大学物理A2试题

2008－2009学年第二学期期末考试

《大学物理(上)》试卷 (A)

答卷说明：1、本试卷共5页，4个大题，满分100分，120分钟完卷。 2、闭卷考试。

3、适用班级：2008级计科。 题号 一 二 三 四 总分 总分人 效分数

无得分 评卷人 题

一、判断题：（每题1分，共10分）

答下列各题的陈述中，你认为正确的，请在题前括号中打上“∨”，反之打“×”。

(∨)1、物理学推动了高技术的形成，高技术又呼唤着物理学的进一步发展。

( × )2、分子很小，可将其当做质点；地球很大，不能当做质点。

内( ∨ )3、一质点作匀速率圆周运动时，它的动量不断改变，对圆心的角动量不变.。 ( ∨ )4、质点系机械能的改变与保守内力无关。

( ∨ )5、一个物体正在绕固定光滑轴自由转动，它受热时角速度变小。

b线遇冷时角速度变大。

(× )6、电容器的电容与其所带电荷成正比。

(× )7|、如图所示。绝缘的带电导体上a、b、c三点，电荷密度一样大。 ca 封(× )8、当我们认为地球的电势为零时，就意味着地球没有净电荷。

(∨ )9、某一高压输电线的电压有500kv,因此维修工人在高压带电作业时，必须和高压输电

线等电势。

密(×)10、利用一个空腔导体就可以屏蔽内电场对外电场的影响。

得分 评卷人 二、选择题：(每题2分，共20)

1、

[B]已知某质点的运动学方程为

x(Acos)t(Bcos)t2,y(Asin)t(Bsin)t2,（其中A、B、α为常量），则质点作：

（A）匀速直线运动（B）变速直线运动（C）抛物线运动（D）一般曲线运动 2．[ B ] 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： (A) 切向加速度必不为零

(B) 法向加速度必不为零（拐点除外）

《大学物理(上)》A 第1页 共9页

(C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零 (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零

3、[ A ] 质量为m的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用。比例系数为k，k为正常数。该下落物体的收尾速度（即最后物体作匀速运动时的速度）将是

(A) （mg/k） (B) g/2k (C) gk (D) （gk） 4 .[ C ] 人造地球卫星，绕地球作椭圆轨道运动。地球在椭圆的一个焦点上，则卫星的 (A)动量不守恒，动能守恒 (C)角动量守恒，动能不守恒 时，

其动能为 (A)16.2J； (B)8.1J ；（C）8.1J； （D）1.8J 6、[ D ] 在静电场中，下列说法中哪一个是正确的？ (A) 带正电荷的导体，其电势一定是正值。 (B) 等势面上各点的场强一定相等 (C) 场强为零处，电势也一定为零

(D) 场强相等处，电势梯度矢量一定相等。

7、[ B ] 半径为R的均匀带电球面，总电量为Q。设无穷远上的电势为零，则球内距离球心为r的P点处的电场强度的大小和电势为：

(A) E=0，U=Q/ 4πε0r (B) E=0，U=Q/ 4πε0R

(C) E= Q/ 4πε0r2，U=Q/ 4πε0r (D) E= Q/ 4πε0r2，U=Q/ 4πε0R

2221/2

1/2

(B)动量守恒，动能不守恒. (D) 角动量不守恒，动能守恒

5．[ D ] 一匀质圆盘状飞轮质量为20kg，半径为30cm，当它以每分钟60转的速率旋转

v8. [ B ] 一质量为m、电量为q的粒子，以速度垂直射入均匀磁场B中，则粒子运动轨道所

包围范围的磁通量与磁场磁感应强度B大小的关系曲线是

（A） （B） （C） （D）

mmmm

BBB

OOO

9. [ B ] 洛仑兹力可以

BO（A）改变带电粒子的速率； （B）改变带电粒子的动量； （C）对带电粒子作功； （D）增加带电粒子的动能。

《大学物理(上)》A 第2页 共9页

10. [ D ] 用细导线均匀密绕成长为l、半径为a（l>>a）、总匝数为N的螺线管，通以稳恒电流I，当管内充满相对磁导率为r的均匀介质后，管中任意一点的

（A）磁感应强度大小为0rNI； （B）磁感应强度大小为rNI/l； （C）磁场强度大小为0NI/l； （D）磁场强度大小为 三、填空题：(每题3分，共30分)

得分 评卷人 1.一质点从静止出发沿半径R=1m的圆周运动，其角加速度随时间t的变化规律是 β＝12t2－6t （SI）， 则质点的角速度ω＝4t33t2(rads2)

2、质量为m的小球，用轻绳AB、BC连接，如图，剪断绳AB前后的瞬间，绳BC中的张力比T:T’＝

1； 2cosv5i4jI2.5i2j (Ns)的作3初速度为0(m/s)，质量为m=0.05kg的质点，受到冲量

用，则质点的末速度（矢量）为v55i44j.

i4． 一质点在二恒力的作用下，位移为△r=3+8j（m），在此过程中，动能增量为24J，已知其中一恒力F1=12i-3j（N），则另一恒力所作的功为 12J 。

5.飞轮以角速度0绕轴转动，飞轮对轴的转动惯量为J1；另一静止飞轮突然被啮合到同一个轴上，该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍。啮合后整个系统的角速度

0。 3

6．质量为m的质点以速度v沿一直线运动，则它对直线外垂直距离为d的一点的角动量大小是L=mvd。

7 、如图所示，真空中两个正点电荷，带电量都为Q，相距2R。若以其中一点电荷所在处O点为中心，以R为半径作高斯球面S，则通过该球面的电场强度通量Ф＝

q0ˆ0表示,；若以r《大学物理(上)》A 第3页 共9页

高斯面外法线方向的单位矢量，则高斯面上a、b两点的电场强度分别为 O,

ˆ05Qr； 2180R

8． 真空中一个半径为R的球面均匀带电，面电荷密度为0，在球心处有一个带电量为q

的点电荷。取无限远处作为参考点，则球内距球心r的P点处的电势为

u q40rR。 09． 如图所示，两根无限长载流直导线相互平行，通过的电流

I1L2I2分别为I1和I2。则

BdlL1L1BdlL20(I2I1),，

0(I1I2)。

F=

10． 形状如图所示的导线，通有电流I，放在与磁场垂直的平面内，导线所受的磁场力

BI(l+2R) 。

得分 评卷人      

BIb    o  d 

cR al    

四、计算题：(每小题10分，共40分)

1．一陨石从距地面高h处由静止开始落向地面，忽略空气阻力。求：

（1） 陨石下落过程中，万有引力的功是多少？ （2） 陨石落地的速度多大？ 解：（1） b    R Mm

AFdrG2dr aRhrh  GMm （6分） R(Rh)

1(2)动能定理Amv20 2 （2分）

《大学物理(上)》A 第4页 共9页

„ „__„_„__„__„__„__„_„__„_„学号„） 线 _（__„_„__„__„__„_„__„__„名„姓„ „ „ 班）封__（__„__„_„__„__„级„_„__„__„__„_„__„院）密_学（__„__„__„_„__„__„__„_„__„_„„„ v  2 GMh （

R(Rh)2分）

2、如图所示，一均匀细棒，长为l ，质量为m ，可绕过棒端且垂直于棒的光滑水平固定轴O在竖直平面内转 动．棒被拉到水平位置从静止开始下落，当它转到竖直 l 位置时，与放在地面上一静止的质量亦为m的小物块发 O 生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞后物块和棒一C 起继续沿原转动方向转动．求： （1）碰撞前瞬间棒转动的角速度；

C （2）碰撞后瞬间棒转动的角速度；

h （3）碰撞后棒的中点C离地面的最大高度h．

m

解：（1）以棒与地为系统，在棒下落时，仅有保守内力

作功，故系统机械能守恒． 选地面为势能零点，则有 mgl＝Jω2/2+mgl/2其中J=ml2/3

效解得

3g/l „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4分

（2）以棒与物块为系统，在二者碰撞过程中， 系统对O轴的角动量守恒． 无 Jω=Jω’+mω’l2得 l ω’=3g/l/4 „„„„„„„„„„3分

O 题（3）以棒和物块及地为系统，在棒和物块上升过程中机械能守C 恒．选地面为势能，则有 mgl/2+Jω’2/2+ m(ω’l)2/2=mgh+mg(2h-l) C 答 解得 h=13l/24 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„3分 h

m 3、真空中一长为L的均匀带电细直杆，总电量为q。试求： （1）在直杆延长线上距杆的一端距离为d的p点的电场。 内（2）在直杆延长线上距杆的一端距离为d的p点的电势。

（1）解：沿直杆建立坐标系Ox且左端点为原点，设为线电荷 密度，则：

线 dE1dx 4 0(ldx)2„„„„„„„„„„„„„

封„ 2分

E ldEldx1l0密400(ldx)240d(ld)

1q4)„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4分

0d(ld（2）由电势迭加原理

《大学物理(上)》A 第5页 共9页

dqdxu40(ldx)040(ldx)q40llndld„„„„„„ 4分

l

4、 两平行长直导线相距d=40cm，通过导线的电流I1=I2=20A，电流流向如图所示。求 （1）两导线所在平面内与两导线等距的一点P处的磁感应强度。 （2）通过图中斜线所示面积的磁通量（r1=r3=10cm，l=25cm）。

解：

（1）两导线电流的P点激发的磁感强度分别为

0I10I2B1B22(r11r)2(r1122，2r2) P点的磁感强度为

ddrrI1PlI1BB1B220I12(r112r2)r2r1r341072052410(T)20.20

方向垂直于纸面向外。（4分）

（2）在矩形面上，距离左边导线电流为r处取长度为l宽度为dr的矩形面元，电流I1激发的磁场，通过矩形面元的磁通量为

Id1B1dS01ldr2r（2分） 电流I1激发的磁场，通过矩形面积的磁通量为 r1r2I011d1ldrr12rIlrr01ln122r14107200.250.30ln20.10106ln31.1106(Wb)（2分） 同理可得，21

6通过矩形面积的磁通量为22.210(Wb)1（2分）

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(上)》A第7页 共9页

《大学物理

ddrrI1lI1Pr1r2r3《大学物理(上)》A 第8页 共9页

(上)》A第9页 共9页

《大学物理