0708普通物理A（上）（A卷）试卷及答案

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安徽大学2023—2023学年第2学期

院/系年级专业姓名学号答题勿超装订线装订线《普通物理A(上)》考试试卷（A卷）及答案

（闭卷时间120分钟）

题号得分阅卷人一二三(20)三(21)三(22)三(23)三(24)三(25)总分得分

一、选择题（每题3分，共30分）1．在升降机天花板上拴有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度a1上升时，绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大加速度上升时，绳子刚好被拉断？(A)2a1．(B)2(a1+g)．a1(C)2a1＋g．(D)a1＋g．[]2．已知水星的半径是地球半径的0.4倍，质量为地球的0.04倍．设在地球上的重力加速度为g，则水星表面上的重力加速度为(A)0.1g(B)0.25g(C)2.5g(D)4g[]3．质量分别为mA和mB(mA>mB)、速度分别为vA和vB(vA>vB)的两质点A和B，受到一致的冲量作用，则(A)A的动量增量的绝对值比B的小．(B)A的动量增量的绝对值比B的大．(C)A、B的动量增量相等．(D)A、B的速度增量相等．[]4．一质点作匀速率圆周运动时，(A)它的动量不变，对圆心的角动量也不变．(B)它的动量不变，对圆心的角动量不断改变．(C)它的动量不断改变，对圆心的角动量不变．

(D)它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变．[]

??5．一辆汽车从静止出发在平直马路上加速前进．假使发动机的功率一定，下面哪一种说法是正确的？

(A)汽车的加速度是不变的．(B)汽车的加速度随时间减小．

《普通物理A(上)》试卷第1页共9页

(C)汽车的加速度与它的速度成正比．(D)汽车的速度与它通过的路程成正比．

(E)汽车的动能与它通过的路程成正．[]6．边长为l的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I(其中ab、cd与正方形共面)，在这两种情

况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为

(A)Ba1?0，B2?0．Ib(B)B22?0II1?0，B2?B?l．1B12cd(C)B22?0I，BI1?2?0．?l(D)B22?0I1??l,B22?0I2??l．[]7．四条平行的无限长直导线，垂直通过边长为a=20cm的正方形顶点，每条II导线中的电流都是I=20A，这四条导线在正方形中心O点产生的磁感应强度为(?-7-20=4?×10N·A)Oa(A)B=0．(B)B=0.4×10-4T．(C)B=0.8×10-4T．(D)B=1.6×10-4T．[]II

8．圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B?的方向垂直盘面向上．当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时，?(A)铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向滚动．B(B)铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向滚动．O(C)铜盘上产生涡流．(D)铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高．(E)铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高．[]9．两根很长的平行直导线，其间距离d，与电源组成回路如图．已知导线上的电流为I，两根导线的横截面的半径均为r0．设用L表示两导线回路单位长度的自感系数，则沿导线单位长度的空间d内的总磁能Wm为2rI0I(A)12LI2．?(B)1LI2?I2?[?0I?0I2r02πr?2?(d?r)]22πrdr(C)∞．

《普通物理A(上)》试卷第2页共9页

(D)

12?0I2dLI?ln．[]22?r010．根据相对论力学，动能为0.26MeV的电子，其运动速度约等于(A)0.1c．(B)0.5c．

(C)0.75c．(D)0.85c．[](c表示真空中的光速，电子的静能m0c2=0.51MeV)

二、填空题（共30分）11．一质点作直线运动，其坐标x与时间t的关系曲线如下图．则该质点在第秒瞬时速度为零；在第秒至第秒间速度与加速度同方向．12．一船以速度v0在静水湖中匀速直线航行，一乘客以初速v1在船中竖直向上抛出一石子，则站在岸上的观测者看石子运动的轨迹得分x(m)5??t(s)O123456

?是．取抛出点为原点，x轴沿v0方向，y轴沿竖直向上方向，石子的轨迹方程是．13．一质点在二恒力共同作用下，位移为?r?3i?8j(SI)；在此过程中，动能增量为24J，已知其中一恒力F1?12i?3j(SI)，则另一恒力所作的功为．14．一个质量为m的质点，沿x轴作直线运动，受到的作用力为F?F0cos?ti(SI)t=0时刻，质点的位置坐标为x0，初速度v0?0．则质点的位置坐标和时间的关系式是x=．15．在一以匀速v行驶、质量为M的(不含船上抛出的质量)船上，分别向前和向后同时水平抛出两个质量相等的(均为m)物体，抛出时两物体相对于船的速率一致(均为u)．试写出该过程中船与物这个系统动量守恒定律的表达式(不必化简，以地为参考系)．16．如下图，两同心导体球壳，内球壳带电荷+q，外球壳带电荷-2q．静电平衡时，外球壳的电荷分布为内表面；外表面．17．一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常量为?r的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的倍；电场强度是原来的倍；电场能量是原来的倍．

18．一长直螺线管是由直径d=0.2mm的漆包线密绕而成．当它通以I=0.5A的电流时，其内部的磁感应强度B=．(忽略绝缘层厚度)(?0=4?×10N/A2)

-7

??????????+qO19．以速度v相对于地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子，其相对于地球的速度的大小为．

《普通物理A(上)》试卷第3页共9页

三、计算题（共40分）

20．(此题10分)

得分得分1R处，人的2在半径为R的具有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘上，有一人静止站立在距转轴为

质量是圆盘质量的1/10．开始时盘载人对地以角速度?0匀速转动，现在此人垂直圆盘半径相对于盘以速率v沿与盘转动相反方向作圆周运动，如下图．已知圆盘对中心轴的转动惯量为(1)圆盘对地的角速度；(2)欲使圆盘对地静止，人应沿着

21．(此题10分)1MR2．求：21?R圆周对圆盘的速度v的大小及方向？2R??R/2?v得分电荷以一致的面密度??分布在半径为r1＝10cm和r2＝20cm的两个同心球面上．设无限远处电势为零，球心处的电势为U0＝300V．(1)求电荷面密度?；

(2)若要使球心处的电势也为零，外球面上应放掉多少电荷？［?0＝8.85×10C2/(N·m2)］

-12

《普通物理A(上)》试卷第4页共9页

22．(此题5分)得分一绝缘金属物体，在真空中充电达某一电势值，其电场总能量为W0．若断开电源，使其上所带电荷保持不变，并把它浸没在相对介电常量为?r的无限大的各向同性均匀液态电介质中，问这时电场总能量有多大？

23．(此题5分)得分在图示回路中，导线ab可以在相距为0.10m的两平行光滑导线LL＇和MM＇上水平地滑动．整个回路放在磁感应强度为0.50T的均匀磁场中，磁场方向竖直向上，回路中电流为4.0A．如要保持导线作匀速运动，求须加外力的大小和方向．

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L-+M?BaL＇bM＇

24．(此题5分)

??一面积为S的单匝平面线圈，以恒定角速度?在磁感应强度为B?B0sin?tk的均匀外磁场中转

???动，转轴与线圈共面且与B垂直(k为沿z轴的单位矢量)．设t=0时线圈的正法向与k同方向，求线圈

中的感应电动势．

25．(此题5分)

已知?子的静止能量为105.7MeV，平均寿命为2.2×10s．试求动能为150MeV的??子的速率v是多少？平均寿命??是多少？

-8

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安徽大学2023—2023学年第2学期

《普通物理A(上)》（A卷）考试试题参考答案及评分标准

一、选择题(共30分)

1．C2．B3．C4．C5．B6．C7．C8．D9．A10．C

二、填空题(共30分)

11．(此题3分)33612．(此题3分)抛物线y?v1xv?gx2v202023．(此题3分)12J14．(此题3分)F0m?2(1?cos?t)?x0(SI)15．(此题3分)(2m?M)v?m(u?v?)?m(v??u)?Mv?16．(此题4分)-q-q17．(此题5分)?r1?r18．(此题3分)

?×10-3

T19．(此题3分)

c三、计算题(共40分)

《普通物理A(上)》试卷第7页共9页

1分2分

1分

2分

3分

3分3分

2分2分

2分

1分2分

3分

3分

20．(此题10分)

解：(1)设当人以速率v沿相对圆盘转动相反的方向走动时，圆盘对地的绕轴角速度为?，则人对与地固联的转轴的角速度为?????v???2v①2分1RR2人与盘视为系统，所受对转轴合外力矩为零，系统的角动量守恒．1分

设盘的质量为M，则人的质量为M/10，有

??1?2MR2?M10??12?2R???????0?12MR2??M10??12?2R?????②将①式代入②式得???2v0?21R③(2)欲使盘对地静止，则式③必为零．即?0+2v/(21R)＝0得v＝－21R?0/2式中负号表示人的走动方向与上一问中人走动的方向相反，即与盘的初始转动方向一致．21．(此题10分)解：(1)球心处的电势为两个同心带电球面各逍遥球心处产生的电势的叠加，即U1?q1q2?1?4?r22?0?4???0??1?4?r2??rr???4?12????0?r?1r2?????r1?r2?0??U0?0r＝8.85×10-9C/m21?r2(2)设外球面上放电后电荷面密度为??，则应有U??10???r1???r2?=00即

????r1r?2外球面上应变成带负电，共应放掉电荷q??4?r22???????4?r2?r1??2???1?r2?

??《普通物理A(上)》试卷第8页共9页

2分1分2分1分

1分

3分2分2分

?4??r2?r1?r2??4??0U0r2＝6.67×10C3分

-9

22．(此题5分)

解：由于所带电荷保持不变，故电场中各点的电位移矢量D保持不变，

又w??w11112DE?D2?D0?03分22?0?r?r2?0?r

2分