期末复习题——大学物理

温柔似野鬼°
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2020年08月04日 00:57
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中国石油大学(北京)远程教育学院
大学物理期末复习题

题号
得分










总分

一、单项选择题(60分,每题4分)
1. 在电梯中用弹簧秤称物体的重量。当 电梯静止时,称得一个物体重量为500N。当
电梯作匀变速运动时,称得其重量为400N,则该电梯 的加速度是
[ C ] (参见上册:39页,选择题2)
(A)大小为0.2g,方向向上。 (B)大小为0.8g,方向向上。
(C)大小为0.2g,方向向下。 (D)大小为0.8g,方向向下。

2.如图1所示为定量理想气体内能 E 随体积V 的变化关系,则此直线表示的过程
为:[ A ] (参见上册:149页, 选择题3)
(A)等压过程; (B)绝热过程;
(C)等温过程; (D)等容过程。





3. 一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M的定滑轮,绳的两端分别悬有质量m1 和
m2 的物体 (m1< m2),如图2所示.绳与轮之间无相对滑动,某时刻滑轮沿逆时针方向
E

o
图1
V

0


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转动,则绳的张力[ C ] (参见上册:126页,选择题5)



o
m
1
m
2

图2

(A) 处处相等. (B) 左边大于右边. (C) 右边大于左边. (D) 无法判断.

4. 如图3所示,C
和 C两空气电容器并联起来接上电源充电.然后将电源断开,
1 2
再把一电介质插入 C中,则( C)
1

(参见下册:48页,选择题4)
(A) C
和 C极板上电量都不变.
1 2
(B) C
极板上电量增大,C极板上的电量不变.
12
(C) C
极板上电量增大,C极板上的电量减少.
12
(D) C
极板上的电量减少,C极板上电量增大.
12
5.如图4所示,导轨置于水平面内,磁场方向垂直向上,导线 ab 和 cd 可以在导轨
上自由滑动.当 ab 在外力 F 作用下,向左运动时,
下面的描述那一

个是正确的 ?(A )(参见下册:101页,法拉第电



C
1
C
2



图3
a
c

B




















































P


b
d

图4
1


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磁感应定律)

(A) cd 也向左运动.
(B) cd 内有电流流过,由 d 向 c .
(C) cd 向右运动.
(D)磁场对 ab 导线的作用力向右.

6.下面说法正确的是[ D ] (参见下册:第1章)
(A)等势面上各点场强的大小一定相等;
(B)在电势高处,电势能也一定高;
(C)场强大处,电势一定高;
(D)场强的方向总是从电势高处指向低处.

7. 圆铜盘水平放置在均匀磁场中,如图5所示,磁场的方向垂直盘面向上,当铜盘绕
通过中 心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时,[ D ] (参见下册:127页,选择
题7)
(A) 铜盘上有感应电流产生,沿着铜盘转
动的相反方向流动。
2


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o
图5


(B) 铜盘上有感应电流产生,沿着铜盘转
动的方向流动。
(C) 铜盘上产生涡流。
(D) 铜盘上有感应电流产生,铜盘边缘处
电势最高。

8.下列几个说法中哪一个是正确的?( C )
(参见下册:26页,选择题2)

(A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向。
(B)在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同。
(C) 场强方向可由 E=Fq 定出,其中 q 为试验电荷的电量,q 可正、
可负,F 为试验电荷所受的电场力。
( D )以上说法都不正确。

9. 一质点从O点出发作抛体运动(忽略空气阻力),初速度为
v
0
,如图6所示。图6
在运动过程中( ) (参见上册:12页 切向加速度与法向加速度)

3


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Y

v
0

θ
O
图6

X
dv
(1)不变
dt

dv
(2)不变
dt

(3)
a
n
不变
(4)最高处曲率半径最大

10.质量为 20g 的子弹沿 x 轴正向以500ms的速度射入一木块后,与木
块一起以50ms 的速度仍沿 x 轴正向前进,在此过程中木块所受冲量的
大小为(A )

(参见上册:51-52页,动量定理)

(A)9N·s (B)-9N·s (C)10 N·s (D)-10 N·s

11. .如图7,光滑的水平桌面上, 有一长为 2L、质量为 m 的匀质细杆,可绕过其中
点且垂直于杆的竖直光滑固定轴自由转动,其转动惯量为 mL23, 起初杆静止,桌面上
4v
6v
2v
8v
(B)
(C)
(D)
5L
7L
3L
9L
有两个质量均为 m 的小球,各自在垂直于杆的方向上,正对着杆的一端,以相同速率 v
相向运动,当两个小球同时与杆 的两个端点发生完全非弹性碰撞后,与杆粘在一起转动,
则这一系统碰撞后的转动角速度应为[ C ] (参见上册:126页,选择题3)

(A)
4


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m
v

v
m
o
o
图7


12.以下说法中哪一种是正确的 [ ] (参见下册:27页,选择题6)
(A) 电势为零的空间,场强一定为零;
(B) 场强为零的空间,电势一定为零;
(C) 电势较高的地方,场强一定较大;
(D) 带正电的物体,电势一定是正的。

13.一带电体可作为点电荷处理的条件是 [ C ] (参见下册:26页,选择题1)
(A) 电荷必须呈球形分布. (B) 带电体的线度很小 .
(C) 带电体的线度与其它有关长度相比可以忽略不计.
(D) 电量很小.

14.质点系的内力可以改变[ C ] (参见上册:51-52页,87页)
(A) 系统的总质量. (B) 系统的总动量.
(C) 系统的总动能. (D) 系统的总角动量.

15.对功的概念有以下几种说法:其中正确的是[ B ] (参见上册:99页,选择
题1)
(A)保守力作正功时系统内相应的势能增加.
(B) 质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零.
(C)作用力与反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作的功的代数合必为零.
(D)系统合外力做作的总功为零,则该系统机械能守恒.
5


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二、计算题(100分,每题10分)
1.两个同心球面,半径分别为10cm和30cm, 小球均匀带有正电荷
110
C,大球
均匀带有正电荷
1.510
C。求离球心分别为(1)20cm,(2)50cm的各点的电势。
8
8
< br>Q

4

R
,球面内部

0
< br>

(参见下册:29页,7题)解:根据球面电荷的电势分布特点,
Q
,球面外部


4

0
r
(1) 由于r=20cm处为小球面外部,大球面内部,所以

r20cm

Q
1
4

0
R
2

Q
2
4

0
r
900V

(2) 由于r=50cm处于两个球面的外部,所以

r50cm




Q
1
4

0
r

Q
2
4

0
r
450V

2. 如图8所示,长直导线
AB
中的电流
I
沿导线向上,并以
dIdt =
2 As的速度均
匀增长.在导线附一个与之同面的直角三角形线框, 其一边与导线平行.求此线框中产
-7
生的感应电动势的大小和方向.(
m=
4
p
´10T×mA) (参见下册:129页,计算题1)
0
解:建立坐标如图所示,则三角形线框斜边方程为

y2x0.2

在三角形线框所围平面上的磁通量为
6


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m

< br>b
0
μ
0
Iydx
μI

0
2π
(
x
0
.
05
)
2
π

b
0

2
x
0
.
2

dx



x
0
.
05



μ
0
Ib
0
.
15
μ
0I
b
0
.
05

ln
ππ
0
.
05
8
10I(

SI)9

2.5
三角形线框感应电动势大小为
d

m


2.5910
8
(dIdt)
5.1810
8
V

dt
其方向为逆时针饶行方向。


y
I
o
x
dx
x
b10cm

图8
3. 如图9所示,质量为m的物体A放在水平面上, 已知滑动摩擦系数为μ,求:欲拉


F
v
动A以恒定速度沿水平方 向前进所需的最小的拉力。(参见上册:42页,计算题
1)





A
`

v


图9
7


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4. 如图1 0所示,一半径为
R
,质量为
m
的圆盘,支在一固定的轴承上,
以一 轻绳绕在轮的边缘,绳的下端是一质量亦为
m
的物体,如图所示,不
计轴承的摩擦,滑 轮从静止开始转动。求圆盘的运动方程。(参见上册:
127页,计算题1)解:设绳中张力为T
对物体:
mgTma——(1)

1
对圆盘:
TRJ

(mR
2
)

——(2)

2
又由于:
aR

——(3)

2g

3R
由以上三式可以解得:


1
2
g
2

tt

23R
所以:





m


R


m


7




10


5.一均匀带电直线长为L,线电荷密度为λ. 求直线的延长线上距L中点为r
(r>L2) 处的场强。
(参见下册:28页,计算题2)

6.长直导线中通有电流I=5A,另一矩形线圈共1×10
3
匝, 宽a=10cm, 长
8


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L=20cm,以v=2ms的速度向右平移, 如图11所示. 求当d =10cm 时线圈中
的感应电动势.
(参见下册:103页,例题4.1)


图11

7.一个在星际空间飞行的火箭,当它以恒定速率燃烧它的燃料时,其运动函
数可表示为x = ut+u(1b-t)ln(1-bt), 其中u是喷出气流相对于火箭体的喷射
速度,是一个常量, b是与燃烧速率成正比的一个常量。
(参见上册:6-7页)

(1) 求此火箭的速度表示式;
(2) 求此火箭的加速度表示式;
(3) 设u=3.0×10
3
ms,b =7.5×10
-3
s, t =0s时的速度;
(4) 求在t =0s时的加速度。

8.坐在转椅上的人握哑铃. 两臂伸直时,哑铃和椅系统对垂直轴的转动惯量
为J
1
=2 kg m
2
. 在外人推动后,此系统开始以n
1
=15转分转动。
(参见 上册:
112-113页)


(1)当两臂收回,使系统的转动惯量变为J
2
=0.80 kg.m
2
时,它的转速n
2
是多大?
(2)两臂收回过程中,系统机械能是否守恒?
(3)什么力做了功?做功多少?设轴上摩擦忽略不计。

9


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9.某弹簧不遵守胡克定律,若施力F,则相应伸长为x,力与伸长的关系为 F
=52.8x +38.4x
2
(SI)
(参见上册:89-90页,保守力)

求:
(1)将弹簧从定长x
1
=0.50m拉伸到定长x
2
=1.00m时,
外力所需做的功。
(2)将弹簧横放在水平光滑桌面上,一端固定,令 一端系一个质量为2.17kg
的物体,然后将弹簧拉伸到一定长x
2
=1.00m, 再将物体由静止释放,求当
弹簧回到x
1
=0.50m时,物体的速率。
(3)此弹簧的弹力是保守力吗?
10. 半径为R,质量为M,表面光滑的半球,放在光滑 的水平面上,在其正
上方置一质量为m的小滑块,当小滑块从顶端无初速地下滑,在如图12
所 示的角位置处,开始脱离半球,试求:
(参见上册:55页,例题3.4)

(1) 角满足的关系式;
(2)分别讨论mM<<1和mM>>1时c o s的取值。
m
m
M


图12


三、简答题(40分,每题10分)

1.如图8,一圆形台面可绕中心轴无摩擦地 转动,有一辆玩具小汽车相对于台
面由静止开始启动,绕作圆周运动,问平台面如何运动?若经过一段时 间后小汽车突
然刹车,则圆台和小汽车怎样运动?(参见上册:115页,刚体对定轴的角动量守恒)< br>反向转动————5分
10


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转动停止————5分











2.包含刚体在内的物体系动量守恒和角动量守恒的条件分别是?(参见上册:130页,
简答 题4)合外力为零,————————————5分
合外力矩为零。————————5分


3、静电场中电场线和等势面关系是什么?请画出球形孤立均匀带电导体球的电场线和
等势面分布图(参见下册:13页例1.5)互相垂直,电场线和等势面稀疏程度同步变

互相垂直,电场线和等势面稀疏程度同步变化————————5分
U
2
U
1


U
1
+q


11


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4、法拉第电磁感应定律的 公式表达是?内容是什么?(参见下册:101页,法拉第电
磁感应定律)法拉第电磁感应定律的公式表 达是



内容是感应电动势的大小取决于穿过回路全磁通随时间的变化 率,方向与变化
率方向相反。————————————————————————————5分
d
,——————————5
dt

率方向相反。——

12


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5. 已知某一高斯面所包围的空间内

q0
,能否 说明穿过高斯面上每一部分的电
通量都是0?能否说明高斯面上的场强处处为0?(参见下册:11页)


6.稳恒磁场的安培环路定理的内容和公式表达?(参见下册:69页,下半页)

在稳恒磁场中,磁场强度H沿任何闭合路径的线积分,等于这闭合路径所包围的各
个 电流之代数和。这个结论称为安培环路定理。安培环路定理可以由毕奥-萨伐尔定
律导出。它反映了稳恒 磁场的磁感应线和载流导线相互套连的性质。

7.物体在某一时刻开始运动,在Δt时间后 ,经任一路径回到出发点,此时的速度大小
与开始时相同,但方向不同,试问:在Δt时间内,平均速度 是否为零?平均加速度
是否为零?平均速率是否为零?(参见上册:6页,速度)

8质点的角动量.刚体的角动量如何公式表达?守恒定律适用条件是什么?(参见上册:
110页,公 式2),115页下半页)

9.质量连续分布刚体转动惯量的公式表达和物理意义?刚体定轴转动定律的内容?
(参见上册:130页,简答题1)

10.刚体动能表达式?包含刚体和质点的系统机械能守恒定律的适用条件?(参见上
13


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册:130页,简答题4)

11.库仑定律的内容、公式?适用条件?(参见下册:3-4页)
真空中两个静止的点电荷 之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们
距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个 点电荷的连线,同名电荷相斥,异名电荷
相吸。
公式:F=k*(q1*q2)r^2 。 k为比例系数=9.0x10^9
适用条件:真空、点电荷(电荷自身大小相对于两者之间的距离可以忽略不计)
12.感生电场是由什么激发产生?它与静电场有什么区别? (参见下册:110-111页)
感生电场是由于变化的磁场产生的
感生电场是由于变化的磁场产生的,他的旋度不为零,即感 生电场的电场线是闭合的,
静电场是由于电荷激发产生的,他的旋度为零,即静电场的电场线是不闭合的 。

14

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