大学物理1试卷三

大学物理 1 试卷三 1 大学物理大学物理 1 试卷三试卷三 一 选择题 共一 选择题 共 21 分 分 1 本题 本题 3 分 分 质量为 m 的质点在外力作用下 其运动方程为 式中jtBitAr sincos A B 都是正的常量 由此可知外力在 t 0 到 t 2 这段时间内所作的功为 A B 2 1 222 BAm 222 BAm C D 2 1 222 BAm 2 1 222 ABm 2 本题 本题 3 分 分 有一半径为 R 的水平圆转台 可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动 转动惯量为 J 开始时转台以匀角速度 0转动 此时有一质量为 m 的人站在转台中心 随后人沿半 径向外跑去 当人到达转台边缘时 转台的角速度为 A B 0 2 mRJ J 0 2 RmJ J C D 0 2 mR J 0 3 本题 本题 3 分 分 点电荷 Q 被曲面 S 所包围 从无穷远处引入另一点电荷 q 至曲面外一点 如图所 示 则引入前后 A 曲面 S 的电场强度通量不变 曲面上各点场强不变 B 曲面 S 的电场强度通量变化 曲面上各点场强不变 C 曲面 S 的电场强度通量变化 曲面上各点场强变化 D 曲面 S 的电场强度通量不变 曲面上各点场强变化 4 本题 本题 3 分 分 半径为 R 的均匀带电球面的静电场中各 点的电场强度的大小 E 与距球心的距离 r 之 间的关系曲线为 5 本题 本题 3 分 分 有两个电容器 C1 200 pF C2 300 pF 把它们串连起来在两端加上 1000 V 电压 则两个电容器两端的电压分别为 A U1 600V U2 500V B U1 400V U2 500V C U1 600V U2 400V D U1 400V U2 600V 6 本题 本题 3 分 分 真空中两根很长的相距为 2a 的平行直导线与电源组成闭合回路如图 已知导线中的电 流为 I 则在两导线正中间某点 P 处的磁能密度为 Q S q E O r B E 1 r2 R E O r A E 1 r2 R E O r C E 1 r2 R E O r D E 1 r2 I I 2a P 大学物理 1 试卷三 2 A B 20 0 2 1 a I 20 0 2 2 1 a I C D 0 20 0 2 1 a I 7 本题 本题 3 分 分 两个惯性系 S 和 S 沿 x x 轴方向作匀速相对运动 设在 S 系中某点先后发 生两个事件 用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为 0 而用固定在 S 系的钟测出 这两个事件的时间间隔为 又在 S 系 x 轴上放置一静止于是该系 长度为 l0的细杆 从 S 系测得此杆的长度为 l 则 A 0 l l0 B l0 C 0 l l0 D 0 l l0 二 填空题 共二 填空题 共 23 分 分 8 本题 本题 3 分 分 一质点沿 x 方向运动 其加速度随时间变化关系为 a 3 2 t SI 如果初始时质点 的速度 v 0为 5 m s 则当 为 3s 时 质点的速度 v 9 本题 本题 4 分 分 一物体质量为 10 kg 受到方向不变的力 F 30 40t SI 作用 在开始的两 秒内 此力冲量的大小等于 若物体的初速度大小为 10 m s 方向与力的方向相同 则在 2s 末物体速度的大小等于 F 10 本题 本题 5 分 分 一质点带有电荷 q 8 0 10 10 C 以速度 v 3 0 105 m s 1在半径为 R 6 00 10 3 m 的圆周上 作匀速圆周运动 该带电质点在轨道中心所产生的 磁感 强度的大小 B 该带电质点沿轨道运动磁矩的大小 m 0 4 10 7 H m 1 11 本题 本题 4 分 分 有一同轴电缆 其尺寸如图所示 它的内外两导体中的电流均为 I 且在横截面上均匀 分布 但二者电流的流向正相反 则 1 在 r R3处磁感强度大小为 12 本题 本题 4 分 分 写出麦克斯韦方程组的积分形式 13 本题 本题 3 分 分 粒子在加速器中被加速 当其质量为静止质量的 5 倍时 其动能为静止 能量的 倍 R1 R3 R2 I I 大学物理 1 试卷三 3 三 计算题 共三 计算题 共 56 分 分 14 本题 本题 8 分 分 如图所示 一个质量为 m 的物体与绕在定滑轮上的绳子相联 绳 子质量可以忽略 它与定滑轮之间无滑动 假设定滑轮质量为 M 半 径为 R 其转动惯量为 滑轮轴光滑 试求 1 该物体下落 2 2 1 MR 的加速度 2 物体由静止开始下落的过程中 其下落速度与时间 的关系 15 本题 本题 12 分 分 一半径为 R 的带电球体 其电荷体密度分布为 r R q 为一正的常量 4 R qr 0 r R 试求 1 带电球体的总电荷 2 球内 外各点的电场强度 3 球内任一点的电势 16 本题 本题 8 分 分 如图 一半径为 R2的带电塑料圆盘 其中半径为 R1的阴影部分 均匀带正电荷 面电荷密度为 其余部分均匀带负电荷 面电荷 密度为 当圆盘以角速度 旋转时 测得圆盘中心 O 点的磁感强度 为零 问 R2与 R1满足什么关系 17 本题 本题 10 分 分 一无限长直导线通有电流 一矩形线圈与长直导线共面放置 其长边与导线平 t II 3 0e 行 位置如图所示 求 1 矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向 2 导线与线圈的互感系数 18 本题 本题 8 分 分 两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流 长 度为 b 的金属杆 CD 与两导线共面且垂直 相对位置如 图 CD 杆以速度平行直线电流运动 求 CD 杆中的感应电v 动势 并判断 C D 两端哪端电势较高 19 本题 本题 10 分 分 观测者甲和乙分别静止于两个惯性参照系 S 和 S 中 甲 测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔 而乙s4 12 tt 测得这两个事件的时间间隔为 求 s5 12 tt 1 S 相对于 S 的运动速度 2 乙测得这两个事件发生的地点的距离 m M R O R1 R2 I a b l a a b I I C D v 大学物理 1 试卷三 4 07 08 2 大学物理 大学物理 1 试卷 试卷 A 参考答案 参考答案 一 选择题 共一 选择题 共 21 分 分 1 本题 本题 3 分 分 0078 C 2 本题 本题 3 分 分 5643 A 3 本题 本题 3 分 分 1056 D 4 本题 本题 3 分 分 1251 B 5 本题 本题 3 分 分 1632 C 6 本题 本题 3 分 分 5677 C 7 本题 本题 3 分 分 5614 B 二 填空题 共二 填空题 共 23 分 分 8 本题 本题 3 分 分 0007 23m s 9 本题 本题 4 分 分 0631 140Ns 24m s 参考解 2 1 2 0 sN140d 4030 d t t tttFI 1212 vvvvmImImm m s24 12 mmIvv 10 本题 本题 5 分 分 2026 6 67 10 7 T 3 分 7 20 10 7 A m2 2 分 11 本题 本题 4 分 分 2053 2 分 2 2 10 RrI 0 2 分 12 本题 本题 4 分 分 2180 1 分 VS VSDdd 大学物理 1 试卷三 5 1 分 SL S t B lE dd 1 分0d S SB 1 分 SL S t D JlH d d 13 本题 本题 3 分 分 4730 4 三 计算题 共三 计算题 共 56 分 分 14 本题 本题 8 分 分 0155 解 解 1 根据牛顿运动定律和转动定律列方程 对物体 mg T ma 2 分 对滑轮 TR J 2 分 运动学关系 a R 1 分 将 式联立得 a mg m M 2 分 2 1 2 v0 0 v at mgt m M 1 分 2 1 15 本题 本题 12 分 分 1374 解 解 1 在球内取半径为 r 厚为 dr 的薄球壳 该壳内所包含的电荷为 dq dV qr 4 r2dr R4 4qr3dr R4 则球体所带的总电荷为 3 分 qrrRqVQ r V 0 34 d 4d 2 在球内作一半径为 r1的高斯球面 则 2 分 1 2 11 4 dErSE S 按高斯定理有 4 0 4 1 0 2 4 0 1 2 1 1 d4 1 4 R qr rr R qr Er r 得 r1 R 方向沿半径向外 2 分 4 0 2 1 1 4R qr E 1 E 在球体外作半径为 r2的高斯球面 按高斯定理有 02 2 2 4 qEr 得 r2 R 方向沿半径向外 2 分 2 20 2 4r q E 2 E 3 球内电势 m M R T M R T mg a 大学物理 1 试卷三 6 3 分 R R r rErEU dd 211 1 R R r r r q r R qr d 4 d 4 2 0 4 0 2 1 16 本题 本题 8 分 分 2265 解 解 带电圆盘转动时 可看作无数的电流圆环的磁场在 O 点的 叠加 某一半径为 r 的圆环的磁场为 2 分 2 dd 0 riB 而 rrrrid 2 d2d 2 分rrrrBd 2 1 2 dd 00 正电部分产生的磁感强度为 2 分 1 0 1 0 0 2 d 2 RrB R 负电部分产生的磁感强度为 2 d 2 12 0 2 1 0 RRrB R R 今 2 分 BB 12 2RR 17 本题 本题 10 分 分 2176 解 解 1 1 分rBlSBddd 1 分 2 0 rIB 2 分 a blI rl r I b a ln 2 d 2 00 2 分 0 dd ln d2d i l bI tat t a blI 300 eln 2 3 感应电流方向为顺时针方向 2 分 2 2 分 a bl I Mln 2 0 18 本题 本题 8 分 分 2137 解 建立坐标 如图 则 21 BBB 2 分 x I B 2 0 1 2 0 2 ax I B 方向 1 分 x I ax I B 2 2 00 B 2 分 0 v 11 dvd d 2 I Bxx xax 2 分 2 0 2a 11 d 2 a b i I x xax v ba baI 2 2 ln 2 0 v 感应电动势方向为 C D D 端电势较高 1 分 19 本题 本题 10 分 分 5359 解 解 设 S 相对于 S 运动的速度为 v 沿 x x 轴方向 则根据洛仑兹变换公式 有 O R1 R2 I a b l a a b I I C D v 大学物理 1 试卷三 7 1 2 分 2 2 11 1 1 c cxt t