大学物理上试卷

第1页共5页三明学院《大学物理》上册试卷（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jtv)43(，t＝0时，00y，采用SI单位制，则质点的运动方程为y223ttm；加速度ya＝4m/s2。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2tR，切向加速度大小为2R，加速度为nRtR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ixF)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JdsFmvW2721302。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RIRI83400，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NIRm2，它在磁场中受到的磁力矩的最大值为NIBRM2。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＝Bqv0。电子作圆周运动，回旋半径为qBmvR。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......................................................………………….密………………………..封…………………………..线………………………………………………………………………第2页共5页C、LIm，因而线圈的自感系数与回路的电流成反比；D、LIm，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Ff＝μFN；C.当外力小于μFN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、mv2B、mvC、mv2D、05.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、032C、023D、0239.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）。ab2I1IAO第3页共5页A、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（AorB）。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xIB20（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=ldr，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dxxIlBdSdm20∴1200ln2221ddIldxrIldddmm（3分）（2）线框中的动生电动势为DACDBCAB。根据式ldB)(有：（1分）0CDAB(1分)dlIdlBlDA2110011（0.5分）)(22110021ldlIdlBlBC（0.5分）)(222110lddllIBCAB（1分），方向为顺时针方向。（1分）RARDRCRBrUUUUrrroxIld2d1ABCD第4页共5页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＜rR1）。1R2R2Q1Q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＜R1和R1＜r＜R2和r＞R2的球面。由高斯定理若r＜R1，则00qqsdEi；311334)34(ROrqrRQE31014若R1＜r＜R2，则0qsdE0124QrE2014rQE若r＞R2，则0qsdE02124QQrE20214rQQE⑵在R1＜r＜R2的区域，20201324422RQrQldEldEldEVRRrr3.（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221MRJRT⑴对于m，由牛顿运动定律，沿y方向，有maTmg⑵滑轮和物体的运动有一个关系Ra⑶联立三式求解可得物体下落的加速度为gMmma2/物体下落高度h时的速度为Mmmghahv242这时滑轮转动的角速度为RMmmghRv24mgMhβR第5页共5页4.（7分）如图所示，一长直导线中通有电流I1，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l1，l2，ab边与直导线相距l，线圈中的电流I2。求线圈各边受的安培力。解：长直导线产生的磁感应强度xIB210，bc边受安培力方向向上，大小等于Fadab边受安培力方向远离长直导线,大小等于FabllIIFab22210dc边受安培力指向长直导线)(212210lllIIFdclllIIdxxIIdlBIdFFFllladbc12102102ln2215.（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hmax。vmM光滑光滑vmM光滑光滑光滑解：系统:m+M+地球，条件:W外=0，W内非=0故机械能守恒。当h=hmax的时刻，M与m速度相同设为V,沿水平方向。max22)(21021mghVMmmv⑴对m+M：水平方向F外=0，水平方向动量守恒。mv=（m+M）V⑵由⑴、⑵得gvMmh2.112max代入数据得m11.18.929.422.0112maxhO2llb1lcI1aI2dx