《大学物理》复习题
励志对联-转预备党员申请书
、考试命题计划表
早
9
填空
2
判断
1
选择
1
计算
1
分值
18
10
1
1
2
1
19
11
2
1
2
2
31
12
2
1
1
1
18
13
1
1
1
1
16
15
2
1
1
分值
2
X
10
1
X
6
3
X
8
10
X
6
8 110
、各章考点分布及典型题解分析
第
9
章
计算
第
10
章
计算
第
11
章
计算
第
12
章
计算
第
13
章
计算
第
15
章
分值
1
1
*
振动方程:
P8
:例
习题:
P38:
9-7
、
9-7
(类似)
9-121314
*
波动方程:
P53
:例
1
、例
2
(
1
、
4
) 习
题:
P89
:
10-789
(类似)
10
(类似)
13
*
干涉、衍射、偏振:
P105
:例、
P113:
例
2
、
P124
:例
1
(类似)
、
P140:
例 习题:
P168
:
11-13
(类似)
141516
、
P170
:
24253536 25
(类似)
*
气体动理论:
习题:
P209
:
12-12141617
*
物态方程
等值热力学过程:
习题:
P258
:
13-81011131817
(类似)
光电效应、实物粒子二象性、不确定关系、
波函数的物理意义、量子概念、一维势阱
2
1
1
8
第1页共27页
补充典型题
1、
容器中装有质量为 M的氮气(视为刚性双原子分子理想气体,分子量为 28),在高速v运动
少
的过程中突然停下•设气体定向运动的动能全部转化为气体的内能,试求:气体的温度上升多
2、
一质点沿x轴作简谐振动,其角频率•匸10 rads•试分别写出以下两种初始状态
下
的振动方程:
) 其初始位移x
o
= 7.5
cm,初始速度
v
= 75.0 cms
;
2 其初始位移x
o
=7.5 cm,初始速度
v
=- 75.0 cms.
3、
有两个相同的容器,一个盛有氦气,另一个盛有氢气(看作刚性分子),它们的压
强
和温度都相等。现将5J的热量传给氢气,使氢气温度升高,如果使氦气也升高同
样的温
度,求应向氦气传递多少的热量。
4、
刚性双原子分子的理想气体在一等压膨胀过程中所做的功为
程中气体内能的增量;(2)此过程中气体吸收的热量。
5、 有一平面简谐波沿
Ox轴负方向传播,已知振幅 A=1.0m,周期T=4.0 s,波长入=5.0m,在t=0
时坐标原点处的质点位于 y=0.5m处且沿Oy轴负方向运动。求该平面简谐波的波动方程。
A,试求:(1)此过
选择题(每个小题只有一个正确答案, 3
X
10=30分)
(力) 1、一质点运动方程
r
二
2ti (18
- 3t) j
,则它的运动为 ________ 。
A、匀速直线运动
B、匀速率曲线运动
C、匀加速直线运动 D匀加速曲线运动
(力)2、一质点在光滑平面上,在外力作用下沿某一曲线运动,若突然将外力撤消,则该
质点将作
__________________ 。
A、匀速率曲线运动
B匀速直线运动
C、停止运动 D减速运动
(力)3、质点作变速直线运动时,速度、加速度的关系为 ________________ 。
A、速度为零,加速度一定也为零 B、速度不为零,加速度一定也不为零
C、加速度很大,速度一定也很大 D、加速度减小,速度的变化率一定也减小
(力)4、关于势能,正确说法是 ________ 。
A、重力势能总是正的
B弹性势能总是负的
C、万有引力势能总是负的 D势能的正负只是相对于势能零点而言
5、在过程中如果 ___________ ,则质点系对该点的角动量保持不变。
第2页共27页
D、内力对参考点的力矩的矢量和始终为零
A、外力矢量和始终为零 B、外力做功始终为零
C、外力对参考点的力矩的矢量和始终为零
第3页共27页
D、内力对参考点的力矩的矢量和始终为零
6、
如图所示,闭合面 S内有一点电荷q
i
, P为S面上的一点,在
S面外A点有一点电荷q
2
,
若将q
2
移动
到S面外另一点B处,则下述正确的是
__________________________
。
A、
S面的电通量改变,P点的场强不变;
B、 S面的电通量不变,P点的场强改变; ,
C、 S面的电通量和P点的场强都不改变; .
D S面的电通量和P点的场强都改变。
I]
7、 两个点电荷相距一定的距离, 若在这两个点电荷联线的中垂
电势为零,那么这两个点电荷 _______ _。
A、电量相等,符号相同
B、电量相等,符号不同
C、电量不等,符号相同 D电量不等,符号不同
8、
将充过电的平行板电容器的极板间距离增大,则 ____________
。
A、 极板上的电荷增加
B、 电容器的电容增大
C、 两极板闪电场强不变
D电容器储存的能量不变
9、一通有电流为I的导线,弯成如图所示的形状,放在磁感强度为
B
的均匀磁场中,
B
的
方向垂直纸面向里,则此导线受到安培力的大小为 ________________
A、0 B、2BIR
C、4BIR D 8BIR
10、均匀磁场的磁感强度
B
垂直于半径为
r
的圆面•今以该圆周为边线,作一半球面
S
则
通过
S
面的磁通量的大小为
2
_______
A 2
丁
2
B
•
B、「
r
’
B
.
C 0 . D无法确定的量.
填空题(每题2 分)
1、
(力)加速度矢量可分解为法向加速度和切向加速度两个分量,对于匀速率圆周运动来
说,
向加速度为零,总的加速度等于 加速度。
2、 (力)质点作斜抛运动时(忽略空气阻力)
,质点的有是
的; -dt
是 的(填变化或不变化)。
作负功
3、
(力)摩擦力的方向 与物体运动方向相反,摩擦力
(填一定或不一定)
4、
(力)物体的动能发生变化,它的动量 发生变化;物体的动量发生了变化,
它的动能
_____________ 发生变化(填一定或不一定)
。
5、
长为I的杆如图悬挂.O为水平光滑固定转轴,平衡时杆竖直下垂
U
一子弹水平地射入杆中.则在此过程中, ____________________
系统对转轴
O
的 _________________
守恒
6、
一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为
1
= 20二rads,
再转60转后角速度为
2
= 30二rads,则角加速度 =
,转过上述60转所需的
时间
A
t = _______________
7、 静电场的高斯定理表明静电场是 ___________________
场;静电场的环路定理表明静电场是 场。
8、
一平行板电容器,充电后与电源保持联接,然后使两极板间充满相对介电常量为
r
;
的各
向同性均匀电介质,这时两极板上的电荷是原来的
______________ 倍;电场能量是原来的
倍
9、 磁场是
产生的场,磁场最基本的性质就是对 有作用力。
10、 真空中有一电流元
I d
l
,在由它起始的矢径
r
的端点处的磁感强度的数学表达式为
(力)如图所示,一绳索跨过无摩擦的滑轮,系在质量为 1.00kg的物体上,起初物体静
止在无摩擦的水平平面上。若用5N的恒力作用在绳索的另一端,使物体向右作加速运动,
当系在物体
上的绳索从与水平面成 30o角变为37o角时,力对物体所作的功为多少?已知
' 线 上
第4页共27页
D、内力对参考点的力矩的矢量和始终为零
滑轮与水平面之间的距离为
1m。
第5页共27页
四、 质量为
0.5kg,,长为0.4m的均匀细棒,可绕垂直于棒的一端的水平轴转动。如将此棒放
在水平位置,然后任其下落,求:(1)当棒转过60o时的角速度和角加速度;(2)下落到
竖直
位置时的动能;(3)下落到竖直位置时的角速度。
五、 球形电容器是由半径分别为
六、
R
i
和R
2
的两个同心金属球壳组成,求此电容器
的电容。
O相距为x处点P 正电荷q均匀分布在半径为 R的细圆环上,计算在环的轴线上与环心
的电势。
七、 无限长载流圆柱体半径为
R,通以电流I,电流沿轴向流动,且电流在截面积上的分布是
均匀的,求空间内的磁场分布。
A
卷
选择题力
ABDD CBBCBB
填空题
力
1
、
切向、法向
2
、
变化、不变化
3
、
不一定、不一定
4
、
一定、不一定
5
、
杆和子弹、角动量
6
、
6.54rad$$
,
4.8s
7
、
有源、保守
r
,
r
9
、
运动电荷、运动电荷
-尸
I d l
x
r
10
d
B
亠
■
3
、
兀
(力)三、
在
dx
位移中,
F
做的功为
dw = F *dx =
F cos
:
dx
8
、
第6页共27页
x = hctg:
sin
2
a
d、f
积分得:
学 F co泊」^da=-Fh
.2
37
0
二 1.69J
应
sin a
sin%
0
0
四、
解
(
D棒绕端点的转动惯量J -
jm
2
,由转动定律M^Ja可得棒在8 位置时的角加翅度为
M( d) _
却菖cos 8
° -
厂—
~^r~
时,禅转动的角加速度
a
= 18-4 s
-2
由尸盘二■根据初始条件对式(I)积分用
吕
f呦.
aid诃二 ad&
」o
则角速度为
出8 =
(2)
根据机械能守恒,棒下落至竖直位置时的动能为
1
Ek = y
?ngZ = 0,98 J
-
(3)由于该动能也就是转动动能,即E
严舟屉S
所以用落至竖直位置时
的角猱度为
3
分
第7页共27页
五、设电容器带电
Q
(R
i
r R
2
)
R
2
dr
1
E dl
4 n
o
R
I
r
亠丄-)
4
n
0
R
1
R
2
六、取电荷元长
dl
dq = d
= J
qd
R
-J
一
dVp -
1 qdl
4
n
0
r 2 R
1 qdl q
V
_
P
二
4
n
I
-
o
r 2
T
R 4
n
r
4
n
0
v x
2
七
、
2
n
rB
二
」
I
o
i
2
n
2
与
I
成右手螺旋方向
n
R
0
Ir
2
n
R
2
第8页共27页
(4
分)
(4
分)
1
4
o
R
2
(
3
分)
(
3
分)
q
(
4
分)
R
2
(2
分)
(2
分)
B
的方向
B
七、
选择题(每个小题只有一个正确答案, 3
X
10=30分)
GDOU-B-11-302
1、
(
力
)
一质点的运动方程为
r
= (6t
2
- 1)
i
+ (3t
2
+3t + 1)
j
此质点的运动为 _____________
A、
变速运动,质点所受合力是恒力
B、 匀变速运动,质点所受合力是变力
C、
匀速运动,质点所受合力是恒力
D、 匀变速运动,质点所受合力是恒力
2、
(力)在下述说法中,正确说法是 _______ 。
A、
在方向和大小都随时间变化的力反作用下,物体作匀速直线运动
B、
在方向和大小都不随时间变化的力反作用下,物体作匀加速运动
C、
在两个相互垂直的恒力作用下,物体可以作匀速直线运动
D、
在两个相互垂直的恒力作用下,物体可以作匀速率曲线运动
~ 2 -
3、
(力)一质点受力
F = 3x i
N,沿x轴正方向运动,在
x=0到x=2m过程中,该力作的 功为
A
8J B、12J C 16J D 24J
4、 (力)质点作变速直线运动时,速度、加速度的关系为 ___________ 。
A、速度为零,加速度一定也为零
B速度不为零,加速度一定也不为零
C加速度很大,速度一定也很大
D加速度减小,速度的变化率一定也减小
5、人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动,地球在椭圆轨道上的一个焦点上,则卫星
_____________
A、 动量守恒,动能守恒 ;
B、
动量守恒,动能不守恒;
C、 对地球中心的角动量守恒,动能不守恒
D、
对地球中心的角动量不守恒,动能守恒
6、两个同号的点电荷相距
I,要使它们的电势能增加一倍,则应该 _______________
A、
外力做功使点电荷间距离减少为
l 2
B、 外力做功使点电荷间距离减少为
l
4
C、
电场力做功使点电荷间距离增大为
2l
;
D、 电场力做功使点电荷间距离增大为
7、将充过电的平行板电容器的极板间距离增大,则
_____________
4l
第9页共27页
A、 极板上的电荷增加
B、 电容器的电容增大
C、 两极板闪电场强不变
D、 电容器储存的能量不变
8、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和刀 q =
0,则可肯定:
A
高斯面上各点场强均为零 ______________
B、穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为
零.C、穿过整个高斯面的电场强度通量为零.
D、以上说法都不对.
9、无限长直导线在
P
处弯成半径为
R
的圆,当通以电流
I
时,则在圆心
小等
C
点的磁感强度大
于 __________________
A「
01
.
B「
01
.
・0
丨
■R
C 0.
1
D
(1--
)
.
2R
二
E、
01
(V
4R
b
点.若
ca
bd
都沿环的
10、如图所示,电流从
a
点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于
径
向,则在环形分路的环心处的磁感强度____________________
A方向垂直环形分路所在平面且指向纸内.
B
方向垂直环形分路所在
平面且指向纸外.
C方向在环形分路所在平面,且指向
b
. D方向在环形分路所在平面内,且指向
a
. E为零.
八、 填空题(每题2 分)
1、
(力)质点作圆周运动时,一定具有 _____________ (填切向或法向)加速度,所受的合力
(填一定或不一定)指向圆心。
2、 (力)质点作曲线运动时,质点的动量
______________ (填守恒或不守恒),所受合力的冲
量
_____________ (填为零或不为零)。
3、 (力)万有引力是
等于或不等于)零。
4、 (力)一质点沿直线运动,其坐标
X
与时间
t
有如下关系:
(填保守力或非保守力),它沿着闭合路径所做的功 (填
x =A e cos
国
t
(SI) (
A
皆为常数
)
; (1)
_______________________________________________
任意时刻
t
质点的加速度
a
=
(2)
_______________________________________________
质点通过原点的时刻
t
= .
5、 一飞轮作匀减速转动,在 5
s内角速度由40 rad • s
1
减到10 rad •
s
-1
,则飞轮在
这5 s内总共转过了
__________________ 圈,飞轮再经 _______________
的时间才能停止转
动.6、质量为
m
长为
丨
的棒,可绕通过棒中心
且与棒垂直的竖直光滑固定轴
自由转动(转动惯量
J= m
f
12)
•开始时棒静止,现有一子弹,质量也是
速
C
在水平面内
m
在水平面内以
第10页共27
页
度
V
o
垂直射入棒端并嵌在其中.则子弹嵌入后棒的角速度=
7、 静电场中
A、B两点的电势为
U>U
B
,则在正电荷由 A点移至B点的过程中电场力作
功,电势
能 ___________________ 。
8、
在一半径为R
i
的长直导线外套有氯丁橡胶绝缘护套, 护套外半径为
R,相对电容率为
£
r
,
设沿轴线
单位长度上导线的电荷密度为 入,则介质层内的电位移矢量为
______________________________ 介
质层内电场强度为
________________ 。
9、 载流导线弯曲成如图所示的形状,则载流导线在圆心
o处的磁感强
T
度的大小为 _______________ ,方向为
__________________ 。
10、 在匀强磁场
B
中,取一半径为
R的圆,圆面的法线
n
与
B
成60度
角,如图所示,则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面
量①二
m
O
S的磁通
- 1
2
d S
B
S
B 二 R
2
_________
2
3
九、
(力)一物质在介质中按规律
x
二
ct
3
作直线运动,
c
为一常量。设介质对物体的阻力正
比于速度的平方。式求物体由
X
0
二
0
运动到
x =
1
时,阻力所作的功。(已知阻力系数为
十、
如图所示,质量 叶
=16kg
的实心圆柱体A,其半径为
r二
15cm
,可以绕其固定水平轴
转动,阻力忽略不计。一条轻的柔绳绕在圆柱体上,其另一端系一个质量
物体B,求(1)物体B由静止开始下降1.0s后的距离;
(2)绳的张
力。
m
2
二
8.0kg
的
圆柱形电容器由半径为
R
A
和R
B
的两同轴圆柱导体面
比半
径R
B
大很多,求此电容器的电容。
第11页共27页
十二、 均匀带电圆盘,带正电荷 q,半径为
R,求通过盘心,且垂直盘面的轴线上任意点的电势。
十三、
有一同轴电缆,其尺寸如图所示。两导体中的电流均为
流的流向相反,导体的磁 性
I,但电
可不考虑。试计算以下各处的磁感应强度:(1)
r
;(
2)
r
Rj
。
B
卷答案:
一、 选择题
力
DBAD
热
CBAC
其它
CACCDE
二、 填空题
力:
1
、
AeT.I
2
-■
2
cos t 2 sin 11 1
2n 1 n ■
(n = 0, 1,2,
2
…)
2
、 法向、不一定
3
、
不守恒、不为
0
4
、 保守力、等于
执:
八、、・
第12页共27页
十二、 均匀带电圆盘,带正电荷
1
、 热量
2
、 相等 相等
3
、 增加
4
、 无规则越大
q,半径为
R,求通过盘心,且垂直盘面的轴线上任意点的电势。
第13页共27页
3 (2
I
)
7、正,减少
巴1
5
、
62.5
,
1.67s
6
、
= Ft
e
2 ■. 1
r
9
、
10
、
,垂直纸面向外
R
i
R
2
因AB、CD为等温过程,循环过程中系统作的净功为
解:
V2
mV2 m
3
-T In
= RT In _RT In
上=匕 T
W =W W
1 2
二 5.76 10 J
AB CD
M
V
1
V
1
V
2
M
由于吸热过程仅在
AB
和DA段,所以,循环过程中系统
吸热的总量为
Vm
4
E RT In
2
C
4
二 W
T -T 二 3.84 10 J
M
AB DA
DA V ,m 1 2
AB
V
1
-15 %
2
dw 二 Fdx - -kv dx
3 2
v 卫 3ct
2
dx = d (ct )二 3ct dt
dt
4
22236
dw = -k
(3ct )3ctdt - -27kct dt
I
1 3
36
27
37
Q
c
W
=
?
-27kct
dt =
_
y
kc t
0
27
kc
2 3
I
7 3
(热)
三、
(力)
解:当物体在介质里面移动了
dx
时,阻力做的功为
(3
分)
因为
(
分)
第11页共27页
7
(3
分)
四、
解
(
1)
分别作两物体的受力分析图
对实心圆柱体而言,由转
动定律得
F
丁广
—J
a
=
对悬挂物休繭言,依据牛顿定律,有
^2
一
F =
mig -
且
Ft
=
又由角量与线量之间的关系,得
a = ret
解上述方程组,可得物体下落的加速度
=2
观
2g
a
柄“
2m
2
(ft)
第15页共27页
&
m
2
a
B
d
1
(
町
(1)
=
在
r=1.0 s
时,
B
下落的距离为
s
=知
2
二
2
- 2.45
mi +
2m2
(5 分)
(2)
由式
(2)
可得绳中的张力为
五、假设单位长度圆柱体带电■
电场强度
E
=2nr
(
RAT
R
B
)
U
In
R
B
R
C =
Q
U
六、由带电圆环在其轴线上一点电势
V
P
4
n
oJ
在圆环上取圆环微元带电量
dq
n
dr
第16页共27页
(5 分)
=39.2 N
4
分)
(
2
分)
(
R
二
2
n
rdr
4
n
o
o
,
x2
r
2
2
o
(4
分)
第17页共27页
课程号:
场 竈
R2
时$$
耳一
2
曲
(
5
分)
B^*2irr
=
何(—
D=0
(
5
分)
GDOU-B-11-302
广东海洋大学
2007
――
2008
学年第二学期
《大学物理学》课程试题
考试
V
A
卷 闭卷
第18页共27页
七
、
1910003X1
□考查 口
B
卷 □开卷
题号
各题分数
实得分数
阅卷教师
-一
一
「
30
.
二
20
三、1 三、2 三、3 三、4 三、5
10
总分
100
10
10
10
10
、选择题(
单选题,每小题3分,共30分
)
(& - 2t
2
)j (SI),则t=0时,质点的速度大小 1、质点的运动方程为:r二(3t
2
- 6t)i
是
[
]
(B) 10 m.s
(C) 15 m.s (D) 20m.s
。
2、一质点在半径为0.1m的圆周上运动,其角位置为B = 2+4t
3
(SI
)。当切向加速度
和法向加速度大小相等时,
B
为[ ]
第19页共27页
(A) 2rad (B) 23rad (C) 8rad
(D) 83rad
3、
有些矢量是对于一定点(或轴)而确定的,有些矢量是与定点(或轴)的选择无
关的。在下述物理量中,与参考点(或轴)的选择无关的是
(A)力矩 (B)动量
(C)角动量
[ ]。
(D)转动惯量
4、
半径为R的均匀带电球面的静电场中,各点的电势 V与距球心的距离r的关系曲 线
为] ]。
(A)
O
V
A
(C)
5、在真空中,有两块无限大均匀带电的平行板,电荷面密度分别为
板之间场强的大小为[
]。
(
A
)
E
(B)
E
(C)
E
+o和-0的,则两
(
D
)
E=0
20
$$
] 6关于静电场的高斯定理有下面几种说法,其中正确的是]
(A)
如果高斯面上电场强度处处为零,则高斯面内必无电荷;
(B)
如果高斯面内有净电荷,则穿过高斯面的电场强度通量必不为零;
(C)
高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生;
(D)
如果穿过高斯面的电通量为零,则高斯面上电场强度处处为零。
7、
质是[
(A)电场线不是闭合曲线;
(C)静电场是有源场;
静电场的环路定理说明静电场的性
]。
(B)电场力不是保守力;
(D)静电场是保守场。
8、
均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面•今以该圆周为边线,作一半球面
第20页共27页
S,则通过S面的磁通量的大小为[ ]。
第i21页共27页
(A) 2 二 r
2
B (B)二 r
2
B
(D) 无法确定
]。
(C) 0
9、关于真空中电流元l
i
dl
i
与电流元l
2
dl
2
之间的相互作用,正确的是[
(
A
I
i
dl
i
与电流元I
2
dl
2
直接进行作用,且服从牛顿第三定律;
(B
由l
i
dl
i
产生的磁场与I
2
dl
2
产生的磁场之间相互作用,且服从牛顿第三定律;
(C
由l
i
dl
i
产生的磁场与I
2
dl
2
产生的磁场之间相互作用,且不服从牛顿第三定律;
(D
由I
i
dl
i
产生的磁场与I
2
dl
2
进行作用,或由I
2
dl
2
产生的磁场与I
i
dl
i
进行作用,
且不服从牛顿第三定律。
i0、在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为 4s,若相对于甲作匀速
直线运动的乙测得时间间隔为 5s,用c表示真空中光速,则乙相对于甲的运动速度
是
[]。
(A) 4c5 (B) 3c5 (C) 2c5 (D) ic5
二、填空题(
每小题2分,共20分
)
1、
原点。则物体
一物体受到力F - (5 3t) i
(SI)的作用,在t=0s时,物体静止在
在t=i0s时刻的动量大小为
_______________ 。
2、 有一人造地球卫星,质量为
m,在地球表面上空2倍于地球半径高度沿圆轨道运动
用m
R、引力常数G和地球质量M表示卫星的引力势能为 __________________ 。
3、 如图2-i所示,0为水平光滑固定转轴,平衡时杆铅直下垂,一子弹水平地射入
杆中,则在此过程中,子弹和杠组成的系统对转轴 0的 _______________ 守恒。
U
图2-i
图2-2
第i22页共27页
4、A、B、C三点同在一条直的电场线上,如图
2-2所示。已知各点电势大小的关系
第i23页共27页
为V
A
>VB>VC
,
若在B点放一负电荷,则该电荷在电场力作用下将
向 ________ 点运动。
5、 一次典型的闪电中,两个放电点间的电势差约为 1.0
X
1O
9
V,而被迁移的电荷约为
30C,则一次闪电所释放的能量是 ___________________ 。
6、
对于各向同性的均匀电介质,其相对电容率为
为 _______________ 。
OO N
丫,则D与E之间的关系式
7、 利用式V
A
=
E dl
可以计算场点A的电势,对于有限带电体,由于电势具有相
对性,一般选定 ________________ 处作为零电势的参考点。
8、
一长直螺线管是由直径d=0.2mm勺漆包线密绕而成。当它通以l=0.5A的电流时,
其内部的磁感应强度B= ______________
。(忽略绝缘层厚度,卩
o
=4
n X
10
-7
NA
2
)
9、
用导线制成一半径为r=10cm的闭合圆形线圈,其电阻R=1①,均匀磁场
B
垂直于
线
圈平面,欲使电路中有一稳定的感应电流i=0.01A ,B的变化率应为dBdt=
___________ 。
10、
一固有长度为6.0m的物体,以速率0.80c沿x轴相对某惯性系运动,则从该惯
性系来测量,此物体的长度为 ________________ 。
三、计算题(
每小题10分,共50分
)
1、如图3-1所示,质量为m的子弹以一定初速度水平射入一固定木块,进入深度 d
处后
停止。设木块对子弹的阻力与子弹入木块的深度成正比,比例系数为 k。试求木
块阻力对
子弹所作的功。
2、如图3-2所示,
长为L、质量为m的匀质细杆竖直放
60
°
O
置,
________
第24页共27页
图3-2
其下端与一固定铰链0相接,并可绕其转动,当杆受到微小扰动时,细杆将在重力作用
下由静止开始绕铰链0转动。求细杆转到与竖直线呈60
0
角时的角速度。
3、如图3-3所示,球形电容器的内、外半径分别为R
i
和R
2
,所带电荷
为土 Q若在 两球
间充以电容率为 的电介质。试求此电容器的电容。
4、无限长的同轴金属圆柱体与圆筒构成同轴电缆,如图
3-4所示,圆柱体半径与外
第25页共27页
圆筒半径分别为R
i
与R,两导体中的电流均为I,但电流的流向相反,导体的磁性可
不考
虑。试计算以下各处的磁感强度:(1)r< R
i
;
(2) R
i
;(3)r> R
2
。
5、如图3-5所示,一长为L的金属棒MN与载有电流I的无限长直导线共面,金属棒
可
绕端点M(与长直导线的距离为b)在平面内以角速度
3
匀速转动。试求当金属棒转
至
图示位置时(即棒垂直于长直导线),棒内的感应电动势,并判断棒的哪一端电势
较咼。
《大学物理学 》课程试题
(A
卷
)
1B 2D; 3B
4C; 5A 6B; 7D 8B 9D 10B
二、填空题(每小题
2分,共20分)
T I
I
4、
9、
M
L
,
N
mM
1、200kg.m.s
2
、「
G
-1 c
; 3、角动量;
3
10
10
J
;
图 3-5
S
;
10、3.6m
D
二
r 0
E
; 7、无穷远;8、二
10 'T
;
三、计算题(每小题 10分,共50分)
1、解:建立如图 3-1所示坐标,木块对子弹的阻力
3R
为:
F = - kxi
(4
分)
由功的定义得木块阻力对子弹所作的功
为:
m
二二二二二 A
IZZ>
1
1
■
f
d
七
'
图
3-1
第26页共27页
d
- - d
kxd
二 二-
0
L
O
2
一
负号表示阻力对子弹作负功。 (2
分)
2、解法一:如图3-2所示,细杆受到重力
1
W F
dx x
1 kd
2
(4
分
)
P和约束力
F作用,当杆与竖直线成
9
角时,
其力矩为零
由转动定律 M=Ju有
1 1 _mgL si n =
重力矩为_ mgL
sinr,F始终通过转轴 0,
mL
(3
得细杆 2 3
分)
为 由角加速度定义有
由角速
积分化简得
与竖直线
成
B
时的角加速度
si nr
2L
(2
分
)
■ d ■
二
3 g
dt
sin
闵
二
L
O
当=60时,
一
2
、解法二:
如图3-2
所示,细杆受到重力P和约束力F
作用,只有重力做功。当杆与竖直线成(角时,这一过程机械能守恒,选O点为势能 零
2
(5
点,有
]mgL
二
]mgL
cos^
)
2
杆绕轴0的转动惯量
J -Lml
2
9
3 g…
(1 - cos
0)
(
分
(1
分
)
2
)
图 3-2
V
J
分
代入整理得
(1 - cos
(4
当=60时,
所示,设内 带负电,球壳均匀带电,球壳间电场亦
是对称分布的。由高斯定理可求得
3、解:(1)如图3-
两壳间一点的电场强度为
3
壳带正电,外球壳
Q
E_e
rr
4 r
由电势差的定义得两球间的电势差为
R
2
dr Q 1
日)
9
分
)
(1
分
)
U
二
E dl
l
4
二;
R
1
由电容定义式可求得球形电容器的电容
R
1
c Q
C 4( R
2
)
二
(
)
r
4
二;
R
1
R
分
2
(3
U
R
2
- R
1
(3
分)
R
2
R
i
第27页共27页
3-4图
4、解:如图3-4所示,同轴电缆导体内的电流均匀分布,
其磁场呈轴对称,取半径
为r的同心圆为积分路径,由安培环|路定理B dl
I 得:
I
2
nr
3
(1) r
R
1
1
2
2
一
0
(2) R
i
:
Ir
B —
2
R
B - 2 r 1
I
J
0
r>R2:
(
3
分 坐标,无限长载流导线的磁场分布具有对
B
3
= 0
5、解:建立如图
3-5
称
性,根据安培环路定理可确定导体元处的磁感强度为:
0 I
⑶
)
2X
导体元的速度为:
根据动生电动势公式
得杆中的感应电动势为
电动势的方向由
M指向
v = (x - b)
(2分
)
b
L
(v B) dx
L
」|
(x-b)
0
:
*dx
(3分)
b
(
L - b In )
N , N点电势较高。(2分)
2
二
b
GDOU-B-11-302
广东海洋大学
2007
――
2008
学年第二学期
《大学物理学》课程试题
课程号:
1910003X1
题号
各题分数
实得分数
一一
一
「
30
考试 口
A
卷 闭卷
总分
100
□考查
V
B
卷 □开卷
_ 二 三、1 三、2 三、3 三、4 三、5
20
r 10
10 10 10 10
第28页共27页
阅卷教师
、选择题(
单选题,每小题3分,共30分
)
1.
一运动质点在某瞬时位于矢径
r x, y的端点处
,
其速度大小为[
d
r
(C)
d t
(D)
d
r
(A)
d
t
d r
(B)
d
t
2、对于质点组, 内力可以改变的物理量是]
(B)总角动量 (C)总动能
(D)总质量
(A)总动量
3、某人站在有光滑转轴的转动平台上,双臂水平地举着两个哑铃。在他将两个哑铃
水平
收缩到胸前的过程中,人和哑铃组成的系统的机械能和角动量的变化情况是
[ ]。
(A)机械能不守恒,角动量也不守恒
(C)机械能守恒,角动量也守恒
(
B)机械能守恒,角动量不守恒
(
D)机械能不守恒,角动量守恒
E与距球心的距离 4、半径为R的均匀带电球面的静电场中,各点的电场强度的大小
r的关系曲线为[ ]。
(B
5、如图1-1所示,AB和CD为两段均匀带正电的同心圆弧,圆心角都是
0
,且电荷
的线密度相等。设AB和CD在 0点产生的电势分别为
V和V
2
,则正确的是[ ]
6
如图1-2所示,直线MN长为2L,弧OCD是以N点为中心、L为半径的半圆弧,N
点处有
正电荷+q,
M点处有负电荷-q,今将一试验电荷+q
°
从O点出发沿路径OCDF移
到无穷远
处,设无穷远处为电势零点,则电场力作功 W为[]。
第29页共27页
(A) V=V
2
(B)
V
1
>V
2
(C) V
1
(D
)
V
1
^V
2
D
图1-3
图1-1
(A) W<0且为有限常量 (B) W=0 (C)
W>0且为有限常量 (D) W*
7、
如图1-3所示,无限长载流直导线与正方形载流线圈在同一平面内,若直导线固
定不动,则载流正方形线圈将[
(
A
向着直导线平移
]。
(C)离开直导线平移 (D)静止不动
]。
(B)转动
8、
磁场中的安培环路定理 J '
1
说明稳恒电流的磁场是[
內
(A)无源场
(
B)有旋场
(
C)无旋场
]。
(
D)有源场
9、关于位移电流,有下面四种说法,正确的是 [
(A)
位移电流的实质是变化的电场;
(B)
位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷;
(C)
位移电流的热效应服从焦耳一楞兹定律;
(D)
位移电流的磁效应不服从安培环路定律。
10、若从一惯性系中测得宇宙飞船的长度为其固有长度的
中的速度,则宇宙飞船相对于此惯性系的速度为 [
(A)0.4C (B) 0.6C
(C)0.8C
0.6倍,用C表示光在真空
]。
(D)0.9C
二、填空题(
每小题2分,共20分
)
1
、
有一个球体在某液体中坚直下落,球体的初速度为V。= 10 j,加速度为
a =
-1.0vj
,
式中为(SI)单位,则球体的速率随时间t的变化关系为
______________________ 。
2、 一物体受到力F二(5 3t) i
(SI)的作用,作用的时间为10s,则该物体受到的冲 量大小
为
_______________________ 。
第30页共27页
3、 一个刚体绕某定轴转动的运动学方程为
一
2
4t
3
(SI),若刚体上一质元P距转
轴的距离是0.10m。则在2s时质元P所具有的切向加速度为
__________________
第31页共27页
4、 地球表面附近的电场强度约为 100NC,方向垂直地面向下,假设地球上的电荷都
均匀分布在地表面上,则地球表面的电荷面密度为 __________________
。(真空介电常
数为 8.85
X
10
-12
C.N
-1
.m
-2
)
5、
在电场中放入电介质后,电介质中电场强度的分布既和 __________________ 电荷,
又和 _________________ 电荷有关。
6点电荷+q和-
q的静电场中,作出如图2-1的二个球形闭合面S和S、通过S
i
的
电场通量 ©
i
= ____________ ,通过 S
2
的电场通量 ©
2
= _______________ 。
7、
如上图2-2所示,载流导线在平面内分布,电流为 I,则在圆心0点处的磁感强
度大小为
_______________________ ,方向为 ____________________
。
8、 在真空中,若一均匀电场中的电场能量密度与均匀磁场中的磁场能量密度相等,
则该电场的电场强度E与该磁场的磁感应强度 B的关系为
_____________________ 。
9、
真空中有一电流元
Idl
,在由它起始的矢径r的端点处的磁感应强度的数学表达式
(毕一一萨定律的矢量表达式)为
__________________________________________ 。
10、 狭义相对论的两个基本原理是 __________ _ 和
____________________________ 。
三、计算题(
每小题10分,共50分
)
1、一人从h米深的井中提水,起始桶中装有m千克的水,由于水桶漏水,每升高1.0
米要
漏去o千克的水。水桶被匀速地从井中提到井口,求人所作的功。
第32页共27页
2、如图3-1所示,质量为m
i
的实心圆柱体
A,其半径为r,可以绕其固定水平轴转
动,阻力忽略不计,一条轻的柔绳绕在圆柱体上,其另一端系一个质量为
m
2
=m2的
物体B,已知定滑轮的转动惯量为J= ] m r
2
。试求物体B下落的加速度。
二
1
图3-1 <
br>3、如图3-2所示,无限长的同轴金属圆筒构成柱形电容器,内筒与外筒半径分别为
圆筒间充以
电容率为 的电介质。求沿轴向单位长度的电容。
图3-2
第33页共27页
与两 R
4、如图3-3所示,金属棒MN以匀速率v,平行于一长直导线移动,此导线通有电流I
求此
棒中的感应电动势,并判断棒的哪一端电势较高。
1
M
v
N
图3-3
薄
图3-4
第34页共27页
第 27 页 共 27 页
、考试命题计划表
早
9
填空
2
判断
1
选择
1
计算
1
分值
18
10
1
1
2
1
19
11
2
1
2
2
31
12
2
1
1
1
18
13
1
1
1
1
16
15
2
1
1
分值
2
X
10
1
X
6
3
X
8
10
X
6
8 110
、各章考点分布及典型题解分析
第
9
章
计算
第
10
章
计算
第
11
章
计算
第
12
章
计算
第
13
章
计算
第
15
章
分值
1
1
*
振动方程:
P8
:例
习题:
P38:
9-7
、
9-7
(类似)
9-121314
*
波动方程:
P53
:例
1
、例
2
(
1
、
4
) 习
题:
P89
:
10-789
(类似)
10
(类似)
13
*
干涉、衍射、偏振:
P105
:例、
P113:
例
2
、
P124
:例
1
(类似)
、
P140:
例 习题:
P168
:
11-13
(类似)
141516
、
P170
:
24253536 25
(类似)
*
气体动理论:
习题:
P209
:
12-12141617
*
物态方程
等值热力学过程:
习题:
P258
:
13-81011131817
(类似)
光电效应、实物粒子二象性、不确定关系、
波函数的物理意义、量子概念、一维势阱
2
1
1
8
第1页共27页
补充典型题
1、
容器中装有质量为 M的氮气(视为刚性双原子分子理想气体,分子量为 28),在高速v运动
少
的过程中突然停下•设气体定向运动的动能全部转化为气体的内能,试求:气体的温度上升多
2、
一质点沿x轴作简谐振动,其角频率•匸10 rads•试分别写出以下两种初始状态
下
的振动方程:
) 其初始位移x
o
= 7.5
cm,初始速度
v
= 75.0 cms
;
2 其初始位移x
o
=7.5 cm,初始速度
v
=- 75.0 cms.
3、
有两个相同的容器,一个盛有氦气,另一个盛有氢气(看作刚性分子),它们的压
强
和温度都相等。现将5J的热量传给氢气,使氢气温度升高,如果使氦气也升高同
样的温
度,求应向氦气传递多少的热量。
4、
刚性双原子分子的理想气体在一等压膨胀过程中所做的功为
程中气体内能的增量;(2)此过程中气体吸收的热量。
5、 有一平面简谐波沿
Ox轴负方向传播,已知振幅 A=1.0m,周期T=4.0 s,波长入=5.0m,在t=0
时坐标原点处的质点位于 y=0.5m处且沿Oy轴负方向运动。求该平面简谐波的波动方程。
A,试求:(1)此过
选择题(每个小题只有一个正确答案, 3
X
10=30分)
(力) 1、一质点运动方程
r
二
2ti (18
- 3t) j
,则它的运动为 ________ 。
A、匀速直线运动
B、匀速率曲线运动
C、匀加速直线运动 D匀加速曲线运动
(力)2、一质点在光滑平面上,在外力作用下沿某一曲线运动,若突然将外力撤消,则该
质点将作
__________________ 。
A、匀速率曲线运动
B匀速直线运动
C、停止运动 D减速运动
(力)3、质点作变速直线运动时,速度、加速度的关系为 ________________ 。
A、速度为零,加速度一定也为零 B、速度不为零,加速度一定也不为零
C、加速度很大,速度一定也很大 D、加速度减小,速度的变化率一定也减小
(力)4、关于势能,正确说法是 ________ 。
A、重力势能总是正的
B弹性势能总是负的
C、万有引力势能总是负的 D势能的正负只是相对于势能零点而言
5、在过程中如果 ___________ ,则质点系对该点的角动量保持不变。
第2页共27页
D、内力对参考点的力矩的矢量和始终为零
A、外力矢量和始终为零 B、外力做功始终为零
C、外力对参考点的力矩的矢量和始终为零
第3页共27页
D、内力对参考点的力矩的矢量和始终为零
6、
如图所示,闭合面 S内有一点电荷q
i
, P为S面上的一点,在
S面外A点有一点电荷q
2
,
若将q
2
移动
到S面外另一点B处,则下述正确的是
__________________________
。
A、
S面的电通量改变,P点的场强不变;
B、 S面的电通量不变,P点的场强改变; ,
C、 S面的电通量和P点的场强都不改变; .
D S面的电通量和P点的场强都改变。
I]
7、 两个点电荷相距一定的距离, 若在这两个点电荷联线的中垂
电势为零,那么这两个点电荷 _______ _。
A、电量相等,符号相同
B、电量相等,符号不同
C、电量不等,符号相同 D电量不等,符号不同
8、
将充过电的平行板电容器的极板间距离增大,则 ____________
。
A、 极板上的电荷增加
B、 电容器的电容增大
C、 两极板闪电场强不变
D电容器储存的能量不变
9、一通有电流为I的导线,弯成如图所示的形状,放在磁感强度为
B
的均匀磁场中,
B
的
方向垂直纸面向里,则此导线受到安培力的大小为 ________________
A、0 B、2BIR
C、4BIR D 8BIR
10、均匀磁场的磁感强度
B
垂直于半径为
r
的圆面•今以该圆周为边线,作一半球面
S
则
通过
S
面的磁通量的大小为
2
_______
A 2
丁
2
B
•
B、「
r
’
B
.
C 0 . D无法确定的量.
填空题(每题2 分)
1、
(力)加速度矢量可分解为法向加速度和切向加速度两个分量,对于匀速率圆周运动来
说,
向加速度为零,总的加速度等于 加速度。
2、 (力)质点作斜抛运动时(忽略空气阻力)
,质点的有是
的; -dt
是 的(填变化或不变化)。
作负功
3、
(力)摩擦力的方向 与物体运动方向相反,摩擦力
(填一定或不一定)
4、
(力)物体的动能发生变化,它的动量 发生变化;物体的动量发生了变化,
它的动能
_____________ 发生变化(填一定或不一定)
。
5、
长为I的杆如图悬挂.O为水平光滑固定转轴,平衡时杆竖直下垂
U
一子弹水平地射入杆中.则在此过程中, ____________________
系统对转轴
O
的 _________________
守恒
6、
一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为
1
= 20二rads,
再转60转后角速度为
2
= 30二rads,则角加速度 =
,转过上述60转所需的
时间
A
t = _______________
7、 静电场的高斯定理表明静电场是 ___________________
场;静电场的环路定理表明静电场是 场。
8、
一平行板电容器,充电后与电源保持联接,然后使两极板间充满相对介电常量为
r
;
的各
向同性均匀电介质,这时两极板上的电荷是原来的
______________ 倍;电场能量是原来的
倍
9、 磁场是
产生的场,磁场最基本的性质就是对 有作用力。
10、 真空中有一电流元
I d
l
,在由它起始的矢径
r
的端点处的磁感强度的数学表达式为
(力)如图所示,一绳索跨过无摩擦的滑轮,系在质量为 1.00kg的物体上,起初物体静
止在无摩擦的水平平面上。若用5N的恒力作用在绳索的另一端,使物体向右作加速运动,
当系在物体
上的绳索从与水平面成 30o角变为37o角时,力对物体所作的功为多少?已知
' 线 上
第4页共27页
D、内力对参考点的力矩的矢量和始终为零
滑轮与水平面之间的距离为
1m。
第5页共27页
四、 质量为
0.5kg,,长为0.4m的均匀细棒,可绕垂直于棒的一端的水平轴转动。如将此棒放
在水平位置,然后任其下落,求:(1)当棒转过60o时的角速度和角加速度;(2)下落到
竖直
位置时的动能;(3)下落到竖直位置时的角速度。
五、 球形电容器是由半径分别为
六、
R
i
和R
2
的两个同心金属球壳组成,求此电容器
的电容。
O相距为x处点P 正电荷q均匀分布在半径为 R的细圆环上,计算在环的轴线上与环心
的电势。
七、 无限长载流圆柱体半径为
R,通以电流I,电流沿轴向流动,且电流在截面积上的分布是
均匀的,求空间内的磁场分布。
A
卷
选择题力
ABDD CBBCBB
填空题
力
1
、
切向、法向
2
、
变化、不变化
3
、
不一定、不一定
4
、
一定、不一定
5
、
杆和子弹、角动量
6
、
6.54rad$$
,
4.8s
7
、
有源、保守
r
,
r
9
、
运动电荷、运动电荷
-尸
I d l
x
r
10
d
B
亠
■
3
、
兀
(力)三、
在
dx
位移中,
F
做的功为
dw = F *dx =
F cos
:
dx
8
、
第6页共27页
x = hctg:
sin
2
a
d、f
积分得:
学 F co泊」^da=-Fh
.2
37
0
二 1.69J
应
sin a
sin%
0
0
四、
解
(
D棒绕端点的转动惯量J -
jm
2
,由转动定律M^Ja可得棒在8 位置时的角加翅度为
M( d) _
却菖cos 8
° -
厂—
~^r~
时,禅转动的角加速度
a
= 18-4 s
-2
由尸盘二■根据初始条件对式(I)积分用
吕
f呦.
aid诃二 ad&
」o
则角速度为
出8 =
(2)
根据机械能守恒,棒下落至竖直位置时的动能为
1
Ek = y
?ngZ = 0,98 J
-
(3)由于该动能也就是转动动能,即E
严舟屉S
所以用落至竖直位置时
的角猱度为
3
分
第7页共27页
五、设电容器带电
Q
(R
i
r R
2
)
R
2
dr
1
E dl
4 n
o
R
I
r
亠丄-)
4
n
0
R
1
R
2
六、取电荷元长
dl
dq = d
= J
qd
R
-J
一
dVp -
1 qdl
4
n
0
r 2 R
1 qdl q
V
_
P
二
4
n
I
-
o
r 2
T
R 4
n
r
4
n
0
v x
2
七
、
2
n
rB
二
」
I
o
i
2
n
2
与
I
成右手螺旋方向
n
R
0
Ir
2
n
R
2
第8页共27页
(4
分)
(4
分)
1
4
o
R
2
(
3
分)
(
3
分)
q
(
4
分)
R
2
(2
分)
(2
分)
B
的方向
B
七、
选择题(每个小题只有一个正确答案, 3
X
10=30分)
GDOU-B-11-302
1、
(
力
)
一质点的运动方程为
r
= (6t
2
- 1)
i
+ (3t
2
+3t + 1)
j
此质点的运动为 _____________
A、
变速运动,质点所受合力是恒力
B、 匀变速运动,质点所受合力是变力
C、
匀速运动,质点所受合力是恒力
D、 匀变速运动,质点所受合力是恒力
2、
(力)在下述说法中,正确说法是 _______ 。
A、
在方向和大小都随时间变化的力反作用下,物体作匀速直线运动
B、
在方向和大小都不随时间变化的力反作用下,物体作匀加速运动
C、
在两个相互垂直的恒力作用下,物体可以作匀速直线运动
D、
在两个相互垂直的恒力作用下,物体可以作匀速率曲线运动
~ 2 -
3、
(力)一质点受力
F = 3x i
N,沿x轴正方向运动,在
x=0到x=2m过程中,该力作的 功为
A
8J B、12J C 16J D 24J
4、 (力)质点作变速直线运动时,速度、加速度的关系为 ___________ 。
A、速度为零,加速度一定也为零
B速度不为零,加速度一定也不为零
C加速度很大,速度一定也很大
D加速度减小,速度的变化率一定也减小
5、人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动,地球在椭圆轨道上的一个焦点上,则卫星
_____________
A、 动量守恒,动能守恒 ;
B、
动量守恒,动能不守恒;
C、 对地球中心的角动量守恒,动能不守恒
D、
对地球中心的角动量不守恒,动能守恒
6、两个同号的点电荷相距
I,要使它们的电势能增加一倍,则应该 _______________
A、
外力做功使点电荷间距离减少为
l 2
B、 外力做功使点电荷间距离减少为
l
4
C、
电场力做功使点电荷间距离增大为
2l
;
D、 电场力做功使点电荷间距离增大为
7、将充过电的平行板电容器的极板间距离增大,则
_____________
4l
第9页共27页
A、 极板上的电荷增加
B、 电容器的电容增大
C、 两极板闪电场强不变
D、 电容器储存的能量不变
8、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和刀 q =
0,则可肯定:
A
高斯面上各点场强均为零 ______________
B、穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为
零.C、穿过整个高斯面的电场强度通量为零.
D、以上说法都不对.
9、无限长直导线在
P
处弯成半径为
R
的圆,当通以电流
I
时,则在圆心
小等
C
点的磁感强度大
于 __________________
A「
01
.
B「
01
.
・0
丨
■R
C 0.
1
D
(1--
)
.
2R
二
E、
01
(V
4R
b
点.若
ca
bd
都沿环的
10、如图所示,电流从
a
点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于
径
向,则在环形分路的环心处的磁感强度____________________
A方向垂直环形分路所在平面且指向纸内.
B
方向垂直环形分路所在
平面且指向纸外.
C方向在环形分路所在平面,且指向
b
. D方向在环形分路所在平面内,且指向
a
. E为零.
八、 填空题(每题2 分)
1、
(力)质点作圆周运动时,一定具有 _____________ (填切向或法向)加速度,所受的合力
(填一定或不一定)指向圆心。
2、 (力)质点作曲线运动时,质点的动量
______________ (填守恒或不守恒),所受合力的冲
量
_____________ (填为零或不为零)。
3、 (力)万有引力是
等于或不等于)零。
4、 (力)一质点沿直线运动,其坐标
X
与时间
t
有如下关系:
(填保守力或非保守力),它沿着闭合路径所做的功 (填
x =A e cos
国
t
(SI) (
A
皆为常数
)
; (1)
_______________________________________________
任意时刻
t
质点的加速度
a
=
(2)
_______________________________________________
质点通过原点的时刻
t
= .
5、 一飞轮作匀减速转动,在 5
s内角速度由40 rad • s
1
减到10 rad •
s
-1
,则飞轮在
这5 s内总共转过了
__________________ 圈,飞轮再经 _______________
的时间才能停止转
动.6、质量为
m
长为
丨
的棒,可绕通过棒中心
且与棒垂直的竖直光滑固定轴
自由转动(转动惯量
J= m
f
12)
•开始时棒静止,现有一子弹,质量也是
速
C
在水平面内
m
在水平面内以
第10页共27
页
度
V
o
垂直射入棒端并嵌在其中.则子弹嵌入后棒的角速度=
7、 静电场中
A、B两点的电势为
U>U
B
,则在正电荷由 A点移至B点的过程中电场力作
功,电势
能 ___________________ 。
8、
在一半径为R
i
的长直导线外套有氯丁橡胶绝缘护套, 护套外半径为
R,相对电容率为
£
r
,
设沿轴线
单位长度上导线的电荷密度为 入,则介质层内的电位移矢量为
______________________________ 介
质层内电场强度为
________________ 。
9、 载流导线弯曲成如图所示的形状,则载流导线在圆心
o处的磁感强
T
度的大小为 _______________ ,方向为
__________________ 。
10、 在匀强磁场
B
中,取一半径为
R的圆,圆面的法线
n
与
B
成60度
角,如图所示,则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面
量①二
m
O
S的磁通
- 1
2
d S
B
S
B 二 R
2
_________
2
3
九、
(力)一物质在介质中按规律
x
二
ct
3
作直线运动,
c
为一常量。设介质对物体的阻力正
比于速度的平方。式求物体由
X
0
二
0
运动到
x =
1
时,阻力所作的功。(已知阻力系数为
十、
如图所示,质量 叶
=16kg
的实心圆柱体A,其半径为
r二
15cm
,可以绕其固定水平轴
转动,阻力忽略不计。一条轻的柔绳绕在圆柱体上,其另一端系一个质量
物体B,求(1)物体B由静止开始下降1.0s后的距离;
(2)绳的张
力。
m
2
二
8.0kg
的
圆柱形电容器由半径为
R
A
和R
B
的两同轴圆柱导体面
比半
径R
B
大很多,求此电容器的电容。
第11页共27页
十二、 均匀带电圆盘,带正电荷 q,半径为
R,求通过盘心,且垂直盘面的轴线上任意点的电势。
十三、
有一同轴电缆,其尺寸如图所示。两导体中的电流均为
流的流向相反,导体的磁 性
I,但电
可不考虑。试计算以下各处的磁感应强度:(1)
r
;(
2)
r
Rj
。
B
卷答案:
一、 选择题
力
DBAD
热
CBAC
其它
CACCDE
二、 填空题
力:
1
、
AeT.I
2
-■
2
cos t 2 sin 11 1
2n 1 n ■
(n = 0, 1,2,
2
…)
2
、 法向、不一定
3
、
不守恒、不为
0
4
、 保守力、等于
执:
八、、・
第12页共27页
十二、 均匀带电圆盘,带正电荷
1
、 热量
2
、 相等 相等
3
、 增加
4
、 无规则越大
q,半径为
R,求通过盘心,且垂直盘面的轴线上任意点的电势。
第13页共27页
3 (2
I
)
7、正,减少
巴1
5
、
62.5
,
1.67s
6
、
= Ft
e
2 ■. 1
r
9
、
10
、
,垂直纸面向外
R
i
R
2
因AB、CD为等温过程,循环过程中系统作的净功为
解:
V2
mV2 m
3
-T In
= RT In _RT In
上=匕 T
W =W W
1 2
二 5.76 10 J
AB CD
M
V
1
V
1
V
2
M
由于吸热过程仅在
AB
和DA段,所以,循环过程中系统
吸热的总量为
Vm
4
E RT In
2
C
4
二 W
T -T 二 3.84 10 J
M
AB DA
DA V ,m 1 2
AB
V
1
-15 %
2
dw 二 Fdx - -kv dx
3 2
v 卫 3ct
2
dx = d (ct )二 3ct dt
dt
4
22236
dw = -k
(3ct )3ctdt - -27kct dt
I
1 3
36
27
37
Q
c
W
=
?
-27kct
dt =
_
y
kc t
0
27
kc
2 3
I
7 3
(热)
三、
(力)
解:当物体在介质里面移动了
dx
时,阻力做的功为
(3
分)
因为
(
分)
第11页共27页
7
(3
分)
四、
解
(
1)
分别作两物体的受力分析图
对实心圆柱体而言,由转
动定律得
F
丁广
—J
a
=
对悬挂物休繭言,依据牛顿定律,有
^2
一
F =
mig -
且
Ft
=
又由角量与线量之间的关系,得
a = ret
解上述方程组,可得物体下落的加速度
=2
观
2g
a
柄“
2m
2
(ft)
第15页共27页
&
m
2
a
B
d
1
(
町
(1)
=
在
r=1.0 s
时,
B
下落的距离为
s
=知
2
二
2
- 2.45
mi +
2m2
(5 分)
(2)
由式
(2)
可得绳中的张力为
五、假设单位长度圆柱体带电■
电场强度
E
=2nr
(
RAT
R
B
)
U
In
R
B
R
C =
Q
U
六、由带电圆环在其轴线上一点电势
V
P
4
n
oJ
在圆环上取圆环微元带电量
dq
n
dr
第16页共27页
(5 分)
=39.2 N
4
分)
(
2
分)
(
R
二
2
n
rdr
4
n
o
o
,
x2
r
2
2
o
(4
分)
第17页共27页
课程号:
场 竈
R2
时$$
耳一
2
曲
(
5
分)
B^*2irr
=
何(—
D=0
(
5
分)
GDOU-B-11-302
广东海洋大学
2007
――
2008
学年第二学期
《大学物理学》课程试题
考试
V
A
卷 闭卷
第18页共27页
七
、
1910003X1
□考查 口
B
卷 □开卷
题号
各题分数
实得分数
阅卷教师
-一
一
「
30
.
二
20
三、1 三、2 三、3 三、4 三、5
10
总分
100
10
10
10
10
、选择题(
单选题,每小题3分,共30分
)
(& - 2t
2
)j (SI),则t=0时,质点的速度大小 1、质点的运动方程为:r二(3t
2
- 6t)i
是
[
]
(B) 10 m.s
(C) 15 m.s (D) 20m.s
。
2、一质点在半径为0.1m的圆周上运动,其角位置为B = 2+4t
3
(SI
)。当切向加速度
和法向加速度大小相等时,
B
为[ ]
第19页共27页
(A) 2rad (B) 23rad (C) 8rad
(D) 83rad
3、
有些矢量是对于一定点(或轴)而确定的,有些矢量是与定点(或轴)的选择无
关的。在下述物理量中,与参考点(或轴)的选择无关的是
(A)力矩 (B)动量
(C)角动量
[ ]。
(D)转动惯量
4、
半径为R的均匀带电球面的静电场中,各点的电势 V与距球心的距离r的关系曲 线
为] ]。
(A)
O
V
A
(C)
5、在真空中,有两块无限大均匀带电的平行板,电荷面密度分别为
板之间场强的大小为[
]。
(
A
)
E
(B)
E
(C)
E
+o和-0的,则两
(
D
)
E=0
20
$$
] 6关于静电场的高斯定理有下面几种说法,其中正确的是]
(A)
如果高斯面上电场强度处处为零,则高斯面内必无电荷;
(B)
如果高斯面内有净电荷,则穿过高斯面的电场强度通量必不为零;
(C)
高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生;
(D)
如果穿过高斯面的电通量为零,则高斯面上电场强度处处为零。
7、
质是[
(A)电场线不是闭合曲线;
(C)静电场是有源场;
静电场的环路定理说明静电场的性
]。
(B)电场力不是保守力;
(D)静电场是保守场。
8、
均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面•今以该圆周为边线,作一半球面
第20页共27页
S,则通过S面的磁通量的大小为[ ]。
第i21页共27页
(A) 2 二 r
2
B (B)二 r
2
B
(D) 无法确定
]。
(C) 0
9、关于真空中电流元l
i
dl
i
与电流元l
2
dl
2
之间的相互作用,正确的是[
(
A
I
i
dl
i
与电流元I
2
dl
2
直接进行作用,且服从牛顿第三定律;
(B
由l
i
dl
i
产生的磁场与I
2
dl
2
产生的磁场之间相互作用,且服从牛顿第三定律;
(C
由l
i
dl
i
产生的磁场与I
2
dl
2
产生的磁场之间相互作用,且不服从牛顿第三定律;
(D
由I
i
dl
i
产生的磁场与I
2
dl
2
进行作用,或由I
2
dl
2
产生的磁场与I
i
dl
i
进行作用,
且不服从牛顿第三定律。
i0、在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为 4s,若相对于甲作匀速
直线运动的乙测得时间间隔为 5s,用c表示真空中光速,则乙相对于甲的运动速度
是
[]。
(A) 4c5 (B) 3c5 (C) 2c5 (D) ic5
二、填空题(
每小题2分,共20分
)
1、
原点。则物体
一物体受到力F - (5 3t) i
(SI)的作用,在t=0s时,物体静止在
在t=i0s时刻的动量大小为
_______________ 。
2、 有一人造地球卫星,质量为
m,在地球表面上空2倍于地球半径高度沿圆轨道运动
用m
R、引力常数G和地球质量M表示卫星的引力势能为 __________________ 。
3、 如图2-i所示,0为水平光滑固定转轴,平衡时杆铅直下垂,一子弹水平地射入
杆中,则在此过程中,子弹和杠组成的系统对转轴 0的 _______________ 守恒。
U
图2-i
图2-2
第i22页共27页
4、A、B、C三点同在一条直的电场线上,如图
2-2所示。已知各点电势大小的关系
第i23页共27页
为V
A
>VB>VC
,
若在B点放一负电荷,则该电荷在电场力作用下将
向 ________ 点运动。
5、 一次典型的闪电中,两个放电点间的电势差约为 1.0
X
1O
9
V,而被迁移的电荷约为
30C,则一次闪电所释放的能量是 ___________________ 。
6、
对于各向同性的均匀电介质,其相对电容率为
为 _______________ 。
OO N
丫,则D与E之间的关系式
7、 利用式V
A
=
E dl
可以计算场点A的电势,对于有限带电体,由于电势具有相
对性,一般选定 ________________ 处作为零电势的参考点。
8、
一长直螺线管是由直径d=0.2mm勺漆包线密绕而成。当它通以l=0.5A的电流时,
其内部的磁感应强度B= ______________
。(忽略绝缘层厚度,卩
o
=4
n X
10
-7
NA
2
)
9、
用导线制成一半径为r=10cm的闭合圆形线圈,其电阻R=1①,均匀磁场
B
垂直于
线
圈平面,欲使电路中有一稳定的感应电流i=0.01A ,B的变化率应为dBdt=
___________ 。
10、
一固有长度为6.0m的物体,以速率0.80c沿x轴相对某惯性系运动,则从该惯
性系来测量,此物体的长度为 ________________ 。
三、计算题(
每小题10分,共50分
)
1、如图3-1所示,质量为m的子弹以一定初速度水平射入一固定木块,进入深度 d
处后
停止。设木块对子弹的阻力与子弹入木块的深度成正比,比例系数为 k。试求木
块阻力对
子弹所作的功。
2、如图3-2所示,
长为L、质量为m的匀质细杆竖直放
60
°
O
置,
________
第24页共27页
图3-2
其下端与一固定铰链0相接,并可绕其转动,当杆受到微小扰动时,细杆将在重力作用
下由静止开始绕铰链0转动。求细杆转到与竖直线呈60
0
角时的角速度。
3、如图3-3所示,球形电容器的内、外半径分别为R
i
和R
2
,所带电荷
为土 Q若在 两球
间充以电容率为 的电介质。试求此电容器的电容。
4、无限长的同轴金属圆柱体与圆筒构成同轴电缆,如图
3-4所示,圆柱体半径与外
第25页共27页
圆筒半径分别为R
i
与R,两导体中的电流均为I,但电流的流向相反,导体的磁性可
不考
虑。试计算以下各处的磁感强度:(1)r< R
i
;
(2) R
i
;(3)r> R
2
。
5、如图3-5所示,一长为L的金属棒MN与载有电流I的无限长直导线共面,金属棒
可
绕端点M(与长直导线的距离为b)在平面内以角速度
3
匀速转动。试求当金属棒转
至
图示位置时(即棒垂直于长直导线),棒内的感应电动势,并判断棒的哪一端电势
较咼。
《大学物理学 》课程试题
(A
卷
)
1B 2D; 3B
4C; 5A 6B; 7D 8B 9D 10B
二、填空题(每小题
2分,共20分)
T I
I
4、
9、
M
L
,
N
mM
1、200kg.m.s
2
、「
G
-1 c
; 3、角动量;
3
10
10
J
;
图 3-5
S
;
10、3.6m
D
二
r 0
E
; 7、无穷远;8、二
10 'T
;
三、计算题(每小题 10分,共50分)
1、解:建立如图 3-1所示坐标,木块对子弹的阻力
3R
为:
F = - kxi
(4
分)
由功的定义得木块阻力对子弹所作的功
为:
m
二二二二二 A
IZZ>
1
1
■
f
d
七
'
图
3-1
第26页共27页
d
- - d
kxd
二 二-
0
L
O
2
一
负号表示阻力对子弹作负功。 (2
分)
2、解法一:如图3-2所示,细杆受到重力
1
W F
dx x
1 kd
2
(4
分
)
P和约束力
F作用,当杆与竖直线成
9
角时,
其力矩为零
由转动定律 M=Ju有
1 1 _mgL si n =
重力矩为_ mgL
sinr,F始终通过转轴 0,
mL
(3
得细杆 2 3
分)
为 由角加速度定义有
由角速
积分化简得
与竖直线
成
B
时的角加速度
si nr
2L
(2
分
)
■ d ■
二
3 g
dt
sin
闵
二
L
O
当=60时,
一
2
、解法二:
如图3-2
所示,细杆受到重力P和约束力F
作用,只有重力做功。当杆与竖直线成(角时,这一过程机械能守恒,选O点为势能 零
2
(5
点,有
]mgL
二
]mgL
cos^
)
2
杆绕轴0的转动惯量
J -Lml
2
9
3 g…
(1 - cos
0)
(
分
(1
分
)
2
)
图 3-2
V
J
分
代入整理得
(1 - cos
(4
当=60时,
所示,设内 带负电,球壳均匀带电,球壳间电场亦
是对称分布的。由高斯定理可求得
3、解:(1)如图3-
两壳间一点的电场强度为
3
壳带正电,外球壳
Q
E_e
rr
4 r
由电势差的定义得两球间的电势差为
R
2
dr Q 1
日)
9
分
)
(1
分
)
U
二
E dl
l
4
二;
R
1
由电容定义式可求得球形电容器的电容
R
1
c Q
C 4( R
2
)
二
(
)
r
4
二;
R
1
R
分
2
(3
U
R
2
- R
1
(3
分)
R
2
R
i
第27页共27页
3-4图
4、解:如图3-4所示,同轴电缆导体内的电流均匀分布,
其磁场呈轴对称,取半径
为r的同心圆为积分路径,由安培环|路定理B dl
I 得:
I
2
nr
3
(1) r
R
1
1
2
2
一
0
(2) R
i
:
Ir
B —
2
R
B - 2 r 1
I
J
0
r>R2:
(
3
分 坐标,无限长载流导线的磁场分布具有对
B
3
= 0
5、解:建立如图
3-5
称
性,根据安培环路定理可确定导体元处的磁感强度为:
0 I
⑶
)
2X
导体元的速度为:
根据动生电动势公式
得杆中的感应电动势为
电动势的方向由
M指向
v = (x - b)
(2分
)
b
L
(v B) dx
L
」|
(x-b)
0
:
*dx
(3分)
b
(
L - b In )
N , N点电势较高。(2分)
2
二
b
GDOU-B-11-302
广东海洋大学
2007
――
2008
学年第二学期
《大学物理学》课程试题
课程号:
1910003X1
题号
各题分数
实得分数
一一
一
「
30
考试 口
A
卷 闭卷
总分
100
□考查
V
B
卷 □开卷
_ 二 三、1 三、2 三、3 三、4 三、5
20
r 10
10 10 10 10
第28页共27页
阅卷教师
、选择题(
单选题,每小题3分,共30分
)
1.
一运动质点在某瞬时位于矢径
r x, y的端点处
,
其速度大小为[
d
r
(C)
d t
(D)
d
r
(A)
d
t
d r
(B)
d
t
2、对于质点组, 内力可以改变的物理量是]
(B)总角动量 (C)总动能
(D)总质量
(A)总动量
3、某人站在有光滑转轴的转动平台上,双臂水平地举着两个哑铃。在他将两个哑铃
水平
收缩到胸前的过程中,人和哑铃组成的系统的机械能和角动量的变化情况是
[ ]。
(A)机械能不守恒,角动量也不守恒
(C)机械能守恒,角动量也守恒
(
B)机械能守恒,角动量不守恒
(
D)机械能不守恒,角动量守恒
E与距球心的距离 4、半径为R的均匀带电球面的静电场中,各点的电场强度的大小
r的关系曲线为[ ]。
(B
5、如图1-1所示,AB和CD为两段均匀带正电的同心圆弧,圆心角都是
0
,且电荷
的线密度相等。设AB和CD在 0点产生的电势分别为
V和V
2
,则正确的是[ ]
6
如图1-2所示,直线MN长为2L,弧OCD是以N点为中心、L为半径的半圆弧,N
点处有
正电荷+q,
M点处有负电荷-q,今将一试验电荷+q
°
从O点出发沿路径OCDF移
到无穷远
处,设无穷远处为电势零点,则电场力作功 W为[]。
第29页共27页
(A) V=V
2
(B)
V
1
>V
2
(C) V
1
(D
)
V
1
^V
2
D
图1-3
图1-1
(A) W<0且为有限常量 (B) W=0 (C)
W>0且为有限常量 (D) W*
7、
如图1-3所示,无限长载流直导线与正方形载流线圈在同一平面内,若直导线固
定不动,则载流正方形线圈将[
(
A
向着直导线平移
]。
(C)离开直导线平移 (D)静止不动
]。
(B)转动
8、
磁场中的安培环路定理 J '
1
说明稳恒电流的磁场是[
內
(A)无源场
(
B)有旋场
(
C)无旋场
]。
(
D)有源场
9、关于位移电流,有下面四种说法,正确的是 [
(A)
位移电流的实质是变化的电场;
(B)
位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷;
(C)
位移电流的热效应服从焦耳一楞兹定律;
(D)
位移电流的磁效应不服从安培环路定律。
10、若从一惯性系中测得宇宙飞船的长度为其固有长度的
中的速度,则宇宙飞船相对于此惯性系的速度为 [
(A)0.4C (B) 0.6C
(C)0.8C
0.6倍,用C表示光在真空
]。
(D)0.9C
二、填空题(
每小题2分,共20分
)
1
、
有一个球体在某液体中坚直下落,球体的初速度为V。= 10 j,加速度为
a =
-1.0vj
,
式中为(SI)单位,则球体的速率随时间t的变化关系为
______________________ 。
2、 一物体受到力F二(5 3t) i
(SI)的作用,作用的时间为10s,则该物体受到的冲 量大小
为
_______________________ 。
第30页共27页
3、 一个刚体绕某定轴转动的运动学方程为
一
2
4t
3
(SI),若刚体上一质元P距转
轴的距离是0.10m。则在2s时质元P所具有的切向加速度为
__________________
第31页共27页
4、 地球表面附近的电场强度约为 100NC,方向垂直地面向下,假设地球上的电荷都
均匀分布在地表面上,则地球表面的电荷面密度为 __________________
。(真空介电常
数为 8.85
X
10
-12
C.N
-1
.m
-2
)
5、
在电场中放入电介质后,电介质中电场强度的分布既和 __________________ 电荷,
又和 _________________ 电荷有关。
6点电荷+q和-
q的静电场中,作出如图2-1的二个球形闭合面S和S、通过S
i
的
电场通量 ©
i
= ____________ ,通过 S
2
的电场通量 ©
2
= _______________ 。
7、
如上图2-2所示,载流导线在平面内分布,电流为 I,则在圆心0点处的磁感强
度大小为
_______________________ ,方向为 ____________________
。
8、 在真空中,若一均匀电场中的电场能量密度与均匀磁场中的磁场能量密度相等,
则该电场的电场强度E与该磁场的磁感应强度 B的关系为
_____________________ 。
9、
真空中有一电流元
Idl
,在由它起始的矢径r的端点处的磁感应强度的数学表达式
(毕一一萨定律的矢量表达式)为
__________________________________________ 。
10、 狭义相对论的两个基本原理是 __________ _ 和
____________________________ 。
三、计算题(
每小题10分,共50分
)
1、一人从h米深的井中提水,起始桶中装有m千克的水,由于水桶漏水,每升高1.0
米要
漏去o千克的水。水桶被匀速地从井中提到井口,求人所作的功。
第32页共27页
2、如图3-1所示,质量为m
i
的实心圆柱体
A,其半径为r,可以绕其固定水平轴转
动,阻力忽略不计,一条轻的柔绳绕在圆柱体上,其另一端系一个质量为
m
2
=m2的
物体B,已知定滑轮的转动惯量为J= ] m r
2
。试求物体B下落的加速度。
二
1
图3-1 <
br>3、如图3-2所示,无限长的同轴金属圆筒构成柱形电容器,内筒与外筒半径分别为
圆筒间充以
电容率为 的电介质。求沿轴向单位长度的电容。
图3-2
第33页共27页
与两 R
4、如图3-3所示,金属棒MN以匀速率v,平行于一长直导线移动,此导线通有电流I
求此
棒中的感应电动势,并判断棒的哪一端电势较高。
1
M
v
N
图3-3
薄
图3-4
第34页共27页
第 27 页 共 27 页