大学物理第一学期期末试题及答案

大学物理1期末试题及答案一、选择题（共21分）1.（本题3分）质点沿半径为R的圆周运动，运动学方程为32t2(SI)，则t时刻质点的A.4rad/s2和4Rm/s2；B.4rad/s2和16Rt2m/s2；已知一个闭合的高斯面所包围的体积内电荷代数和q0，则可肯定A.高斯面上各点电场强度均为零；B.穿过高斯面上任意一个小面元的电场强度通量均为零；C.穿过闭合高斯面的电场强度通量等于零；abababab1qqqq1b；B.b；aa4r4r001qq1qqbRRabaC.；D..［］ab4π4πrR0b04.（本题3分）如图所示，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，该两电流均为恒定电流．H为该两电流在空间各处所产生的磁场的磁场强度．Hdl表示H沿图中所示闭合曲线L的线积分，此曲L线在中间相交，其正方向由箭头所示．下列各式中正确的是HdlI；B.Hdl3I；A.LLHdlI；D.Hdlμ3I.C.［］0LL5.（本题3分）A如图所示，在竖直放置的长直导线AB附近，有一水平放置的有限长直导线CD，C端到长直导线的距离为a，CD长为b，若AB中通以电流I1，CD中通以电流I2，则导线CD所受安培力的大小为：I1CI2DabB(A)FII01Ib；(B)FIb；2012x(ab)2IIII(C)F=012ln；(D)Fa+balnba.0122[]26.（本题S和2S的两圆线圈所产生的通过线圈2的磁通用Φ表示，线圈3分）面积为1、2如图放置，通有相同的电流I．线圈1的电流2的电流所21产生的通过线圈1的磁通用Φ表示，则Φ和Φ的大小122112关系为；A.Φ；B.ΦΦ122112；D.Φ1C.ΦΦ［]Φ.1222112217.（本题3分）(1)对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是A.(1)同时，(2)不同时；B.(1)不同时，(2)同时；C.(1)同时，(2)同时；D.(1)不同时，(2)不同时.二、填空题（共21分，每题3分）3分）［］8.（本题质量m2kg的质点在力F12ti(SI)的作用下，从静止出发沿x轴正向作直线运动，前三秒内该力所作的功为_______________．9（本题3分）M的匀质杆可绕通过杆一端O的水平光滑固定轴转动，转动长为l、质量为1惯量为Ml2，开始时杆竖直下垂，如图所示．有一质量为3m的2l子弹以水平速度vA点，并嵌在杆中，OA，则子30弹射入后瞬间杆的10（本题3分）L的直导线上均匀地分布着线电荷密度为的电荷，在导线的角速度＝____________________．长为延长线上与导线一端相距a处的P点的电势的大小为___________________.长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I通过，其间充满磁导率为的均匀磁介质．介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度大小，磁感强度的大小．12（本题3分）一平面线圈由半径为0.2m的1/4圆弧和相互垂直的二直线组成，通以电流2A，把它放在磁感强度为0.5T的均CB匀磁场中，线圈平面与磁场垂直时(如图)，圆弧AC段所受的I______________N；线圈所受的磁力矩___________Nm。13（本题3分）磁力AO4c的速度（c为真空中光速）相对于静止的观察者乙运动，若甲携观察者甲以5l带一长度为积为，质棒，mS、截面量为的此棒长度沿运动方向，则(1)甲测得此棒的体密度为(2)乙测得此棒的体密度为__________________．14.某加速器将电子加速到能量E2106eV时，__________________；该电子的动能E_______keV．（电子的静止质量m9.111032kg,1eV=1.610-19J）e三、计算题（共58分）15.（本题10分）质量为、半径为M24kgR的滑轮，可绕水平光滑固定1轴转动，一轻绳缠绕于轮上，另一端通过质量为、半M5kg2设绳与定无相径为r的定悬有m10kg的物体．对滑动，求当重物由静止开始下降了h0.5m时，物体的加速度和速度．16.（本题10分）一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形，沿其上半部分Q均匀分布有电荷Q，沿其下半部分均匀分布有电荷，如图所示．试求圆心O处的电场强度．17.（本题10分）球形电容器，如图。内半径为R，外半径为R，两球面间充有相对介电常量为12的均匀电介质，设内、外球面上带电荷分别为Q和－Q。(1)利用高斯定理求电容器极板间的电场分布；(2)求电容器极板间的电势差；(3)求该电容器的电容；(4)求电容器储存的能量。流I的导线在同一平面内rR2OR1r18.（本题8分）将通有电弯成如图所示的形状，求D点的磁感强度B的大小．bBAbIa19.（本题10分）通有电流I=10A的长直导线旁，有一长l=0.2m方向如图所示。棒ab、DC的金属棒ab，以v=2m/s的速度平动，速度v和长直导线三者共面，求棒ab经过图示位置时，棒中动生电动势的大小，并指出a、b两端哪端的电势高。bvI)60ºa0.1m20.（本题10分）在惯性系S中，相距xx6104m的两个地方发生两事件，21时间间隔tt1.5104s。而在相对S系沿x轴正方向作匀速直线运动的S系中观21测到这两事件却是同时发生的，问：(1)S系相对S系的运动速度是多少？(2)S系中测得这两事件的空间间隔是多少？大学物理1试题二答案一、选择题（共21分）1.(本题3分）B2.(本题3分）C3.(本题3分）C4.(本题3分）B5.(本题3分）7.(本题3分）A9．(本题3分）6v43M/ml010.(本题3分）4Lln(1)a011.(本题3分）IIH2πrBH2πr12.(本题0.283或0.2213.(本题3分）3分）0m25m9lSlS14.(本题3分）1.95106三、计算题（共58分）15.（本题10分）各物体的受力情况如图所示．由转动定律、牛顿第二定律及运动学方程，可列出以下联立方程：TR1MR2211112TrTrMr22211mgTma2aRr12mga4m/s2联立解方程，得12MMm12vah，所以因2v2ah2m/s216.（本题10分）dqdl2Qd/π它在处产生场强处取微小电荷O把所有电荷都当作正电荷处理,在dqQ0ddE4πR22π2R20按角变化，将d分解成二个分量：EQsinddEdEsinx2π2R20QcosddEdEcosy2π2R20对各分量分别积分，积分时考虑到一半是负电荷sindsind0Qπ/2πEx2π2R200π/2cosdcosdQQπ/2πEy2π2Rπ2R2200π/2017.（本题10分）解：(1)根据有介质时的高斯定理可得两筒之间的电场强度的大小为Q4r2DQE4r2介质中的场强大小分别为0rQ40(11)UR2Erd(2)两球面间电势差RR2R1r14RR1RR(3)电容CQU0r221QQ2(RR)2(4)电场能量W21RR2C80r2118.（本题8分）解：其中3/4圆环在D处的场B3I/(8a)10AB段在BC段在D处的磁感强度D处的磁感强度B[I/(4b)](12)220B[I/(4b)](12)230B、B、B方向相同，可知D处总的B为12342abB(2)I3019.（本题10分）解：在ab棒上离长直导线x处取长度元dl，Ibx处的磁感强度为B0v2xdxcos60Ixdl且有dla)60º整个棒ab中的感应电动势为0.1ma2xIvdx02xcos60Ivdl0.2(vB)dlb0il0.10Ivln25.5106Va端的电势高。20.（本题10分）解：设S系相对于S系的运动速度为．则根据洛伦兹变换公式可得：ttvx/c2ttvx/c2，21122/c1(1(/c)21)2S系中测得两事件同时发生，则tt，所以12(tt)