大学物理（上）模拟考试及答案2023

本文格式为Word版，下载可任意编辑——大学物理（上）模拟考试及答案2023大学物理（上）模拟考试试题（202306）

一．

填空（1—16题每题3分，第17题2分，共50分）

21．一质点的速度矢量v?2i?3tj(SI)，t?0时，质点位置在r0?6i处，则t?2时质点的位置矢量r?[]。2．一质点沿一圆周运动，若某时刻质点的角加速度为?，且此时质点的加速度矢量与速度矢量的夹角为45，则此时质点的角速度的大小??[]。

o3．一质点作圆周运动，质点的角速度与角位置的关系为??1??2，质点的角加速度用角位置来表示的表达式为??[]。

?2x，

4．一质量为m=2kg的质点从原点出发由静止开始沿x轴运动，质点受到的合外力与质点位置之间的关系为F?2?cos单位为牛顿。在x=1.0m处质点的速度为[]。

5．下面左图所示为一圆锥摆，小球的质量为m，旋转周期为T，在小球转动一周期的过程中小球受绳子拉力的冲量的大小等于[]。

mm2m1ORvm?0.2kgv?3jv?6i6．两个小球在Oxy平面内运动，两个小球的质量分别为和2，初速度分别为1m/s和2m/s。

碰撞后两球合为一体。则碰后合并体的速度的大小为[]。

击入盘边缘，

m1?0.1kg

7．如上面右图所示，一匀质圆盘半径为R，质量为m1=4m，可绕过圆心的垂轴在水平面自由转动。初时园盘静止，一质量为m2=m的子弹沿圆盘的切向以速度v于是盘开始转动。已知匀质圆盘绕过圆心的垂轴转动的转动惯量为J?8．均匀带电的无限长圆柱体，半径为R，电荷体密度为

?1mR2，盘转动的角速度为[]。2，在球面上A点处连同电荷挖去一块十分小的面积?S，在球面内距离A点为r的

，在圆柱体内距离轴线为r的地方，场强的大小为[]。9．如下面左图所示，一半径为R的均匀带电球面，所带电荷面密度为

?B点，

电场强度的大小为[]。

10．如下面右图所示，直线段AD被分为AB、BC、CD三段，每段长度均为R。在A点有正点电荷+2q，C点有负点电荷-q。现将一正点电荷+Q从B点沿一个半圆

1

弧运动到D点，

RΔSrAO2O1+2qAB-qCRD+2q和-q的电场力对+Q所作的功为[]。

B

11．如上面中间一个所示，在半径为R2的导体球内挖一个半径为R1的球形空腔，两球心O1、

O2均在空腔内且相距为O1O2=d，

若在O2点放一点电荷q，则O1点的电势为[]。

12．一平板电容器，充电后断开电源。若在两板间充满相对电容率(相对介电常数)?rB

?2的电介质，则电容器中的电场能量为原来的[]倍。

13．如下面左图所示，电流由长直导线l沿半径方向经a点流入一电阻均匀分布的圆环，再由b点沿切向流出，经长直导线2返回电源，已知直导线上的电流

强度为I，圆环半径为R，

则圆心O点处的磁感应强度的大小B=[]。1IaqωRb2IOOB

14．如上面右图所示，有一半径为R，带电为q的圆环，绕过圆心且与圆面垂直的轴以角速度ω转动，均匀磁场B与圆面平行，则圆环受到的磁力矩的大小为

[]。15．长直导线旁边距离为r处有一个面积为S的很小的线圈，长直导线与线圈在同一平面内。则长直导线与线圈之间的互感系数为[]。16．一个面积为S的平面导线回路，置于载流长直螺线管中，回路的法向与螺线管的轴线成60o角，设长直螺线管单位长度上的匝数为n，通过的电流为

2

I?Imsin?t，

其中Im和

?为常数，t为时间，则该回路上的感生电动势的大小等于[]。

dD?[]。dt17．一面积为S的平板电容器正在充电，充电电流为I，在两板之间电位移矢量随时间的变化率的大小二．

计算（共5题，每题10分，共50分）

1.

如下图，光滑水平面上有一根原长度l0另一端固定在水平面上的A点。

2.

?1.0m，劲度系数k?15N/m的弹性绳，绳的一端系着一个质量m?0.2kg的小球B，

?2.0m。

最初弹性绳的长度为原长l0，小球的速度大小为v0，方向与绳子垂直。在小球运动过程中绳子被拉伸的最大长度为lm求：小球B的初速度v0和绳子在最大伸长时小球的速度v.

AvlmBl0vB0o??303．如下图，有一匀质细杆长度为l=0.60m，质量为m=1.0kg，可绕其一端的水平轴O在铅垂面内自由转动。求：当它自水平位置自由下摆到角位置时角加速度有多大？角速度有多大？

12J?ml（匀质细杆绕其一端转动转动惯量为

3，重力加速度取g=10m/s2。）

?mg

4．在x轴上从x=a到x=2a区间有非均匀的正电荷分布，电荷线密度?

?kxx

，其中k为一已知正常量。求：x轴上原点O处的场强和电势。

3

O

aλ=kx2a

5．一半径为R的非均匀载流的无限长直圆柱体，电流密度与到轴线的距离成正比即

j?kr，其中k为一已知正常量，试用安培环路定律求：（1）圆柱体内，

（2）圆柱体外，

距离轴线为r处的磁感应强度的大小。

j

R

5．如下图，在载流为I的长直导线的磁场中，一长度为l的导体棒ab与电流共面，a端距离长直导线为d，导体棒以角速度ω绕a点在纸面内转动。求：导

体棒转动到与长直导线垂直的位置时，棒上的动生电动势的大小和方向。

Iaωbdl填空(答案)

???1．v?10i?8j；2。?；3。2??2?；4。2m/s；5。mgT；6。22m/s；7．

3v；8．3R?r2?0；

q?111???S?0S1?0I12????q?BR9．10．；11．；12．0.5；13．；14．；15．；16。?0nImS?cos?t；2；??4??dRR4??0r3??0R2?r24?R20?12?4

I17．S

计算(答案)

三、计算

1．解：由角动量守恒ml0v0?mlmv4分

12mv21210?2mv?2k(l?l0)24分1分

2．解：按转动定律有M?J?2

解得??3g2532lcos??2?21/s21

即0?16ml2?2?12mglsin?2

3．解：取线元dx，有：dq??dx?kxdx1分E??dE??2a1kdxkln2a4????2分0x4??0由机械能守恒得联立以上二式，得v0?10m/s1分v?5m/s分即mg?112cos??3ml2?2分

分由机械能守恒0?12J?2?mghc2分解得??3gsin?l?5.0/s1dE?14???dq?1?kdx2分0x24??0x方向向右1分分5

分dqkdxdV???又2分V?dV?4??0x4??01??2aakdxka?2分4??04??04．解：（1）在圆柱体内取一对称的圆形回路，按安培环路定律

r?B?dl??I2分由于对称性?B?dl?B?2?r2分

L0L而回路所围的电流I?dI?得到B?20??S2jdS?kr?2?rdr??kr32分故有

03?B?2?r??02?kr33?kr1分

3B?dl?B?2?r??I由于对称性?L0（2）在圆柱体外取一个对称的圆形回路，按安培环路定律?LB?dl

而回路所围的电流I?dI?

得到B?1分

3r5．解在直导线上取线元dr，在dr上微元电动势

R??S223jdS?kr?2?rdr??kR2分故有B?2?r??0?kR3

033??0kR3?0Id??Bvdr3分其中B?2?r2分

v?(r?d)