D)0B，因为虽然30B，但120BB[]10.有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为21M，而线圈2对线圈1的互感系数为12M，若它们分别流过1I和2I的变化电流，且12ddddIItt，并设由2I变化在线圈1中产生的互感电动势为12，由1I变化在线圈2中产生的互感电动势为21，判断下述哪个论断正确(A)1221MM，2112；(B)1221MM，2112；(C)1221MM，2112；(D)1221MM，2112；[]二填空题(共30分)1．（3分）质点在几个力的作用下沿曲线xt(SI)，2yt(SI)运动，其中一力为5Fti(SI)，则该力在1st到2st时间内作功为15/2。2.（5分）一个力F作用在质量为1.0kg的质点上，使之沿x轴运动。已知在此力作用下质点的运动学方程为2334xttt(SI)。在0到4s的时间间隔内，力F的冲量大小I16(N/S)，力F对质点所作的功W176(J)。3.（5分）一轻绳绕在半径为r的飞轮边缘，在绳端施以大小为F的拉力，飞轮的转动惯量为J，飞轮与转轴间的摩擦不计，如图所示。则飞轮的角加速度为；如以质量为m的物体挂在绳端，飞轮的角加速度为。4.（3分）已知一静止质量为0m的粒子，若其固有寿命为实验室测量到的寿命的1/n，则此粒子在实验室参照系中的动能是。5.（3分）一均匀带电的导线弯成半圆弧，如图所示。已知电荷线密度为（0），圆弧半径为R。则圆心O点处场强大小为λ/2，方向为。6．（5分）如图，一段长度为l的直导线ab，在磁感应强度为B的均匀磁场（方向垂直纸面向里）中，绕通过a点并与纸面垂直的固定轴以角速度作匀速转动。则在导线ab上产生的感应电动势大小为，方向为。7．（3分）如图所示，在宽度为d的导体薄片上有电流I沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布。处于导体外且在导体中线附近的P点的磁感应强度B的大小为。8．（3分）半径为r的两块圆板组成的平行板电容器充了电，在放电时两极板间的电场强度的大小为/0etRCEE，式中0E、R、C均为常量，则两极板间的位移电流的大小为，其方向与场强方向。三计算题(每题10分，共40分)1．如图所示，一长为l，质量为M的均匀细棒悬挂于通过其上端O点的光滑水平固定轴上（棒绕此轴的转动惯量为213Ml）。现有一质量为m的子弹以水平速度0v射向棒的中心，并以0/2v的速度穿出棒。试求（1）子弹穿出棒时，棒的角速度是多少？（2）如果此后棒的最大偏转角恰为090，则0v的大小是多少？2.半径为1R的导体球带电量为q，球外套以内、外半径分别为2R和3R的同心导体球壳，球壳上带电量为Q。(1)计算空间各点电场强度的大小；(2)计算球和球壳的电势及球与球壳之间的电势差；(3)若用导线将球和球壳连接起来，计算球和球壳的电势。3.一个圆柱形电容器，内圆柱筒半径为1R，外圆柱筒半径为2R，长为)(12RRLL，两圆柱筒间充有相对介电常数为r的各向同性均匀电介质，如图所示。设内、外圆柱筒单位长度上带电荷(即电荷线密度)分别为和，求：(1)电介质中的电位移矢量和电场强度的大小；(2)电容器的电容。4.一根无限长直导线载有电流1I，一矩形回路载有电流2I，二者共面，矩形回路的左端与无限长直导线的距离为a，右端与无限长直导线的距离为ab，矩形回路的长为l，如图所示。求(1)作用在矩形回路上的合力；(2)02I时，通过矩形回路面积的磁通量；(3)在矩形回路绕图示虚线对称轴转o90角的过程中（2I保持不变），外力克服磁力所作的功（真空磁导率为0）。一选择题(共30分)1.C2.C3.B4.D5.D6.A7.C8.B9.D10.B二填空题(共30分)1.7.5J③;2.16Ns③,176J②;3.FrJ②,2mgrJmr③；4.20(1)mcn③;5.02πR②,平分线指向圆弧①；6.2/2Bl③，ab②；7.0/2Id③；8.2/00tRCrEeRC②；相反①。三计算题(共40分)1.（1）角动量守恒②2001()2322llmMlmvv②034mMlv①（2）机械能守恒②2211()223lMgMl②0433Mglmv①2.（1）相当于三个均匀带电球面1(,)Rq、2(,)Rq、3(,)RqQ)(03213,1RrRorRrE；21220()4qERrRr；4320()4qQERrr④（2）101231()4qqqQURRR，20314qQUR；120121()4qqUURR④（3）0314qQUR②3.（1）/(2π)Dr③,0/(2π)rEr②（2）21201dln2πRRrRUErR③2012π/(ln)rRQCLUR②4.(1)0120122π2π()IIlIIlFaab,垂直指向导线④；(2)01010dln2π2πbIlIlxabaxa④（3）010122212()(0ln)ln)22IlIIlababAIIaa②