2015年大学物理A2半期考试试题和答案

西南科技大学西南科技大学 2015 2016 1 学期学期 大学物理大学物理 A2 半期考试试卷半期考试试卷 一 一 选择题 每题只有一个正确答案 每小题选择题 每题只有一个正确答案 每小题 4 分 共分 共 60 分 分 1 一半径为的均匀带电球体 电荷 q 均匀分布在整个球体内 则在球体内 距离球心为 r 处的电场强R 度大小为 A 0 B C D 3 0 4 Qr R 2 0 4 Qr R 0 4 Qr R 2 如图所示 一边长为 a 的正方形的四个顶点上各放置了一个 正点电荷 q 取无穷远处的电势为零 则此正方形的中心点 O 的 电势为 A B C D a q 0 4 2 a q 0 2 2 a q 0 2 a q 0 3 一半径为 R 的无限长均匀带电圆柱体 单位长度的电量为 则该圆柱体内半径处的电场强 Rrr 度大小为 A B C D 2 0 2R r 2 0 4R r r 0 2 r 0 4 4 A B 为真空中两个平行的 无限大 均匀带电平面 已知两平面间的电场强度 大小为 两平面外侧电场强度大小都为 方向如图所示 3 2 0 E 0 E 则 A B 两平面上的电荷面密度分别为 A B 00 3 5 E B 00 3 1 E A 00 3 7 E B 00 3 4 E A C D 00 3 4 E B 00 3 2 E A 00 3 10 E B 00 3 5 E A 5 如图所示 一个电荷为 q 的点电荷位于立方体的 A 角上 则通过侧面 abcd 的 电场强度通量为 A B C D 0 4 q 0 6 q 0 12 q 0 24 q 6 两均匀带电球面 半径分别为 R1和 R2 带电量分别为 q1和 q2 取无穷远处的电势为零 则在两球面 之间 半径为 r 处 P 点的电势为 A B C D r qq 0 21 4 20 2 0 1 44R q r q 20 2 10 1 44R q R q r q R q 0 2 10 1 44 课程代码161990102命题单位理学院 大学物理教研室 A B 3 2 0 E E0 E0 A b c d a q q qq O q 7 如图所示 一个半径为 R 的接地金属球体附近有一点电荷 q 点电荷 q 到球心的距离为 l 则金属球体 表面的感应电荷总电量为 A B q q l R C D q R l q Rl l 8 一真空平行板电容器 充电后 保持与电源连接 然后充入均匀电介质 则充入电介质前后 其电容 C 电量和储存的电场能量 W 发生的变化为 q A 增大 增大 增大 B 减小 增大 减小 CqWCqW C 增大 减小 增大 D 减小 减小 增大 CqWCqW 9 如图所示 一边长为 a 的正方形载流线圈 电流强度为 I 则此正方形的中心点 O 的磁感应强度 B 的大小为 A B C D a I 2 2 0 a I 02 a I 022 a I 4 2 0 10 半径为 R 的均匀带电细圆环 电荷线密度为 若圆环以角速度绕通过环心并垂直于环面的轴匀 速转动 则环心处的磁感应强度大小为 A B C D 0 2 1 0 4 1 R2 0 R4 0 11 载流导体为一 无限长 直的圆柱形导体 半径为 R 电流 I 均匀分 布在圆柱形导体的横截面上 如图所示 则此圆柱形导体体内距离中心 轴线为 r 处的磁感应强度大小为 A B r I 2 0 2 0 2 r IR C D 2 0 2 R Ir 3 2 0 2 R Ir 12 如图所示 载流导线由四分之三圆弧和一段直导线组成 处于纸面内 圆弧的半径为 R 直导线的长度也为 R 电流强度为 I 处于垂直于纸面向里的磁感应强度为 B 的均匀磁场中 则该载流导线所受安培力的大小 为 A B RBI 5RBI 3 C D RBI 7RBI2 I r R B R R I I I O I q l R O 13 如图所示 在竖直放置的无限长直导线附近 AB 有一水平放置的有限长直导线 端到长直导线的CDC 距离为 长为 若中通以电流 中aCDbAB 1 ICD 通以电流 则导线所受安培力的大小为 2 ICD A B a baII F ln 2 210 ba aII F ln 2 210 C D b baII F 2 210 2 210 ba bII F 14 在两个不同的均匀磁场中 分别放置了两个平面线圈 其面积之比为 所通电流之比为 21 3SS 两磁场的磁感应强度之比为 则这两个线圈所受的最大磁力矩之比为 5 2 1 I I 21 2BB 21 M M A B C D 5 25 45 35 6 15 如图所示 用实线 1 和虚线 2 分别表示两种不同的铁磁质的 磁滞回线 哪一种用来做永磁铁比较合适 哪一种用来做电磁铁 比较合适 A 1 和 2 都比较合适做电磁铁 B 1 和 2 都比较合适做永磁铁 C 1 比较合适做永磁铁 2 比较合适做电磁铁 D 1 比较合适做电磁铁 2 比较合适做永磁铁 二 计算题 共 40 分 16 12 分 如图所示 半径分别为 R1和 R2的两导体薄球壳组成了一个球形电容器 两球壳间充入了相 对电容率为的均匀电介质 充电后 两导体薄球壳的带电量分别为 求 r q 1 该球形电容器的电容 8 分 2 该电容器中储存的电场能量 4 分 r 1 R 2 R q q 17 10 分 一根无限长载流导线弯成如图所示的形状 设各线段都在同一平面内 纸面内 其中第二段 是半径为 R 的四分之一圆弧 其余为直线 导线中通有电流 I 求图中 O 点处的磁感应强度 B 10 分 18 8 分 如图所示 两根无限长直载流导线分别通有电流 I1和 I2 相距为 4d 在这两根无限长直载流 导线之间有一矩形平面 长为 l 宽为 d 与两根载流直导线的距离分别为 d 和 2d 求通过此矩形平面的 磁通量 8 分 19 10 分 如图所示 一半径为 R 的均匀带电细圆环 带电量为 Q 水平放置 求 1 在圆环中心轴线正上方距离圆心为处 P 点的电势 取无穷远处的电势为零 4 分 R 3 4 2 有一质量为 m 带电量为 q 的小球 当该小球由静止从圆环中心轴线正上方距离圆心为处的 PR 3 4 点下落到圆环的圆心位置 O 时 它的速度大小为多少 忽略空气阻力 6 分 1 2 3 4 R R O I 1 I x 2 I d4 d2 d d l m R O q R 3 4 P 西南科技大学西南科技大学 2015 2016 12015 2016 1 学期学期 大学物理大学物理 A2A2 半期考试试卷半期考试试卷 参考答案及评分细则参考答案及评分细则 仅供参考 请阅卷前再次认真核对答案是否正确 仅供参考 请阅卷前再次认真核对答案是否正确 一 选择题 共一 选择题 共 15 题 每题题 每题 4 分 共分 共 60 分 分 只有一个正确答案只有一个正确答案 1 B 2 C 3 A 4 A 5 D 6 B 7 B 8 A 9 C 10 A 11 C 12 A 13 A 14 D 15 D 二 计算题计算题 共 共 40 分 分 16 1 3 分 qrD 2 4 2 4 r q D 2 0 0 4 r q DE r r 直接写出E亦可得分 3 分 210 12 2 0 4 4 2 1 2 1RR RRq dr r q EdrV r R R r R R 2 分 12 210 4 RR RR VqC r 若不经推导直接给出正确的电容表达式 亦可给 4 分 2 4 分 210 12 22 8 2RR RRq C q W r 写出了公式 但结果不对 可以给 2 分 C q W 2 2 17 解 将导线分成 1 2 3 4 四部份 各部分在 O 点产生的磁感强度设为 B1 B2 B3 B4 根据 叠加原理 O 点的磁感强度为 4321 BBBBB 均为 0 故 2 分 1 B 4 B 32 BBB 方向 3 分 2 4 1 0 2 R I B 2 4 2 sin sin 4 0 12 0 3 R I a I B 方向 4 分 2 0 RI 其中 2 Ra 2 2 4 sin sin 2 2 2 4 sin sin 1 课程代码161990102命题单位理学院 大学物理教研室 方向 1 分 R I R I B 28 00 1 4 1 2 0 R I 18 解 3 分 4 22 2010 xd I x I B 5 分 2 3 ln 2 2ln 2 4 22 2010 2 2010 lIlI ldx xd I x I d d m 分别计算两根载流导线在矩形平面产生的磁通量 然后相加 亦可得分 19 1 4 分 R Q dl R RQ U L 0 0 P 20 3 3 5 4 2 直接写出 P 点的电势