大学物理试题及答案.doc

. 系 班 姓名 座号 成绩 . 密 . 封 . 线 .密.封.线大学物理试卷（一）（标准卷）（考试时间：120分钟）使用班级： 学生数： 任课教师： 考试类型 闭卷 题 序一二三（1）三（2）三（3）三（4）三（5）总分得 分阅卷人一、填空题（共30分） 1、（4分）一质点沿y轴作直线运动，速度，0时，采用SI单位制，则质点的运动方程为m；加速度4m/s2。 2、（3分）一质点沿半径为R的圆周运动，其运动方程为。质点的速度大小为2tR，切向加速度大小为2R，加速度为。3、（2分）一个质量为10kg的物体以4m/s的速度落到砂地后经0.1s停下来，则在这一过程中物体对砂地的平均作用力大小为 400N 。4、（2分）在一带电量为Q的导体空腔内部，有一带电量为-q的带电导体，那么导体空腔的内表面所带电量为 +q ，导体空腔外表面所带电量为 Q-q 。 5、（2分）一质量为10kg的物体，在t=0时，物体静止于原点，在作用力作用下，无摩擦地运动，则物体运动到3米处，在这段路程中力所做的功为。6、（2分）带等量异号电荷的两个无限大平板之间的电场为/0 ，板外电场为0 。7、（2分）一无铁芯的长直螺线管，在保持器半径和总匝数不变的情况下，把螺线管拉长一些，则它的自感系数将 减小 。8、（3分）一长载流导线弯成如右图所示形状，则O点处磁感应强度的大小为，方向为 。9、（4分）在均匀磁场B中, 一个半径为R的圆线圈,其匝数为N,通有电流I，则其磁矩的大小为 ，它在磁场中受到的磁力矩的最大值为。10、（3分）一电子以垂直射入磁感应强度的磁场中，则作用在该电子上的磁场力的大小为F。电子作圆周运动，回旋半径为。11、（3分）判断下图中，处于匀强磁场中载流导体所受的电磁力的方向；（a）向下；（b） 向左 ；（c） 向右 。 二、选择题（每题2分，共30分）1. 下列概念正确的是（ B ）A、感应电场也是保守场；B、感应电场的电场线是一组闭合曲线；C、，因而线圈的自感系数与回路的电流成反比；D、，回路的磁通量越大，回路的自感系数也一定大。2. 下列说法正确的是（ D ）A、电场强度为零的点，电势也一定为零；B、电场强度不为零的点，电势也一定不为零； C、电势为零的点，电场强度也一定为零；D、电势在某一区域内为常量，则电场强度在该区域内必定为零。3. 关于摩擦力以下说法哪句是正确的？（C ）A. 摩擦力总是阻碍物体运动的； B. 滑动摩擦力FfFN；C. 当外力小于FN时，静摩擦力的大小总等于外力；D. 滑动摩擦力一定不能使物体产生加速度。4. 质量为m的小球，以水平速度跟墙面作弹性碰撞，小球的动量变化是( A )。A、 B、 C、 D、05. 对功的概念有以下几种说法，判断正确的是（B ）。A、作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者作功的代数和必为零； B、质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零；C、保守力作正功时，系统内相应的势能增加；D、保守力作正功时，系统内相应的势能减少。6. 下列说法正确的是（B ）。A、闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内一定没有电流穿过；B、闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零；C、磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零；D、磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感强度都不可能为零。7. 均匀细棒OA，可绕通过其一端而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法正确的是（C）。AOA、角速度从小到大，角加速度不变；B、角速度从小到大，角加速度从小到大；C、角速度从小到大，角加速度从大到小；D、角速度不变，角加速度为零。8.花样滑冰运动员通过自身竖直轴转动，开始时两臂张开，转动惯量为，角速度为；然后将手臂合拢使其转动惯量为，则转动角速度变为：( C )A、B、C、D、 9. 将一个带正电的带电体A从远处移到一个不带电的导体B附近，则导体B的电势将（A）A、升高B、降低C、不会发生变化D、无法确定10. 如图所示，闭合曲面S内有一个点电荷Q，p为面上一点，在S面外A点有一个点电荷q，若将q移至B点，则：（B ）A、S面的总通量改变，P点的场强不变；B、S面的总通量不变，P点的场强改变；C、S面的总通量和P点的场强都变；D、S面的总通量和P点的场强都不变11.平行板电容器接入电源保持其两板间的电势差不变，再使其内部充满相对电容率为的均匀电介质，则电容器各量的变化为 （A）。A、电容增大B、电场强度增大C、极板上所带电量不变D、电容、电量及板间电场强度都减小12. 有两个带电量不同的金属球，直径相等，一个是中空的，另一个是实心的，现使它们互相接触，则两导体球上的电荷：（B）。abA、不变化； B、平均分配；C、中空的球带电量多；D、实心的球带电量多。13.如右图所示，两个环形线圈a、b互相垂直放置，当它们的电流和同时发生变化时，则有下列情况发生：（D ）。A、a中产生自感电流，b中产生互感电流；B、b中产生自感电流，a中产生互感电流；C、a、b中同时产生自感和互感电流；D、a、b中只产生自感电流，不产生互感电流。14.对功的概念有以下几种说法，判断正确的是（A）。A、作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者作功的代数和必为零； B、质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零；C、保守力作正功时，系统内相应的势能增加；D、保守力作正功时，系统内相应的势能减少。15. 半径为R的均匀带电金属球体的周围各点电势U与其距球心的距离r之间的关系曲线为下图中的：（B）。RARDRCRBrUUUUrrr三、计算题（40分）1.（9分）如图所示，载流长直导线的电流为I，(1)求通过矩形面积的磁通量; （2）若矩形线框ABCD在垂直于导线方向上以匀速率向右移动，求在图示位置处线框中的动生电动势的大小和方向。解：（1）根据毕奥萨伐尔定律，在长直导线周围磁场的分布为（1分）， 这是具有轴对称性的不均匀分布。在线圈平面内距载流导线为x处取一面积元dS，dS=dr，如图所示，在dr内磁感应强度B可看作是均匀的，于是可得dS内的磁感应通量为oxId2d1ABCD （3分） （2）线框中的动生电动势为。根据式有：（1分） (1分)（0.5分） （0.5分） （1分），方向为顺时针方向。（1分）2. （10分）如图所示，一个半径为R1的均匀球体，总电荷为Q1，球体外同心罩一个半径为R2的均匀带电球面，总电荷为Q2，试求： 用高斯定理求各区域电场的分布； 用场强积分球体与球面间的电势分布（R1r，但两圆盘的质量与厚度相同，如两盘对通过盘心垂直于盘面的轴的转动惯量各为和，则（C）。A、； B、； C、； D、不能确定哪个大。10、如图所示，闭合曲面S内有一个点电荷，P为面上一点，在S面外A点有一个点电荷，若将移至B点，则（ B ）。 A、S面内的总通量改变，P点的场强不变； B、S面内的总通量不变，P点的场强改变；C、S面内的总通量和P点的场强都变；D、S面内的总通量和P点的场强都不变。11、一点电荷对放在相距3cm处的另一个点电荷作用力大小为F，若两点电荷之间的距离增加到6cm，此时它们之间的静电力大小为（A）。A、B、C、FD、4F12、如图所示，一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面。若导轨电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的M极板上（ B）。A、带有一定量的正电荷； B、带有一定量的负电荷；C、带有越来越多的正电荷； D、带有越来越多的负电荷。13、对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确。（ B ）。A、位移电流是由线性变化磁场产生的； B、位移电流是由变化电场产生的；C、位移电流的热效应服从焦耳-楞次定律；D、位移电流的磁效应不服从安培环路定理。14、真空中两块互相平行的无限大均匀带电平板，其中一块的面电荷密度为，另一块的面电荷密度为2，两板间的距离为d，则两板间的电势差为（D）。A、0；B、；C、；D、 。15、在静止电子附近放置一根载流直导线，则电子在磁场中将（ D ）。A、向靠近导线方向运动； B、向远离导线方向运动；C、沿导线方向运动； D、不动。三、计算题（40分）1、 （8分）质量为m的子弹以速率v 0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为，忽略子弹的重力，求： (1) 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式； (2) 子弹进入沙土的最大深度。解：(1) 子弹进入沙土后受力为v，由牛顿定律 (2分) (1分) ( 1分)(2) 求最大深度解法一： (1分) (1分) (1分) (1分)解法二： (2分) ( 2分)2、如图所示，长为L 的导线AB 在均强磁场 中以速度向右作匀速直线运动，灯泡电阻R ， 导线及线框电阻不计，求动生电动势及通过灯泡的电流。解：设AB向右移动距离dx，则回路面积增了Ldx，回路磁通量的增加为： （1分） （2分） （2分）3、（12分）导体球半径为，外罩一半径为的同心导体球壳，球壳的厚度可以忽略，各自带有电荷和。试求各区域电场和电势的分布。（要求采用电势的定义计算电势分布）解：（1）电荷球对称分布，电场球对称分布，可用高斯定理求解电场分布。（1分）取半径为同心球面为高斯面，如左图所示，则有：（1分）：，（1分）：，（1分）：，（1分）各区域电场强度方向沿径矢方向。（2）选择无限远处为电势零点，有 （1分）：（2分）：（2分）：（2分）4、（10分）一细而轻的绳索跨过一质量为，半径为R的定滑轮C，绳的两端分别系有质量为和的物体，且，绳的质量、轮轴间的摩擦不计且绳与轮间无相对滑动。轮可视为圆盘，求物体的加速度大小和绳的张力。解：用隔离法分别对各物体进行受力分析，并取如右图所示坐标系，分别对物体和、物体C运用牛顿第二定律、转动定律列方程得：（2分） （1分） （1分） （1分） （1分），（1分）解方程得： （1分） ;（1分） （1分）5、（5分）如图所示，一长直导线中通有电流，其旁有一长为的直导线ab与它共面，且与长直导线垂直，a端与长直导线相距为，导线中的电流为。求导线ab所受的安培力。解：长直导线产生的磁感应强度 （2分） （2分）方向竖直向上。（1分）. 系 班 姓名 座号 成绩 . 密 . 封 . 线 .密.封.线大学物理试卷(四)(标准卷)（考试时间：120分钟）使用班级： 学生数： 任课教师： 考试类型 闭卷 题 序一二三（1）三（2）三（3）三（4）三（5）总分得 分阅卷人一、填空题（30分）1、（4分）一质点沿轴运动，。若时，质点位于原点，则时，质点加速度的大小，质点的坐标。2、（2分）一劲度系数为的轻弹簧下端固定在水平面上。今将一质量为的物体轻轻放在弹簧上，立即放开手，则弹簧的最大压缩量为。3、（2分）一炮弹以速度飞行，垂直入射到一组钢板上恰好穿过一块钢板。若该炮弹的速度增加为3，设钢板对子弹的阻力不变，则可射穿钢板的块数为9块。4、（3分）如下图所示，在点A和点B之间有三个电容器，其连接如图所示，则A、B两点之间的等效电容为。若A、B之间的电势差为12V，则VAC， VCB。5、（6分）两块“无限大”的带电平行板，其电荷面密度分别为-及2，如图所示。试写出各个区域的电场强度。（1）区的大小，方向 向左 ；（2）区的大小，方向向左；（3）区的大小，方向 向右 。6、（3分）一长载流导线弯成如右上图所示形状，则O点处磁感应强度的大小为(2分)，方向为：垂直纸面向内 (1分) 。-2ORIII （填空题4图） （填空题5图） （填空题6图）7、（4分）一正电荷在磁场中运动，已知其速度沿x轴正向：如果电荷不受力，则磁感应强度的方向为 沿x轴正向或负向 ；如果受力的方向沿z轴正方向，且力的数值为最大，则磁感应强度的方向为 沿y轴正向。8、（3分）一面积为的单匝平面线圈，在磁感应强度为的均匀磁场中所通过的磁通量的最大值为，最小值为 0 。若线圈通有电流，由它在上述磁场中所受的磁力矩的最大值为。9、（3分）反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组的积分形式是： 式 说明变化的磁场一定伴随有旋电场，式 说明变化的电场总伴随有旋磁场，式 说明电场线的头尾在电荷上。二、选择题（每小题2分，共30分）1、一个人在平稳地行驶的大船上抛篮球，则（D）。A、向前抛省力； B、向后抛省力；C、向侧抛省力； D、向哪个方向都一样。2、下列几种运动形式，哪一种运动是加速度矢量保持不变的运动？（C）。A、单摆运动； B、匀速度圆周运动；C、抛体运动；D、以上三种运动都是保持不变的运动。3、质点沿轴运动的加速度与时间的关系如图所示，由图可求出质点的（B）。A、第6秒末的速度；B、前6秒内的速度增量；C、第6秒末的位置；D、前6秒内的位移。4、拉力与水平面成作用于质量为的木块上，使木块沿水平地面匀速前进，如右下图所示。若已知木块与地面的摩擦系数为，则可得摩擦阻力的大小为（A）。A、； B、；C、； D、0。5、有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的水平面上，斜面是光滑的，有两个一样的物体分别从这两个斜面的顶点由静止开始下滑，则（ D ）。 A、物体到达斜面底端时的动量相等； B、物体到达斜面底端时的动能相等； C、物体和斜面（以及地球）组成的系统，机械能不守恒； D、物体和斜面组成的系统水平方向上动量守恒。6、质量为20的子弹以的速率击入一木块后与木块一起以的速率前进。若以子弹的速度方向为正方向，则在这一过程中木块给予子弹的冲量为（B）。、；、；、；、。7、 飞轮A与飞轮B同轴，飞轮A的转动惯量是飞轮B的一半，即。开始时，飞轮A以角速度旋转，飞轮B静止，如右下图所示。现将飞轮B沿轴推向飞轮A，使二者啮合，则啮合后（两轮转速相同）飞轮A、B转动的角速度为（A）。、； 、； 、； 、。8、一物体沿轴运动，其受力与位置坐标的关系为，式中的单位为，的单位为。在该物体从运动到的过程中，其动能增量为（B ）。A、； B、； C、； D、。9、关于力矩有以下几种说法：（1）对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角加速度；（2）一对作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零；（3）质量相等、形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的运动状态一定相同。对上述说法，下列判断正确的是（B）。A、只有（2）是正确的；B、（1）（2）是正确的；C、（2）（3）是正确的；D、（1）（2）（3）都是正确的。10、四个等量点电荷在平面上均与原点等距离，正负电荷分布如下图所示，则原点电场强度为零的是（A）。（A）（B）（C）（D）11、右下图中，实线为某电场中的电场线，虚线表示等势面，由图可看出（D）。ABCA、；B、；C、；D、。12、把一个带负电的导体A靠近一个不带电的孤立导体B时，如下图所示，结果使（A）。A、导体B的电势降低；ABB、导体B的电势升高；C、导体B的右端电势比左端高；D、导体B的电势不变。13、如右下图所示，图（a）、（b）中各有一半径相同的圆形回路L1和L2，回路内有电流I1和I2，其分布相同且均在真空中，但（b）图中L2回路外还有电流I3，P1、P2为两圆形回路上的对应点，则有：（D）。L1（a）P1I2I1L2（b）P2I2I1I3A、，；B、，；C、，；D、，；14、如右下图所示，同一轴线上有两个导体线圈，在左侧的线圈中突然建立电流的过程中，右侧线圈中产生感应电流的方向（从线圈右边观察）为（A）。A、逆时针； B、顺时针； C、在右侧线圈中无感应电流产生； D、无法判断。15、若尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中有相同变化率的磁通量，则在两环中有（ D ）。A、感应电动势不相同；B、感应电动势相同，感应电流也相同；C、感应电动势不相同，感应电流相同；D、感应电动势相同，感应电流不相同。三、计算题（40分）1、（8分）已知在半径为的光滑球面上，一物体自顶端静止下滑, 问物体在何处脱离球面?mgFNRA解：用隔离法对物体进行受力分析，如右图所示（1分）（3分）当物体在A处脱离球面时，有（2分），解得：（2分）2、（10分）一细而轻的绳索跨过一质量为，半径为R的定滑轮C，绳的两端分别系有质量为和的物体，且，绳的质量、轮轴间的摩擦不计且绳与轮间无相对滑动。轮可视为圆盘，求物体的加速度大小和绳的张力。解：用隔离法分别对各物体进行受力分析，并取如右图所示坐标系，分别对物体和、物体C运用牛顿第二定律、转动定律列方程得：（3分） （1分） （1分） （1分） （1分），（1分）解方程得： （1分） ;（0.5分） （0.5分）3、（8分）如图所示，一个均匀带电球壳的内、外半径分别为和（），带电球壳的电荷体密度为，求： 用高斯定理求各区域电场的分布； 用场强积分公式求区域的电势分布（写出积分表达式即可）。解：（1）电荷球对称分布，根据高斯定理：（1分）以任意半径作同心球面为高斯面，如左图所示，则有：（1分）：，（1分）：， （1分）：，（1分）各区域电场强度方向沿径矢方向。（2）选择无限远处为电势零点，有 （1分）： （2分）4、（7分）在磁感应强度为的均匀磁场中，有一圆形载流导线，a、b、c是其上三个长度相等的电流元，如左下图所示。试判断这三个电流元所受安培力大小的关系，并在图中标出各电流元所受安培力的方向。abc解：根据安培力公式，有：（1分）（1分）（1分）（1分）所以有：（1分）电流元b所受安培力方向垂直向外，电流元c所受安培力方向垂直向内。（2分）5、（7分）电流为的长直载流导线近旁有一与之共面的导体，长为。设导体的端与长直导线相距为，延长线与长直导线的夹角为，如图所示。导体以匀速度沿电流方向平移。求上的感应电动势。解：在上取一线元矢量，它与长直导线的距离为r，则该处的磁感应强度大小，方向垂直纸面向内（2分）。的方向与方向之间的夹脚为，且（1分），所以（4分）. 系 班 姓名 座号 成绩 . 密 . 封 . 线 .密.封.线大学物理试卷(五)（标准卷）（考试时间：120分钟）使用专业： 学生数： 任课教师：考试类型：闭卷题 序一二三（1）三（2）三（3）三（4）三（5）总分得 分阅卷人一、填空题（30分）1、（4分）半径为的飞轮启动后，边缘上一点P作圆周运动，其运动方程为，式中和t的单位分别为弧度和秒，则初始时刻P点的角速度=，任意时刻P点的角加速度为，速度大小=，切向加速度=。 2、（4分）一个力作用在质量为 1.0 kg的质点上，使之沿x轴运动。已知在此力作用下质点的运动学方程为 (SI)。则在0到4 s的时间间隔内，力的冲量大小 =，力对质点所作的功 =。3、（3分）一平行板空气电容器，极板面积为S，板间距离为d，充电至带电Q后与电源断开，然后用外力缓缓把两极板距离拉到2d，则电源断开前后电容器电容之比为 2：1 （1分），电源断开后电容器能量的增加值为（2分）。4、（3分）一个半径为R、带电量为Q的导体球，处在相对电容率为的无限大均匀电介质中，则导体内部的大小为 0 ，介质中的电场强度的大小为，导体球的电势为。5、（2分）质量为的汽车，驶过曲率半径为R的拱桥时速率为，当汽车驶过如图所示的位置时，它对桥面的压力大小为。 （填空题5图） （填空题6图） （填空题7图）6、（2分）如中上图所示，在真空中将半径为的金属球接地，在与球心O相距为处放置一点电荷。若不计接地导线上电荷的影响，则金属球表面上的感应电荷总量为。7、（3分）真空中有一通有电流的无限长导线弯成如右上图所示的形状，已知圆弧的半径为R，则O点处磁感应强度的大小为(2分)，方向为：垂直纸面向里 (1分) 。8、（2分）如左下图所示，有一个开口的袋形曲面放在均匀磁场中，袋口是半径为r的圆平面，其法线与成角，则通过此开口袋形曲面的磁通量为。9、（3分）如中下图所示，平行板电容器内有均匀电场。现有一电子欲以不变的速度通过电场区，则需加磁场的大小为，方向为垂直纸面向内。rO（填空题8图）（填空题9图）（填空题10图）10、（4分）如右上图所示，均匀磁场中，有一半径为R的半圆形平面载流线圈abc，通有电流I，线圈因受磁力矩的作用从图中位置转过300角时，线圈所受磁合力的大小为F0（1分），磁力矩的大小为M=（2分），方向为竖直向下（1分）。二、选择题（每小题2分，共30分）1、质点作曲线运动，在时刻t质点的位矢为，t至（t+t）时间内的位移为，路程为，位矢大小的变化为（或称），则必有（B ）。A、；B、，当t0时有；C、，当t0时有；D、，当t0时有。2、用细绳系一小球使之在竖直平面内作圆周运动，当小球运动到最高点时（D）。A、小球将受到重力、绳的拉力和向心力的作用；B、小球将受到重力、绳的拉力和离心力的作用；C、小球可能处于受力平衡状态；D、绳的拉力可能为零。3、在正常的自行车骑行时，自行车前轮所受静摩擦力和后轮所受静摩擦力的方向为（ A ）。A、向后，向前； B、向前，向后；C、均向前； D、均向后。4、对质点系有以下几种说法：（1）质点系总动量的改变与内力无关；（2）质点系总动能的改变与内力无关；（3）质点系机械能的改变与内力无关。下列对上述说法判断正确的是（A）。A、只有（1）是正确的； B、（1）（2）是正确的；C、（1）（3）是正确的； D、（2）（3）是正确的。5、有两个完全相同的木块同时从同一高度自由落下，在下落过程中有一水平方向飞来的子弹（其质量不可忽略不计）击中其中的一个木块，并与木块一起下落，则（B）。A、两木块同时落地； B、被击中的木块后落地；C、被击中的木块先落地； D、无法判