02-03大学物理第二学期期末(题+答案)

北京工业大学2002-2003学年第二学期大学物理I-1（理工类2）期末试卷一、选择题（共30分）1、（3分）某质点的运动方程为x=3t-5t3+6(SI)，则该质点作()(A)匀加速直线运动，加速度沿X轴正方向。(B)匀加速直线运动，加速度沿X轴负方向。(C)变加速直线运动，加速度沿X轴正方向。(D)变加速直线运动，加速度沿X轴负方向。2、（3分）粒子B的质量是粒子A质量的4倍。开始时粒子A的速度为（3+4），粒子B的速度为（2-7），由于两者相互作用，粒子A的速度变为（74），此时粒子B的速度等于()(A)-5(B)2-7(C)0(D)5-33、（3分）一质点受力=3X2(SI)作用，沿X轴正方向运动。从X=0到X=2m的过程中，力做功为，()（A）8J(B)12J(C)16J(D)24J4、(3分)一物体挂在一弹簧下面，平衡位置在O点，现用手向下拉物体，第一次把物体由O点拉到M点。第二次由O点拉到N点，再由N点送回M点。则在这两个过程中（）(A)弹性力作的功相等，重力作的功不相等。(B)弹性力作的功相等，重力作的功也相等。(C)弹性力作的功不相等，重力作的功相等。(D)弹性力作的功不相等，重力作的功也不相等。5、（3分）均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置有静止开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下列说法那一种是正确的？（）(A)角速度从小到大，角加速度从大到小。(B)角速度从小到大，角加速度从小到大。(C)角速度从大到小，角加速度从大到小。(D)角速度从大到小，角加速度从小到大。6、（3分）点电荷被曲面S所包围，从无穷远处引入另一点电荷q至曲面外一点，如图所示，则引入前后，()(A)曲面S上的电通量不变，曲面上各点场强不变。(B)曲面S上的电通量变化，曲面上各点场强不变。(C)曲面S上的电通量变化，曲面上各点场强变化。(D)曲面S上的电通量不变，曲面上各点场强变化。7、（3分）关于电场强度与电势之间的关系，下列说法中，那一种是正确的？（）(A)在电场中，场强为零的点，电势必为零。(B)在电场中，电势为零的点，场强必为零。(C)在电势不变的空间，场强处处为零。(D)在场强不变的空间，电势处处为零。8、(3分)用力F发电容器中的电介质板拉出，在图(a)和图(b)的两种情况下，电容器中储存的静电能将()(A)都增加。(B)都减少。(C)a增加，b减少。(D)a减少，b增加。9、（3分）如图，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是（）(A)ab边转入纸内,cd边转出纸外。(B)ab边转入纸外,cd边转出纸内。(C)ad边转入纸内,bc边转出纸外。(A)ad边转入纸外,bc边转出纸内。10、（3分）关于同时性有人提出以下一些结论，其中那个是正确的？（）(A)在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生(B)在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生(C)在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生(D)在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生二、填空题（共20分）1、（3分）在一个转动的齿轮上，一个齿尖P沿半径为R的圆周运动，其路程S随时间的变化规律为S=V0t+bt2,其中V0和b都是正的常量。则t时刻齿尖P的速度大小为____________,加速度大小为___________.2、（3分）我国第一颗人造卫星沿椭圆轨道运动，地球的中心O为该椭圆的一个焦点（如图），已知地球半径R=6378km,卫星与地面的最近距离l1=439km,与地面的最远距离为l2=2384km，若卫星在近地点A1的速度V1=8.1km/s，则卫星在远地点A2=____________.3、(3分)质量为m，长为l的棒，可绕通过棒中心且与其垂直的竖直光滑固定轴O在水平面内自由转动（转动惯量J=ml2/12）.开始时棒静止，现有一子弹，质量也为m，以速度V0垂直摄入棒端并嵌在其中，则子和棒碰后的角速度ω=_______________.4、(3分)如图所示，磁感应强度沿闭合曲线L环流∮L·d=___________.5、(3分)以速度v相对地球作匀速直线运动的恒星发射的光子，其相对于地球的速度大小为__________.6、（5分）匀质细棒静止时的质量为m0，长度为l0,当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时，测得他的长为l，那么，该棒的运动速度为v=__________，该棒所具有的动能EX=__________.三、计算题（共50分）1、（10分）两个自由质点，其质量分别为m1和m2,它们之间的相互作用符合万有引力定律。开始时，两质点间的距离为l,他们都处于静止状态，试求当他们的距离变为l时，两质点的速度各位多少？2、（10分）一环形薄片有细绳悬吊着，环的外半径为R，内半径为R/2，并有电量Q均匀分布在环上。细绳长3R，也有电量Q均匀分布在绳上，试求圆环中心O处的电场强度（圆环中心在细绳延长线上）3、（10分）一电荷密度为σ的“无限大”均匀带电平面，若以该平面处为电势零点，试求带点平面周围的空间电势分布。4、（10分）在真空中有两根相互平行的无限长直导线L1L2，相距10cm，通有方向相反的电流，I1=20A,I2=10A，试求与两根导线在同一平面内且在导线L2两侧并与导线L2的距离均为5.0cm的两点的磁感应强度的大小。5、（10分）如图所示，在马蹄形磁铁的中间A点处放置一半径r=1cm，匝数N=10匝的线圈，且线圈平面发现平行于A点磁感应强度，今将此线圈移到足够远处，在这期间若线圈中流过的总电量为Q=π×10-6C,试求A点处磁感应强度是多少？（一直线圈的电阻为R=10Ω，线圈的自感忽略不计）北京工业大学2002-2003学年第二学期大学物理I-1（理工类2）期末试卷参考答案一、选择题1、D2、A3、A4、B5、A6、D7、C8、D9、A10、C二、填空题1、btVa242)(RbtVba2、6.3skm/参考解：skmvRlRlvrrvRlrRlrrmvrmv/3.61211212221122113、lv2304、)(120IIu5、c6、20)(1llc)1(020llcm三、计算题1、解：两自由质点组成的系统在自身的引力场中运动时，系统的动量和机械能守恒，设两质点的间距变为2l时，它们的速度分别为1v及2v，则有02211vmvm1lmGmvmvmlmGm2122221121221212联立1，2，解得)(22121mmlGmv)(22112mmlGmv2、解：先计算细绳上的电荷对中心产生的场强，先细绳顶端作坐标原点O，X轴向下为正在x处取一电荷元RQdxdxdq3它在环心处的场强为20201)4(12)4(4xRrQdxxRdqdE整个细绳上的电荷在环心处场强RRQxRdxRQE302020116)4(12圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强为02E由此，合场强为iRQiEE20116即方向垂直向下3、解：选坐标原点在平面所在处，x轴垂直于平面，由高斯定理可得，场强分布为：02E（式中“+”对应0x区域，“—”对应0x区域）平面外任意点x处电势：在0x区域000022xdxEdxUxx在0x区域000022xdxEdxUxx4、（1）1L在两导线间的a点所站成的磁感应强度TrIBaa51101100.822L在a点所站成的磁感应强度TrIBaa52202100.42由于aB1，aB2的方向相同所以，a点的合磁感应强度TBBB521102.1（2）1L在两导线间的b点所站成的磁感应强度TrIBbb51101107.222L在b点所站成的磁感应强度TrIBbb52102100.42由于bB1bB2的方向相反所以，b点的合磁感应强度TBBB512103.15、解：由法拉第电磁感应定律可知dtdi，dtdRRii1而由dtdqi可得dRidtdq1001dRdqRQ1所以的大小为WbRQ510因BNr2所以TNrB2210