大学物理第一学期期末试题三及答案

1、大学物理1试卷三一、选择题（共21分）1.（本题3分）质量为m的质点在外力作用下，其运动方程为 ，式中A、B、 都是正的常量由此可知外力在t = 0到t = /(2)这段时间内所作的功为(A) ； (B) ；(C) ； (D) 2.（本题3分）有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始时转台以匀角速度0转动，此时有一质量为m的人站在转台中心随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 3.（本题3分）点电荷Q被曲面S所包围 ， 从无穷远处引入另一点电荷q至曲面外一点，如图所示，则引入前后： (A) 曲

2、面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变； (B) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变； (C) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化； (D) 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化 4.（本题3分）半径为R的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r之间的关系曲线为： 5.（本题3分）有两个电容器，C1 = 200 pF，C2 = 300 pF把它们串连起来在两端加上1000 V电压，则两个电容器两端的电压分别为 (A) U1= 600V、U2 = 500V； (B) U1= 400V、U2 = 500V； (C) U1= 600V、U2 = 4

3、00V； (D) U1= 400V、U2 = 600V 6.（本题3分）真空中两根很长的相距为2a的平行直导线与电源组成闭合回路如图已知导线中的电流为I，则在两导线正中间某点P处的磁能密度为 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 0. 7.（本题3分）两个惯性系S和S，沿x (x)轴方向作匀速相对运动. 设在S系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为0，而用固定在S系的钟测出这两个事件的时间间隔为又在S系x轴上放置一静止于是该系长度为l0的细杆，从S系测得此杆的长度为l, 则(A) 0；l l0； (B) l0； (C) 0；l l0； (D) 0；l l0 二、

4、填空题（共23分）8.（本题3分）一质点沿x方向运动，其加速度随时间变化关系为 a = 3+2 t (SI) , 如果初始时质点的速度v 0为5 m/s，则当为3s时，质点的速度v = . 9.（本题4分）一物体质量为10 kg，受到方向不变的力F3040t (SI)作用，在开始的两秒内，此力冲量的大小等于_ _；若物体的初速度大小为10 m/s，方向与力的方向相同，则在2s末物体速度的大小等于_10.（本题5分） 一质点带有电荷q = 8.010-10 C，以速度v = 3.0105 ms-1在半径为R = 6.0010-3 m的圆周上，作匀速圆周运动该带电质点在轨道中心所产生的 磁感强度的

5、大小B = _，该带电质点沿轨道运动磁矩的大小m = _(0 =410-7 Hm-1) 11.（本题4分） 有一同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流均为I，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则 在r R3处磁感强度大小为_ 12.（本题4分） 写出麦克斯韦方程组的积分形式： _，_， _，_13.（本题3分） 粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的5倍时，其动能为静止能量的_倍 三、计算题（共56分）14.（本题8分）如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动假设定滑轮质量为M、半径为R，其转动惯量为，滑轮轴光滑试求

6、（1）该物体下落的加速度；（2）物体由静止开始下落的过程中，其下落速度与时间的关系 15.（本题12分）一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为 (rR) (q为一正的常量) = 0 (rR) 试求：(1) 带电球体的总电荷；(2) 球内、外各点的电场强度；(3) 球内任一点的电势 16.（本题8分）如图，一半径为R2的带电塑料圆盘，其中半径为R1的阴影部分均匀带正电荷，面电荷密度为+，其余部分均匀带负电荷，面电荷密度为-当圆盘以角速度旋转时，测得圆盘中心O点的磁感强度为零，问R2与R1满足什么关系？ 17.（本题10分）一无限长直导线通有电流一矩形线圈与长直导线共面放置，其长边与导线平行，位

7、置如图所示求： (1) 矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向； (2) 导线与线圈的互感系数 18.（本题8分）两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为b的金属杆CD与两导线共面且垂直，相对位置如图CD杆以速度平行直线电流运动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高？ 19.（本题10分）观测者甲和乙分别静止于两个惯性参照系S和S中，甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔，而乙测得这两个事件的时间间隔为，求：(1) S相对于S的运动速度 (2) 乙测得这两个事件发生的地点的距离 07-08（2）大学物理1试卷（A）参考答案一、选择题（共21分）1.（本题

8、3分）（0078）C2.（本题3分）（5643） A3.（本题3分）（1056） D4.（本题3分）（1251）B5.（本题3分）（1632）C6.（本题3分）（5677）C7.（本题3分）（5614）B二、填空题（共23分）8.（本题3分）（0007）23m/s9.（本题4分）（0631）140Ns; 24m/s参考解： 10.（本题5分）（2026）6.6710-7 T 3分7.2010-7 Am2 2分11.（本题4分）（2053） 2分 0 2分12.（本题4分）（2180） 1分 1分 1分 1分13.（本题3分）（4730） 4三、计算题（共56分）14.（本题8分）（0155）解

9、：（1）根据牛顿运动定律和转动定律列方程 对物体： mgT ma 2分对滑轮： TR = Ja 2分运动学关系： aRa 1分将、式联立得 amg / (mM) 2分 （2） v00， vatmgt / (mM) 1分15.（本题12分）（1374） 解：(1) 在球内取半径为r、厚为dr的薄球壳，该壳内所包含的电荷为 dq = dV = qr 4r2dr/(R4) = 4qr3dr/R4则球体所带的总电荷为 3分(2) 在球内作一半径为r1的高斯球面，则 2分按高斯定理有 得 (r1R)，方向沿半径向外 2分 在球体外作半径为r2的高斯球面，按高斯定理有 得 (r2 R)，方向沿半径向外 2

10、分 (3) 球内电势 3分16.（本题8分）（2265）解：带电圆盘转动时，可看作无数的电流圆环的磁场在O点的叠加某一半径为r的圆环的磁场为 2分而 2分正电部分产生的磁感强度为 2分负电部分产生的磁感强度为 今 2分17.（本题10分）（2176） 解：(1) 1分 1分 2分 2分感应电流方向为顺时针方向 2分 (2) 2分18.（本题8分）（2137）解：建立坐标(如图)则： ， 2分， 方向 1分 2分 2分感应电动势方向为CD，D端电势较高 1分19.（本题10分）（5359）解：设S相对于S运动的速度为v沿x (x)轴方向，则根据洛仑兹变换公式，有 (1) , 2分因两个事件在S系

11、中同一点发生，x2 = x1，则 2分解得 =(3/5)c =1.8108 m/s 2分 (2) , 2分由题 x1 = x2 则 9108 m 大学物理1试卷三答案一、选择题（共21分）1.（本题3分）C2.（本题3分） A3.（本题3分） D4.（本题3分）B5.（本题3分）C6.（本题3分）C7.（本题3分）B二、填空题（共23分）8.（本题3分）23m/s9.（本题4分）参考解： 10.（本题5分）6.6710-7 T 7.2010-7 Am2 11.（本题4分） 0 12.（本题4分） 13.（本题3分） 4三、计算题（共56分）14.（本题8分）解：（1）根据牛顿运动定律和转动定律

12、列方程 对物体： mgT ma 对滑轮： TR = Ja 运动学关系： aRa 将、式联立得 amg / (mM) （2） v00， vatmgt / (mM) 15.（本题12分） 解：(1) 在球内取半径为r、厚为dr的薄球壳，该壳内所包含的电荷为 dq = dV = qr 4r2dr/(R4) = 4qr3dr/R4则球体所带的总电荷为 (2) 在球内作一半径为r1的高斯球面，则 按高斯定理有 得 (r1R)，方向沿半径向外 在球体外作半径为r2的高斯球面，按高斯定理有 得 (r2 R)，方向沿半径向外 (3) 球内电势 16.（本题8分）解：带电圆盘转动时，可看作无数的电流圆环的磁场在O点的叠加某一半径为r的圆环的磁场为 而 正电部分产生的磁感强度为 负电部分产生的磁感强度为 今 17.（本题10分） 解：(1) 感