大学物理上A.pptx

,2008级大学物理(上)A卷及参考答案,杨德林,制,级大学物理(上)A卷期终考试题 及参考答案,一 选择题(,每小题,3,分，,共30分,),C ,(本题3分),某物体运动规律为 ，式中,k,为大于零常量当t=0时，初速为,v,0,，则速度,v,与时间,t,函数关系是,(A),(B),(C),(D),1/21,2.(本题3分)如图所表示，用一斜向上力 (与水平成30角)，将一重为,G,木块压靠在竖直壁面上，假如不论用怎样大力,F,，都不能使木块向上滑动，则说明木块与壁面间静摩擦系数,大小为,(A),(B),(C),(D),B,2/21,3.(本题3分)一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进假如发动机功率一定，下面哪一个说法是正确？,(A)汽车加速度是不变,(B)汽车加速度随时间减小,(C)汽车加速度与它速度成正比,(D)汽车速度与它经过旅程成正比,(E)汽车动能与它经过旅程成正比,B,4.(本题3分),质量为,m,0.5,kg,质点，在,Oxy,坐标平面内运动，其运动方程为,x,5,t,，,y,=0.5,t,2,(SI)，从,t,=2 s到,t,=4 s这段时间内，外力对质点作功为,(A)1.5 J(B)3 J,(C)4.5 J (D)-1.5 J,B ,3/21,B ,5.(本题3分),站在电梯内一个人，看到用细线连结质量不一样两个物体跨过电梯内一个无摩擦定滑轮而处于“平衡”状态由此，他断定电梯作加速运动，其加速度为：,(A)大小为,g,，方向向上 (B)大小为,g,，方向向下.,(C)大小为,g,/2，方向向上(D)大小为,g,/2，方向向下。,6.(本题3分)三块相互平行导体板，相互之间距离,d,1,和,d,2,比板面积线度小得多，外面二板用导线连接中间板上带电，设左右两面上电荷面密度分别为,1,和,2,，如图所表示则比值,1,/,2,为,(A),d,1,/,d,2,(B),d,2,/,d,1,(C)1 (D),B ,4/21,7.(本题3分)一“无限大”带负电荷平面，若设平面所在处为电势零点，取,x,轴垂直电平面，原点在带电平面处，则其周围空间各点电势,U,随距离平面位置坐标,x,改变关系曲线为：,A ,8.(本题3分)两个同心薄金属球壳，半径分别为,R,1,和,R,2,(,R,2,R,1,)，若分别带上电荷,q,1,和,q,2,，则二者电势分别为,U,1,和,U,2,(选无穷远处为电势零点)现用导线将两球壳相连接，则它们电势为,(A),U,1,(B),U,2,(C),U,1,+,U,2,(D),B ,5/21,B ,9.(本题3分)边长为,l,正方形线圈中通有电流,I,，此线圈在,A,点(靠近正方形顶点见图)产生磁感强度,B,为,(A)(B),(C)(D)以上均不对,10.(本题3分)顺磁物质磁导率：,(A)比真空磁导率略小,(B)比真空磁导率略大,(C)远小于真空磁导率,(D)远大于真空磁导率,A ,6/21,二 填空题,(,共,20,分,),(1)2分，(2)1分,12.(本题4分)质量,m,1,kg,物体，在坐标原点处从静止出发在水平面内沿,x,轴运动，其所受协力方向与运动方向相同，协力大小为,F,32,x,(SI)，那么，物体在开始运动3,m,内，协力所作功,W,_；且,x,3,m,时，其速率,v,_,18,J,11.(本题3分),质点沿半径为,R,圆周运动，运动学方程为 (SI)，则,时刻质点法向加速度大小,为,a,n,=,；,角加速度,=,4,rad,/,s,2,6,m,/,s,7/21,13.(本题3分),在一以匀速,行驶、质量为,M,(不含船上抛出质量)船上，分别向前和向后同时水平抛出两个质量相等(均为,m,)物体，抛出时两物体相对于船速率相同(均为,u,)试写出该过程中船与物这个系统动量守恒定律表示式(无须化简，以,地为参考,系,)_,v,是抛出物体后船速率。,14.(本题6分)一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常量为,r,各向同性均匀电介质，这时两极板上电荷是原来_倍；电场强度是原来 _倍；电场能量是原来_倍,r,r,1,8/21,15.,(本题4分)如,图所表示，在一长直导线L中通有电流I，ABCD为一矩形线圈，它与L皆在纸面内，且AB边与L平行,矩形线圈在纸面内向右移动时，线圈中感应电动势方向为_,矩形线圈绕AD边旋转，当BC边已离开纸面正向外运动时，线圈中感应动势方向为_,ADCBA绕向,ADCBA绕向,三、计算题(共50分),16.(,本题10分),质量为,m,物体，由地面以初速,v,0,竖直向上抛出，物体受到空气阻力为 ，,k,为常数。（1）求物体发射到最大高度所需时间。（2）最大高度为多少？,9/21,解：,2分,（1）物体在空中受重力,mg,和空气阻力,F,r,=,k,v,作用而减速。由牛顿定律得,依据始末条件对上式积分，有：,3分,(1),（2）利用 关系代入式(1)，可得：,10/21,3分,故：,2分,分离变量后积分：,17.(本题10分)如图所表示，设两重物质量分别为,m,1,和,m,2,，且,m,1,m,2,，定滑轮半径为,r,，对转轴转动惯量为,J,，轻绳与滑轮间无滑动，滑轮轴上摩擦不计设开始时系统静止，试求,t,时刻滑轮角速度。,11/21,作示力图两重物加速度大小,a,相同，方向如图,解：,2分,由以上四式消去,T,1,，,T,2,得：,m,1,g,T,1,m,1,a,T,2,m,2,g,m,2,a,2分,设滑轮角加速度为,，则,(,T,1,T,2,),r,J,2分,且有,a,r,2分,12/21,开始时系统静止，故,t,时刻滑轮角速度,为：,2分,18.(本题10分)一真空二极管，其主要构件是一个半径,R,1,510,-4,m圆柱形阴极,A,和一个套在阴极外半径,R,2,4.510,-3,m同轴圆筒形阳极,B,，如图所表示阳极电势比阴极高300 V，忽略边缘效应.求电子刚从阴极射出时所受电场力(基本电荷,e,1.610,-19,C),13/21,2分,解：,2分,2分,与阴极同轴作半径为,r,(,R,1,r,R,2,)单位长度圆柱形高斯面，设阴极上电荷线密度为,按高斯定理有 2,rE,=,/,0,得到,E,=,/,(2,0,r,)(,R,1,r,R,2,),方向沿半径指向轴线两极之间电势差,得到,所以,14/21,在阴极表面处电子受电场力大小为,4.3710,-14,N,2分,2分,方向沿半径指向阳极,19.(本题10分)一无限长圆柱形铜导体(磁导率,0,)，半径为,R,，通有均匀分布电流,I,今取一矩形平面,S,(长为1,m,，宽为2,R,)，位置如右图中画斜线部分所表示，求经过该矩形平面磁通量,15/21,2分,在圆柱体内部与导体中心轴线相距为,r,处磁感强度大小，由安培环路定律可得：,解：,因而，穿过导体内画斜线部分平面磁通,1,为,在圆形导体外，与导体中心轴线相距,r,处磁感强度大小为,2分,2分,16/21,2分,因而，穿过导体外画斜线部分平面磁通,2,为,穿过整个矩形平面磁通量,2分,17/21,20.(本题10分)如图所表示，一长为,l,，质量为,m,导体棒CD，其电阻为R，沿两条平行导电轨道无摩擦地滑下，轨道电阻可不计，轨道与导体组成一闭合回路。轨道所在平面与水平面成,角，整个装置放在均匀磁场中，磁感应强度,B,方向铅直向上。求：（1）导体在下滑时速度随时间改变规律；（2）导体棒CD最大速度,v,m,。,18/21,解：,(1)如图(b)所表示，导体棒在下滑过程中除受重力P和导轨支持力F,N,外，还受到一个与下滑速度相关安培力,F,A,这个力是妨碍导体棒下滑。,在时刻,t,，导体棒受到安培力为,伴随下滑速度增大，安培力也逐步增大，因而导体棒下滑速度增加逐步趋缓。当,F,=0时，导体棒运动速度到达稳定值,v,m,，不再改变，随即以该速度作匀速直线运动。,3分,19/21,导体棒沿轨道方向动力学方程为,3分,将式(1)代入式(2)，并令,则有,分离变量并两边积分,20/21,得,由此得导体棒在t时刻速度,(2)由上式可知，当t增大时，,v,也按指数规律增大，当t时，,此即为导体棒下滑稳定速度，也就是导体棒能够到达最大速度,v,m,其,v,-t曲线如图(c)所表示.,2分,2分,c,谢谢关注！,21/21,