北京科技大学2014-2015-1-大学物理AI 期末试卷及答案

大大f物理AI试卷第2页共8页更多资枓访关注微信北科学屮讲师闭大大f物理AIi式卷第1页共8页更多资料洁关注微信弓:北科学生讲师团北京科技大学2014-2015学年第一学期大学物理AI试卷院（系） 班级 学号 姓名 试卷卷面成绱卷而成统占平时成绩题弓.—•四五六七小计课程考核成占30%成缄得分绩的70%题号12456题号1245678910答案装订线内不得答题

H觉遵守考试规则，诚佶考试，绝不作赞1、如阁装订线内不得答题

H觉遵守考试规则，诚佶考试，绝不作赞小船即向厗边靠拢。这时关于小船运动的下列说法中哪一个是正确的（A）匀加速运动，速率＞% （B）匀加速运动，速率＜%（C）变加速运动，速率＞P。CD）变加速运动•速率＜%2、如阁2所示，物体从高为2R处沿斜面自静止开始卜滑.进入一f•径为R的圆轨道，77(A)g (B)2g不计摩擦，则当物体经过高度为R的C点吋，其加速度的人小为：(A)g (B)2g3、如图3所示，系统置于以a=g/2加速上升的升降机内，A、B两物体质崖:均为m,滑轮质鼠为4m、半径为R（视为匀质岡盘）。A所在的桌面光滑水平，绳为轻绳且不•伸长，绳相对滑轮无滑动。则B相对升降机的加速度为

(A)。 (B)夸(C)|g(P)|4、电荷面密度均为+ 两块“无限火”均匀带电平板平行放置，如图4所示。其周_空阆齐点电场强度£随位罝坐标x变化的关系曲线为：(设场强方向向右为正、向左为负)5、阁5、阁5中所示曲线表示球对称或轴对称静电场的某一物理星随径向距离r变化的关系，i肖指出该曲线>4描述卜‘列哪方面内容(E为电场强度的大小，p为电势)：(A)半径为R的均匀带正电球体电场的关系CB)半径为R的均匀带正电球面电场的•关系半径为R的无限长均匀带电圆柱体电场的Em•关系半径为R的无限长均匀带电圆柱面电场的关系6、两个同心薄金械球克，半径分别为氏和R3(R2>Ri).芯分别带上电荷q,和七，则两者的电势分别为的和於(选无穷远处为电势苓点).现用导线将两球壳相选接，则它们的电势为(A) (B)(fh(C)^pi+(pi7、(^和C2两空气平行板电容器并联以后接电源充电。在电源保持联接的情况卜\在(^中插入一块电介质板，如阁6所示，则(A)q极板上电荷增加，心极板上电荷减少CB)G极板上电荷减少，02极板上电荷增加(C)Ci极板上电荷增加，(?2极板上电荷不变(D)Ci极板上电荷减少，C2极板上电荷不变3、两个面积为S的小导体片1和二相互平行置于电导率为口、相对介电常数为&的介质中，则在SI荦位制中，式口义表示1、2间的(其中，E是1、2问各点处的电(dsE.cS:场强度)大学物理大学物理AI试卷第4页共8页更多资枓诺关注微信弓：北科学屯讲师闭大宁物理大宁物理AI试卷第3页共8页更多资枓访关注微信:北科学4•:讲师闭(A)电阻 (B)1/电阻 (C)电容 (D)电容/电阻边长为a的正方形的四个顶角上分别放有电量为q的点电荷。当正方形以角速度必绕过其重心0且垂直于正方形平面的轴旋转吋.四个运动电荷在0点产生的磁感吨强度为(A)， ⑻(C)似叫⑼爪叫2^a 4^a 4^a10、 下列说法哪一种足正确的变化着的电场所产生的磁场，不一定随时间而变化变化着的电场所产生的磁场，一定随时间而变化有电流就有磁场.没有电流就一定没有磁场变化着的磁场所产生的电场，一定随吋问而变化二、填空题(本题共20分，每空2分)1、作直线运动的质点其质量为m.受到一个沿其运动方向的合外力，其大小F=kx\方向总指向坐标原点。初始质点在坐标原点P0处，速度为+%.则质点偏离原点的«人位移x= o 2、 炮车以仰角沒发射一颗炮弹。炮弹与炮车质碧分别为m和M，炮弹相对于炮筒出丨1速度为A不计炮车与地而间的摩擦.则炮弹出II时炮车的反冲速度大小为 e3、 一质量为m的质点受到一个指向原点的保守力作用。R取无穷远处为势能零点.系统势能％=-警(k为正常数)。则质点在任意位置f处所受到的保守力 。4、 阁7.—个绳长为1.质星为m的单摆和一长度为1.质量为m能绕水平轴自由转动的匀质细棒。现将摆球和细棒同时从水平位罝静止释放.忽略一切摩擦，当两者运动到竖直位置吋.摆球的 *(1?17)角速度約与细棒的角速度吟的比 。 5、 一人亍拿两个呲铃，两臂平伸并绕右足尖旋转，转动惯氬为J，角速度为奶》此人突然将两臂收回，转动惯S变为09J。如忽略摩擦力.则此人收臂后的动能与收臂前的动能之比为 a 6、 真空中有一半径为R的均匀带电导体球，带有电萤Q。取距离球心2R处为电势；点，则导体球的电势 。7、 一个带电的金诚球，当其周W是真空吋，储存的静电能星为7^0.使其电荷保持不变，把它浸没在相对介电常星:为4的无限大各向同性均匀电介质中，这吋它的静电能量'代=

外极电源（阁S〉测量铁磁质的相对磁导率A可利用下述装置：将待测铁磁质做成一个带有小缺II的细环，在环上绕有N匝导线.当导线中通有电流吋，将可测黾磁场人小的桓尔探尖放在缺I!里，如阍8所示。则霍尔探头测出的 （填磁场强度外极电源（阁S〉或磁感hV:强度B）值与磁介质中的该物理鼠值相等。支持此结论的麦克斯韦方程式为 o9、在自感系数L=005mH的线阁屮.流过1=08A的电流。切断电路后，经过t=100ps的吋问，电流强度近似变为零，回路中产生的平均自感电动势€= 。（所有计算题必须写出计算过程，直接写结果只给1分结果分）'阁9)三、计算题（12分）如图9所示，长为1的细杆可绕过杆一端、垂直于杆的光滑水平轴自由转动。初始杆静止在水平状态，然后自由摆下，当其摆至铅直位罝时与静II:放在水平而上的小物体m发生完全弹性碰撞，己知杆质黾为'阁9)3m.求：（1）碰前瞬叫杆的初炻速度兩：（2）碰后瞬W杆的角速度吟：（3）•碰后m沿平面滑动了S距离才停卜\求m与平面问的滑动摩擦系数a。大7:大7:物押Al卷第5页共8页更多资枓访关注微信北科学生讲师闭浔分|四、计算题（12分）平行板电容器极板间由两种体积相等的电介质充满.如阁10所示。设极板面积S. 1极板问距d,己知两种电介质的相对介电常数分别为备1和荇两种介质的击穿场强均为Eo，，求：（1） 此电容器的电容C:（2） 在电容器极板允电的过程中，极板间何处的场强员大？为什么?（3） 求此屯容器所能加载的最人电压U。大7:大7:物押AI诚卷第6页共8页更多资枓访关注微信北科学生讲师闭卜二为什么？卜二为什么？五、计算题（10分）半径为R的长直实心导线如阁11所示。（1）稳恒电流I沿导线向上流去.电流沿截面分布均匀。求导线内部和外部的磁感R强度人小B的分布：（载流导体的磁导率近似为艸）（2） »导线中没有电流，而足均匀带上了电荷。辛导线沿其轴线方向以匀速度v平移时，发现导线表面外靠近表面处的磁感应强度大小与（1）题相同，问每米导线带有电荷＞?（3） （1）题和（2〉题中，申位长度的导线，其内部储存的磁场能足否相等?更多资料済关注微信号:北科学生讲师闭更多资料済关注微信号:北科学生讲师闭更多资枓诺关注微信弓：北科学屮讲师闭更多资枓诺关注微信弓：北科学屮讲师闭六、计算题（10分）*X*XX/iX<XXXXBX阁*X*XX/iX<XXXXBX阁12向右滑动。己知导线AB的长l=50cm,口=4Om/s，R=020Q,磁感庖强度B=050T.方向垂直回路平面。忽略其他电阻，求：（1）AB运动时所产生的动生电动势：（2）作用在AB上的安培力F的人小和方向。大7物押AI诚卷第7页共8页

七、计算题（6分）两质点之叫的刀有引力衮达式与两点电荷叫的库伦力表达式非常近似。在静电场中我们定义单位正电荷在某点所受到的电场力为该点电场强度：万有引力场中，我们也4以定义单位质量的质点所受到的万有引力为该点的引力场强，则静电场很多解题方法4以类比着沌用于万有引力场。例如：矜地球4视为质星均匀分布的球体.其质量为Me.半径为艮，设想釘一深为h的深洞（深洞很细，地球仍IV视为质鼠均匀分布的球体）中有一块质蜇为m的石头静止摆放在洞底面上，忽略地球的转动.地球吋视为惯性系.则洞底面受到石头的压力为多大？（己知万有引力常数G）大嗲物顼AI试卷第S页共8页大大7物押AI卷参考答案第页共2页更多资料洁关注微信弓：北科学生讲师闭由电容定义解得:U=fXEdx_Q_dx+(l-^dx=-^-1.3Qd_3Qd—)= = ^2 4研1S2f0^2Sc_Q」£^S_2队SU3d3dQ=Q=^0^2^1 d/23d解法2:此电容为两个电容器的串联：—CCYC2fl：（2）（4分〉Itl（1）：当极板带电Q吋，两层介质的电位移矢皇:相等:即充电过程中，先达到Eo,上层介质宄击穿。（3）最大电势差（4分）：令= :五、计算题（10分）（1）（4分）由安培环路定理：j*H-dl=VH=-^27TR-0<r<R区域：2nrH=Ir?/R2R<r<co区域：27trH=IB鴻2tiR2ttt〔2）（4分）此时导线相当于电流只分布在表而的钱流导体岡拄面，其电流强at由题干:<3）不相等。由于（2）题中，异线内部磁感应强度等于零，故磁能密度等于枣，不储能。六、(1)(4分〉AB上的动生电动%£7=Blv=050x0.50x4.0