大學(xué)物理第一學(xué)期期末試題及答案

大學(xué)物理1期末試題及答案一、選擇題（共21分）1.（本題3分）質(zhì)點(diǎn)沿半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為32t2(SI)，則t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的A.4rad/s2和4Rm/s2；B.4rad/s2和16Rt2m/s2；已知一個(gè)閉合的高斯面所包圍的體積內(nèi)電荷代數(shù)和q0，則可肯定A.高斯面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均為零；B.穿過高斯面上任意一個(gè)小面元的電場(chǎng)強(qiáng)度通量均為零；C.穿過閉合高斯面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量等于零；abababab1qqqq1b；B.b；aa4r4r001qq1qqbRRabaC.；D..［］ab4π4πrR0b04.（本題3分）如圖所示，流出紙面的電流為2I，流進(jìn)紙面的電流為I，該兩電流均為恒定電流．H為該兩電流在空間各處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度．Hdl表示H沿圖中所示閉合曲線L的線積分，此曲L線在中間相交，其正方向由箭頭所示．下列各式中正確的是HdlI；B.Hdl3I；A.LLHdlI；D.Hdlμ3I.C.［］0LL5.（本題3分）A如圖所示，在豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線AB附近，有一水平放置的有限長(zhǎng)直導(dǎo)線CD，C端到長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離為a，CD長(zhǎng)為b，若AB中通以電流I1，CD中通以電流I2，則導(dǎo)線CD所受安培力的大小為：I1CI2DabB(A)FII01Ib；(B)FIb；2012x(ab)2IIII(C)F=012ln；(D)Fa+balnba.0122[]26.（本題S和2S的兩圓線圈所產(chǎn)生的通過線圈2的磁通用Φ表示，線圈3分）面積為1、2如圖放置，通有相同的電流I．線圈1的電流2的電流所21產(chǎn)生的通過線圈1的磁通用Φ表示，則Φ和Φ的大小122112關(guān)系為；A.Φ；B.ΦΦ122112；D.Φ1C.ΦΦ［]Φ.1222112217.（本題3分）(1)對(duì)某觀察者來說，發(fā)生在某慣性系中同一地點(diǎn)、同一時(shí)刻的兩個(gè)事件，對(duì)于相對(duì)該慣性系作勻速直線運(yùn)動(dòng)的其它慣性系中的觀察者來說，它們是否同時(shí)發(fā)生？(2)在某慣性系中發(fā)生于同一時(shí)刻、不同地點(diǎn)的兩個(gè)事件，它們?cè)谄渌鼞T性系中是否同時(shí)發(fā)生？關(guān)于上述兩個(gè)問題的正確答案是A.(1)同時(shí)，(2)不同時(shí)；B.(1)不同時(shí)，(2)同時(shí)；C.(1)同時(shí)，(2)同時(shí)；D.(1)不同時(shí)，(2)不同時(shí).二、填空題（共21分，每題3分）3分）［］8.（本題質(zhì)量m2kg的質(zhì)點(diǎn)在力F12ti(SI)的作用下，從靜止出發(fā)沿x軸正向作直線運(yùn)動(dòng)，前三秒內(nèi)該力所作的功為_______________．9（本題3分）M的勻質(zhì)桿可繞通過桿一端O的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)長(zhǎng)為l、質(zhì)量為1慣量為Ml2，開始時(shí)桿豎直下垂，如圖所示．有一質(zhì)量為3m的2l子彈以水平速度vA點(diǎn)，并嵌在桿中，OA，則子30彈射入后瞬間桿的10（本題3分）L的直導(dǎo)線上均勻地分布著線電荷密度為的電荷，在導(dǎo)線的角速度＝____________________．長(zhǎng)為延長(zhǎng)線上與導(dǎo)線一端相距a處的P點(diǎn)的電勢(shì)的大小為___________________.長(zhǎng)直電纜由一個(gè)圓柱導(dǎo)體和一共軸圓筒狀導(dǎo)體組成，兩導(dǎo)體中有等值反向均勻電流I通過，其間充滿磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì)．介質(zhì)中離中心軸距離為r的某點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小，磁感強(qiáng)度的大?。?2（本題3分）一平面線圈由半徑為0.2m的1/4圓弧和相互垂直的二直線組成，通以電流2A，把它放在磁感強(qiáng)度為0.5T的均CB勻磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)(如圖)，圓弧AC段所受的I______________N；線圈所受的磁力矩___________Nm。13（本題3分）磁力AO4c的速度（c為真空中光速）相對(duì)于靜止的觀察者乙運(yùn)動(dòng)，若甲攜觀察者甲以5l帶一長(zhǎng)度為積為，質(zhì)棒，mS、截面量為的此棒長(zhǎng)度沿運(yùn)動(dòng)方向，則(1)甲測(cè)得此棒的體密度為(2)乙測(cè)得此棒的體密度為__________________．14.某加速器將電子加速到能量E2106eV時(shí)，__________________；該電子的動(dòng)能E_______keV．（電子的靜止質(zhì)量m9.111032kg,1eV=1.610-19J）e三、計(jì)算題（共58分）15.（本題10分）質(zhì)量為、半徑為M24kgR的滑輪，可繞水平光滑固定1軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一輕繩纏繞于輪上，另一端通過質(zhì)量為、半M5kg2設(shè)繩與定無相徑為r的定懸有m10kg的物體．對(duì)滑動(dòng)，求當(dāng)重物由靜止開始下降了h0.5m時(shí)，物體的加速度和速度．16.（本題10分）一個(gè)細(xì)玻璃棒被彎成半徑為R的半圓形，沿其上半部分Q均勻分布有電荷Q，沿其下半部分均勻分布有電荷，如圖所示．試求圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度．17.（本題10分）球形電容器，如圖。內(nèi)半徑為R，外半徑為R，兩球面間充有相對(duì)介電常量為12的均勻電介質(zhì)，設(shè)內(nèi)、外球面上帶電荷分別為Q和－Q。(1)利用高斯定理求電容器極板間的電場(chǎng)分布；(2)求電容器極板間的電勢(shì)差；(3)求該電容器的電容；(4)求電容器儲(chǔ)存的能量。流I的導(dǎo)線在同一平面內(nèi)rR2OR1r18.（本題8分）將通有電彎成如圖所示的形狀，求D點(diǎn)的磁感強(qiáng)度B的大?。産BAbIa19.（本題10分）通有電流I=10A的長(zhǎng)直導(dǎo)線旁，有一長(zhǎng)l=0.2m方向如圖所示。棒ab、DC的金屬棒ab，以v=2m/s的速度平動(dòng)，速度v和長(zhǎng)直導(dǎo)線三者共面，求棒ab經(jīng)過圖示位置時(shí)，棒中動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小，并指出a、b兩端哪端的電勢(shì)高。bvI)60oa0.1m20.（本題10分）在慣性系S中，相距xx6104m的兩個(gè)地方發(fā)生兩事件，21時(shí)間間隔tt1.5104s。而在相對(duì)S系沿x軸正方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)的S系中觀21測(cè)到這兩事件卻是同時(shí)發(fā)生的，問：(1)S系相對(duì)S系的運(yùn)動(dòng)速度是多少？(2)S系中測(cè)得這兩事件的空間間隔是多少？大學(xué)物理1試題二答案一、選擇題（共21分）1.(本題3分）B2.(本題3分）C3.(本題3分）C4.(本題3分）B5.(本題3分）7.(本題3分）A9．(本題3分）6v43M/ml010.(本題3分）4Lln(1)a011.(本題3分）IIH2πrBH2πr12.(本題0.283或0.2213.(本題3分）3分）0m25m9lSlS14.(本題3分）1.95106三、計(jì)算題（共58分）15.（本題10分）各物體的受力情況如圖所示．由轉(zhuǎn)動(dòng)定律、牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，可列出以下聯(lián)立方程：TR1MR2211112TrTrMr22211mgTma2aRr12mga4m/s2聯(lián)立解方程，得12MMm12vah，所以因2v2ah2m/s216.（本題10分）dqdl2Qd/π它在處產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)處取微小電荷O把所有電荷都當(dāng)作正電荷處理,在dqQ0ddE4πR22π2R20按角變化，將d分解成二個(gè)分量：EQsinddEdEsinx2π2R20QcosddEdEcosy2π2R20對(duì)各分量分別積分，積分時(shí)考慮到一半是負(fù)電荷sindsind0Qπ/2πEx2π2R200π/2cosdcosdQQπ/2πEy2π2Rπ2R2200π/2017.（本題10分）解：(1)根據(jù)有介質(zhì)時(shí)的高斯定理可得兩筒之間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為Q4r2DQE4r2介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為0rQ40(11)UR2Erd(2)兩球面間電勢(shì)差RR2R1r14RR1RR(3)電容CQU0r221QQ2(RR)2(4)電場(chǎng)能量W21RR2C80r2118.（本題8分）解：其中3/4圓環(huán)在D處的場(chǎng)B3I/(8a)10AB段在BC段在D處的磁感強(qiáng)度D處的磁感強(qiáng)度B[I/(4b)](12)220B[I/(4b)](12)230B、B、B方向相同，可知D處總的B為12342abB(2)I3019.（本題10分）解：在ab棒上離長(zhǎng)直導(dǎo)線x處取長(zhǎng)度元dl，Ibx處的磁感強(qiáng)度為B0v2xdxcos60Ixdl且有dla)60o整個(gè)棒ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.1ma2xIvdx02xcos60Ivdl0.2(vB)dlb0il0.10Ivln25.5106Va端的電勢(shì)高。20.（本題10分）解：設(shè)S系相對(duì)于S系的運(yùn)動(dòng)速度為．則根據(jù)洛倫茲變換公式可得：ttvx/c2ttvx/c2，21122/c1(1(/c)21)2S系中測(cè)得兩事件同時(shí)發(fā)生，則tt，所以12(tt)