大学物理期末试题及答案

1、习题课 22,基础理论教学中心,一、选择题（每题3分，共27分）,1、质量为20g 的子弹沿 x 轴正方向以 500m/s 的速率射 入一木块后，与木块一起仍沿x轴正方向以 50 m/s 的速 率前进，在此过程中，木块所受的冲量大小为:,（A) 9 N.s,（B) -9 N.s,（C) 10 N.s,（D) -10 N.s,I = (M+m)vt - mvo,mvo2 /2 = (M+m)vt2/2,I = mv02/vt - mvo,2、质量为 m=0.5kg的质点，在oxy 平面内运动，其运 动方程为：x =5t ,y =0.5t2 (SI)。从t =2s 到t =4s这段时 间内，外力对

2、质点做得功为：,（A) 1.5 J,（B) 3 J,（C) 4.5 J,（D) -1.5 J,t =2s 时，质点的速度：,vx=5, vy=2. v02=29,t =4s 时，质点的速度：,vx=5, vy=4. vt2=41,Ek = W = (mvt2-mv02)/2,3、一颗人造地球卫星到地球中心的最大距离和最小距离分 别是RA和RB，设卫星对应的角动量分别为LA和LB，动能分 别是EkA和EkB。则应有：,（A） LALB ，EkAEkB,（B） LALB ，EkAEkB,（C） LALB ，EkAEkB,（D） LALB ，EkAEkB,（E） LALB ，EkAEkB,角动量守恒

3、 机械能守恒,4、 有两个大小不相同的金属球，大球直径时小球的2 倍，大球带电，小球不带电，二者相距很远。今用细长 导线将二者相连，在忽略导线的影响下，大球与小球的 带电之比是：,（A) 2,(B) 1,(C) 1/2,(D) 0,导线相连，电势相同。,（5）图中六根无限长直导线互相绝缘，通过电流均 为I，区域、均为相等的正方形，那个区 域指向纸内的磁通量最大？,（A） 最大,（B） 最大,（C） 最大,（D） 最大,（E） 最大不止一个,6、如图两个半径为R的金属圆环，在a、b两点接触（a b连线为圆环直径），并相互垂直放置。电流 I 沿 ab 连 线方向由 a 端流入，由 b 端流出，则环

4、中心O的磁感应 大小为：,（A) 0,(B),(C),(E),(D),7、磁介质有三种，用相对磁导率r表征他们各自的特性 时：,（A) 顺磁质r0，抗磁质r0，铁磁质r1。,（B) 顺磁质r1，抗磁质r = 1，铁磁质r1。,（C) 顺磁质r1，抗磁质r 1，铁磁质r1。,（D) 顺磁质r 0，抗磁质r 1，铁磁质r0。,8、一矩形线框长为a宽为b，置于均匀磁场中。线框绕 OO轴，以匀角速度旋转（如图所示）。设 t =0时， 线框平面位于纸面内，则任一时刻线框内感应电动势的 大小为：,(A),(E),(C),(B),(D),9、在圆柱型空间内，有一个磁感应强度为B的均匀磁场， 如图所示。B的大

5、小以速率dB/dt变化。磁场中有A、B两 点，其间可以放置直导线 和弯曲导线 ，则：,（A) 电动势只在 导线中产生。,（B) 电动势只在 导线中产生。,（C) 电动势在 和 中都产生， 且两者大小相等。,（D) 导线中的电动势小于 导线中 的电动势。,二、填空题（本题共25分）,1、在水平飞行的飞机上，向前发射一颗炮弹。若发射 后飞机的速度为v0，炮弹相对于飞机的速度为v，略去 空气阻力，则：,（1）以地球为参照系，炮弹的轨迹方程为 。,（2）以飞机为参照系，炮弹的轨迹方程为 。,设两种参照系中坐标原点均在发射处，x轴为速度方 向，y轴方向向下。,2、在如图所示的装置中，若两个滑轮与绳子的质

6、量以及滑轮 与轴间的摩擦都可以忽略不计，绳子不可伸长。则在外力F的 作用下，物体m1和m2的加速度为 。 m1 和m2之间绳子的张力为 。,分析受力，得牛顿方程：,分别建立m1、m2的牛顿定律方程， 可得m1m2间绳子的张力。,3、质量为m的小球，用轻绳AB、 BC连接，如图，其中 AB水平，剪断绳AB前后的瞬间，绳BC中的张力比T/T = 。,剪断前：,剪断后瞬间：,4、质量为0.05kg的小块物体， 置于光滑水平的桌面上，有一 绳一端连接此物，另一端穿过 桌面中心的小孔（如图所示）。 该物体原以 3 rad / s 的角速度 在距离小孔0.2m的圆周上转动，今将绳缓缓往下拉，使该 物体之转

7、动半径减为0.1m，则物体的角速度= 。,利用质点运动角动量守恒,12,5、如图所示，一斜面倾角为，用与斜面成的恒力F 将一质量为m的物体沿斜面拉升了高度h，物体与斜 面的摩擦系数为，摩擦力在此过程中所做的功Wf = 。,物体在斜面上的路程为：,在外力和重力的作用下，物体对斜面的正压力为：,摩擦力在此过程中所做的功：,6、质量为m 的物体，初始速度极小，在外力作用下从原 点起沿x轴正向运动，所受外力方向沿x轴正向，大小为 F = kx. 物体从原点运动到 x0 的点的过程中所受外力的 冲量为 。,由牛顿定律：,两边积分：,由冲量定理：,7、描述静电场性质的两个基本物理量是 ， 和 ；它们的定义

8、式是 ， 和 。,电场强度,电势,（Ua = 0),1、一根放在水平光滑桌面上的匀质棒，可以绕通过其一 端的垂直光滑轴O转动。棒的质量为 m=1.5 kg,长度 为l=1.0m, 对轴的转动惯量为 J = ml2 /3。初始时棒静 止，今有一水平运动的子弹垂直地射入棒的另一端， 并留在棒中，如图所示，子弹的质量为 m = 20g,速 率为v = 400 m/s。求：,（1）棒开始和子弹一起转动时的角速度；,（2）若棒转动时受到大小为Mr=4.0 N.m 的恒定阻力矩作用，棒能转多大角度。,三、计算题（每题10分，共40分）,解：,（1）由角动量守恒,所以：,（2）由转动定理：,2、如图所示一厚

9、度为d的“无限大”均匀带 电平板电荷体密度为。试求板内外场强 分布，并画出场强随坐标x变化的曲线，即 E-x曲线（设原点在带电平板的中央平面上 0 x轴垂直于平板）。,解：,由电荷分布的对称性可知：,离中心平面同距离处场强 均沿x轴方向,且大小相等方向相反,在板内做底面积为S的圆柱面S1，两底面距中心平 面的距离均为lxl，由高斯定理得：,得到：,即：,在板内做底面积为S的圆柱面S1， 两底面距中心平面的距离均为lxl，由 高斯定理得：,得到：,即：,E-x曲线见右图,3、一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成， 内外筒半径分别为R1=2cm,R2=5cm，其间 充满相对电容率为r的各向同性均匀介质。 电容器接在电压U=32V的电源上（如图） 试求距离轴线R=3.5cm处的A点的电场强 度和A点与外筒间的电势差。,解：,设内外筒沿轴向单位长度上的带电量为1、2,由高斯定理可得两筒间的电场强度为：,则，两筒间的电势差为：,得到：,于是可以得到A点场强：,A点与外筒间的电势差为：,4、如图所示，一根长为L的金属细杆ab 绕垂直轴O1O2以角速度在平面内旋 转。 O1O2在离细杆a端L /5处。若已 知地磁场在竖直方向的分量为B。求ab 两端间的电势差Ua-Ub.,解：,Ob间的动生电动势：