大学物理A(一)期末试卷(A卷)答案

1、浙江师范大学大学物理 A（一）考试卷（A卷）（2014 2015学年第一学期）29日考试形式：闭卷考试时间：90 分钟 出卷时间：2014年12月使用学生：数学与应用数学、信息与计算科学、科学教育等专业一 一说明：考生应将全部答案都写在答题纸上，否则作无效处理真空电容率 0 8.85 10 12 C2 N 1 m2,真空磁导率 0 410.选择题（每题3分，共30分）1. 一运动质点在某瞬时位于矢径(A)dr dt(B)r x, y的端点处，其速度大小为d rdt(C)dt(D)2d ydt答：（D）2.如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为mi和的重物，且 m1m2.滑轮质量及

2、轴上摩擦均不计，此时重物的加速度的大小为a.今用一竖直向下的恒力量为m2的重物的加速度为的大小F mg代替质量为mi的物体,可得质）(A)(C) 答：(B)a = a a a(D)不能确定.m23.质量为20 g的子弹沿x轴正向以500 m/s的速率射入一木块后,与木块一起仍沿向以50 m/s的速率前进，在此过程中木块所受冲量的大小为(A) 9 Ns -答案：(A)(B) -9 Ns -(C)10 Ns -(D)-10 N s -x轴正）4 .质量为m ,长为l均匀细棒OA可绕通过其一端 。而与棒垂直的水O, A平固定光滑轴转动，如图所示.今使棒由静止开始从水平位置自由下落摆动到竖直位置。若棒

3、的质量不变，长度变为 21 ,则棒下落相应 。/所需要的时间（）（A）变长.（B）变短.（C）不变.（D）是否变，不确定.答案：（A）5 .真空中两块互相平行的无限大均匀带电平面。其电荷密度分别为和2 ,两板之间的距离为d ,两板间的电场强度大小为（）（A） 0（B） 3（C） （D）2 002 0答案：（D）6 .如图所示，a、b、c是电场中某条电场线上的三个点，设E/百六、表示场强，U表示电势，由此可知：（）八(A) EaEb Ec ;(B)EaEbEc ;(C) Ua Ub Uc ；(D) Ua Ub Uc答案：(C)7 .两个导体球A、B相距很远(可以看成是孤立的)，其中A球原来带电，

4、B球不带电。A、 B两球半径不等，且 Ra Rb。若用一根细长导线将它们连接起来，则两球所带电量qA与(D)条件不足，无法比较。y方向垂直纸qB间的关系:(A) qA qB；(B)qA qB ；(C) qA qB ；答案：(A)8 .如图所示，两根长直载流导线垂直纸面放置，电流Ii=1A,面向外；电流I2=2A,方向垂直纸面向内。则P点磁感应强度X轴的夹角为 ()(A)30(B)60(C)120(D)210答案：(A)9 .如图所示，流出纸面的电流为 2I,流进纸面的电流为I,则下述式中哪一个是正确的()(B) B dl 0IL2(D) B dl 0IL4(A) B dl2 0IL1(C) B

5、 dl 0IL3答案：(D)10 .长度为l的直导线ab在均匀磁场B中以速度v移动，直导线ab中的电动势为 ()(A) Blv (B)Blvsin (C)Blvcos (D)0 答：(D)。二.填空题(每题2分，共10分)1. 一颗速率为700 m/s的子弹，打穿一块木板后，速率降到500 m/s.如果让它继续穿过厚度 和阻力均与第一块完全相同的第二块木板，则子弹的速率将降到 。(空气阻力忽I答案：100 m/s (动量、机械能守恒)2. 一杆长l = 50 cm,可绕通过其上端的水平光滑固定轴 O在竖直平面内转动，相对于 。轴 的转动惯量J= 5 kg m2.原来杆静止并自然下垂.若在杆的下

6、端水平射入质量m=0.01 kg、速率为v=400 m/s的子弹并嵌入杆内，则杆的角速度为= .答案：rad/sv v v3. 一均匀静电场，电场强度E （400i 600j）V/m ,则电场通过阴影表面的电场强度通量是 （正方体边长为1cm ）。答案：0.04 V m4. 一空气平行板电容器，两极板间距为d ,充电后板间电压为U。然后将电源断开，在两板间平行地插入一厚 度为d/3的金属板，则板间电压变成U 。22答案：2U 35.均匀磁场B中放一均匀带正电荷的圆环，半径为 R, 垂直的转轴旋转，转轴与磁场 B垂直，当圆环以角速度电荷线密度为，圆环可绕与环面转动时，圆环受到的磁力矩为答案：R3

7、 B三.计算题（每题15分，共60分）1 . 一半径为R、质量为m的匀质圆盘，以角速度 3绕其中心轴转动。现将它平放在一水平板 上，盘与板表面的摩擦因数为科。（1）求圆盘所受的摩擦力矩。（2）问经过多少时间后，圆盘转动才能停止 解： 在圆盘上取长为 dl、宽为dr的面积元ds drdl ,该面积元受到白摩擦力为 dFf gdmg-m-drdl ,此R摩擦力对转盘转轴上 。点的力矩为rdFf 上grdrdl ,则 R在宽为dr的圆环上所受摩擦力矩为：mg2 mg 2 .rdM rdr （2 r） ；r drR2R2圆盘受到的摩擦力矩为：M2孚 Rr2dr 2 mgRR203（2）圆盘受到的摩擦力

8、矩不随时间变化，圆盘的转动惯量JTMdt L J 0或者：由转动定律 M J ,得到角加速度M 4 g g ,圆盘做匀减速转动，有J 3R02 .在一半径为 R = 6.0 cm的金属球A外面套有一个同心的金属球壳B.已知球壳 B的内、外半径分别为 R2= 8.0 cm, R3=10.0 cm .设球A带有总电荷 Qa=x10-8C,球壳B带有总电 荷 Qb= X 10-8C。(1)求球壳B内、外表面上所带的电荷以及球A和球壳B的电势；(2)将球壳B接地然后断开，再把金属球A接地，求金属球A和球壳B内、外表面上所带的 电荷以及球 A和球壳B的电势.解：(1)由静电平衡条件，球壳 B内表面带电为

9、Qa3.0 10 8 C,外表面带电为QbQa 5.0 108 c ,那么由电势叠加原理,球A的电势为：VAAQa0R1Qa40R2Qa Qb40R35.6球壳B的电势为：VbQa4 0rQa4 0rQaQb40R3Qa4QB 4.5 103 V o0R3(2)将球壳B接地后，B外表面不带电，内表面带电为Qa,断开接地后，球壳 B带的总电量为 Qa,然后将球A接地，A的电势为0,设此时A带电量为qA,则B的内表面带电为qA ,外表面带电为qA Qa,由电势叠加原理，球 A的电势为：VA qAq qA QA 0 ,由此解出 qA 2.12 10 8C ,即球 A 带电4 0R1 4 0R24 0

10、R32.12 10 8C ,球壳B内表面带电 2.12 10 8 C ,球壳B外表面带电0.88 10 8 C。球A的电势为0,球壳B的电势为VB 9曲7.9 102V o40R3I2=20A,试计算作用在回3.如图所示，一根长直导线载有电流Ii=30A,矩形回路载有电流路上的合力。已知 d=1.0cm, b=8.0cm, l=0.12m。解：对矩形回路进行受力分析可知，上下边受到的安培力大小相等，方向相反，互相抵消。矩形回路左边受到的安培力为：I1I2lFiB1IJ 方向向左，2 d矩形回路右边受到的安培力为：F2 B2I2l一运一，方向向2 (d b)右，则矩形回路受到的合力为:FFiF2I1I2l 112 d d b1.28 10 3N4.如图所示，在与均匀磁场垂直的平面内有一折成角的V型导线框，其MN边可以自由滑动，并保持与其它两边接触。今使 MN ON ,当t 平行于ON滑动，已知磁场随时间的变化规律为0时,MN由。点出发，以匀速vB t-,求线框中的感应电动势与时间的关系。2解1取顺时针方向为回路绕行方向，t时刻穿过V型导线框的磁通量为 Mb,其中x vt,2t2l xtan , B ,应用法拉第电磁感应定律，导2线框上的感应电动势为ddtd x|Bdt 22.4 d v t , tan dt 42.