武汉理工2015大学物理B期中试卷(含答案).doc

试卷装订线 装订线内不要答题，不要填写考生信息试卷装订线 姓 名学 号专业班级学院武汉理工大学期中考试试卷2014 2015 学年 2 学期 大学物理B 课程 闭卷 时间120分钟，80学时，5学分，总分100分 2015年5月9日题号一二三1三2三3三4三5合计满分2724101091010100得分得分 一、选择题（每题3分，共27分）1关于力矩的理解正确的是 ( )（A）内力矩会改变刚体对某个定轴的角动量；（B）作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零；（C）角速度的方向一定与外力矩的方向相同；（D）质量相等、形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等。2下面说法正确的是 ( ) (A) 等势面上各点的场强大小都相等； (B) 在电势高处电势能也一定大； (C) 场强大处电势一定高； (D) 场强的方向总是从高电势指向低电势。3一刚性直尺固定在系中，它与轴正向夹角，在相对系以速沿轴作匀速直线运动的系中，测得该尺与轴正向夹角为 ( )(A) ； (B) ； (C) ；(D) 若沿轴正向，则；若沿轴反向，则。4质量为m的质点，以同一速率v沿右图中正三角形ABC的水平光滑轨道运动，质点越过A角时，轨道作用于质点的冲量大小为 ( )。（A） （B） （C） （D） 5将一个试验电荷（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P点外，测得它所受的力为F。若考虑到电量不是足够小，则： ( )（A）比P点处原先的场强数值大。 （B）比P点处原先的场强数值小。（C）等于原先P点处场强的数值。 （D）与P点处场强数值关系无法确定。 6. 某物体的运动规律为，式中为大于零的常数，当t=0时，初速为，则速度与时间的函数关系是： ( )A. B. C. D. 7. 如右图所示，闭合面S内有一点电荷q，P点为S面上一点，在S面外A点处有一点电荷q，若将q移至B点，则 ( )（A）S面的总电通量改变，P点的场强不变。（B）S面的总电通量不变，P点的场强改变。（C）S面的总电通量和P点的场强都不改变。（D）S面的总电通量和P点的场强都改变。8.（1）对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点，同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？（2）在某惯性系中发生同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是： ( )（A）（1）同时，（2）同时 （B）（1）不同时，（2）同时（C）（1）同时，（2）不同时 （D）（1）不同时，（2）不同时 9. 下列关于场强与电势U的关系的说法正确的是 ( )（A）已知某点的，就可以确定该点的U; （B）已知某点的U，就可以确定该点的;（C）在某空间内不变，则U也一定不变; （D）在等势面上，值不一定相等。二、填空题（每题3分，共24分）1一质点在二恒力的作用下，位移为=3+8（m），在此过程中，动能增量为24J，已知其中一恒力=12-3（N），则另一恒力所作的功为 。2如图所示，用三根长为l 的细杆 (忽略杆的质量) ，将三个质量均为m的质点连接起来，并与转轴O相连接，若系统以角速度绕垂直于杆的O轴转动，则中间一个质点的角动量为_，系统的总角动量为_。如考虑杆的质量，若每根杆的质量为M，则此系统绕轴O的总转动惯量为_。3子是一种基本粒子，在相对于子静止的坐标系中测得其寿命为，如果子相对于地球的速度为（为真空中光速， c = 3108 m/s），则在地球坐标系中测出的子的一生能飞行的距离为 m。4在场强为E的均匀电场中取一半球面，其半径为R，电场强度的方向与半球面的对称轴平行。则通过这个半球面的电通量为 ，若用半径为R的圆形平面将半球面封闭，则通过这个封闭的半球面的电通量为 。5在直角坐标系中, 某种静电场的电势分布可表示为: ，则其电场强度矢量为_。6. 力作用于质量为2kg的物体上，物体从静止开始运动，则它在3s末的动量为 。7. 电荷均匀分布在半径为的球体内，则离球心（）处的电势为 。8一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行如果宇航员希望把这路程缩短为4光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是 。（光速用c表示）三、计算题（共49分）得分1（10分）一作平面曲线运动的质点，运动方程为求：（1）初始时刻的速率；（2）时加速度的大小；（3）时切向和法向加速度的大小。得分 2（10分）如图所示, 质量为M，长为l的均匀直棒，可绕垂直于棒一端的水平轴O无摩擦地转动，它原来静止在平衡位置上现有一质量为m的弹性小球飞来，正好在棒的下端与棒垂直地相撞相撞后，使棒从平衡位置处摆动到最大角度=30处设这碰撞为弹性碰撞，试计算小球碰撞前的速度大小。 得分3（9分） （1）在惯性系 K 中，有两个事件同时发生在 x 轴上相距 1000m 的两点,而在另一惯性系 K (沿 x轴方向相对于 K 系运动 ) 中测得这两个事件发生的地点相距 2000m。求在 K 系中测得这两个事件的时间间隔。（2）一电子以0.99c (c为真空中光速)的速率运动，试求电子的相对论动能是多少？(电子静止质量m=9.1110-31 kg)得分4（10分）如图所示，有三个点电荷Q1 、Q2 、Q3 沿一条直线等间距分布且Q1 Q3 Q.已知其中任一点电荷所受合力均为零，求在固定Q1 、Q3 的情况下，将Q2从点O移到无穷远处外力所作的功.得分5（10分）一个半径为R的非均匀带电球体，其电荷体密度分布为 。求： （1）带电球体的总电荷；（2）求内、外各点的电场强度大小。2014-2015学年2学期大学物理B期中考试参考答案一 BDA CAC BCD二 （共6页 第9页）1.12J 2. ， 3.3.824103 4. ，0 5. 6. 7. 8. 三1. 解：(1) ，t=0时=2ms-1.（2） （3） 2. 解：设小球碰撞前的速度为v0，棒经小球碰撞后得到的初角速度为，小球的速度为v，可列式 由式解得 3. 解：（1）根据题意，t=0，x=1000m，x=2000m。由代入数值，可得。所以 = 5.7710-6 s（2）电子的静止能量为 E0=m0c2=9.1110-31 91016=0.8210-13J电子的相对论动能为Ek = E - E0 = 4.9910-13J4. 解：由题意Q1所受的合力为零解得 由电势的叠加得Q1 、Q3 在点O的电势将