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大学物理上册复习试卷(1)
一. 选择题 (每题3分,共30分)
1.一质点沿轴运动,其速度与时间的关系为:,当时,质点位于处,则质点的运动方程为
(A) (B) 。
(C) (D) [ ]
2.如图所示,一光滑细杆上端由光滑铰链固定,杆可绕其上端在任意角度的锥面上绕竖直轴作匀角速度转动。有一小环套在杆的上端处。开始使杆在一个锥面上运动起来,而后小环由静止开始沿杆下滑。在小环下滑过程中,小环、杆和地球系统的机械能以及小环与杆对轴的角动量这两个量中
(A) 机械能、角动量都守恒;
(B) 机械能守恒、角动量不守恒;
(C) 机械不守恒、角动量守恒;
(D) 机械能、角动量都不守恒. [ ]
3.一均质细杆可绕垂直它且离其一端(为杆长)的水平固定轴在竖直平面内转动。杆的质量为,当杆自由悬挂时,给它一个起始角速度,如杆恰能持续转动而不作往复摆动则需要(已知细杆绕轴的转动惯量,一切摩擦不计).
(A) (B)
(C) (D) . [ ]
4.一个未带电的空腔导体球壳,内半径为。在腔内离球心的距离为处(),固定一点电荷,如图所示。用导线把球壳接地后,再把地线撤去。选无穷远处为电势零点,则球心处的电势为
(A) (B) (C) (D) [ ]
5. 一个平行板电容器, 充电后与电源断开, 当用绝缘手柄将电容器两极板的距离拉大, 则两极板间的电势差、电场强度的大小、电场能量将发生如下变化:
(A) 减小,减小,减小;(B) 增大,增大,增大;
(C) 增大,不变,增大; (D) 减小,不变,不变. [ ]
6.一原长为的火箭,以速度相对地面作匀速直线运动,火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端的一个靶子发射一颗子弹,子弹相对于火箭的速度为.在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是:(表示真空中的光速)
(A) (B)
(C) (D) [ ]
7.如图,在一圆形电流所在的平面内,选一个同心圆形闭合回路
(A) ,且环路上任意一点
(B) ,且环路上任意一点
(C) ,且环路上任意一点
(D) ,且环路上任意一点常量. [ ]
8.一个通有电流的导体,厚度为,横截面积为,放置在磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示。现测得导体上下两面电势差为,则此导体的霍尔系数等于
(A) (B)
(C) (D) [ ]
9.如图所示,直角三角形金属框架放在均匀磁场中,磁场平行于边,的长度为。当金属框架绕边以匀角速度转动时,回路中的感应电动势和、两点间的电势差为
(A) (B)
(C)(D)[ ]
10. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确
(A) 位移电流是由变化的电场产生的;
(B) 位移电流是由线性变化的磁场产生的;
(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. [ ]
二 填空题 (共30分)
1.(本题3分) 质量为的物体,初速极小,在外力作用下从原点起沿轴正向运动,所受外力方向沿轴正向,大小为。物体从原点运动到坐标为点的过程中所受外力冲量的大小为 .
2.(本题5分) 一维保守力的势能曲线如图所示,则总能量为的粒子的运动范围为
;在 时,粒子的动能最大; 时,粒子的动能最小。
3.(本题3分) 长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动,转动惯量为,开始时杆竖直下垂,如图所示。现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点,并嵌在杆中. ,则子弹
射入后瞬间杆的角速度 .
4.(本题5分) 若静电场的某个区域电势等于恒量,则该区域的电场强度为 ,若电势随空间坐标作线性变化,则该区域的电场强度分布为 .
5.(本题5分) 一个绕有500匝导线的平均周长50cm的细螺绕环,铁芯的相对磁导率为600,载有0.3A电流时, 铁芯中的磁感应强度B的大小为 ;铁芯中的磁场强度H的大小为 。()
6.(本题3分) 一个半径为、面密度为的均匀带电圆盘,以角速度绕过圆心且垂直盘面的轴线旋转;今将其放入磁感应强度为的均匀外磁场中,的方向垂直于轴线。在距盘心为处取一宽度为的圆环,则该带电圆环
相当的电流为 ,该电流所受磁力矩的大小为 ,圆
盘所受合力矩的大小为 。
7.(本题3分)一长直导线旁有一长为,宽为的矩形线圈,线圈与导线共面,如图所示. 长直导线通有稳恒电流,则距长直导线为处的点的磁感应强度
为 ;线圈与导线的互感系数
为 .
三 计算题 (共40分)
1.(本题10分) 如图所示,已知滑轮的半径为,转动惯量为 J ,弹簧的劲度系数为,物体的质量为. 设开始时物体静止且弹簧无伸长,在物体下落过程中绳与滑轮无相对滑动,轴间摩擦不计. 试求:
(1)物体下落的距离为时,物体的速率.
(2)物体能够下落的最大距离.
2.(本题10分) 一半径为、电荷量为的均匀带电球体,设无穷远处为电势零点。
试求(1)球体内外电场强度的分布;
(2) 球体内外电势的分布。
3.(本题10分) 如图所示,一平行板电容器两极板相距为d,面积为S,在极板间平行地放一面积与极板相等、厚度为 t 的均匀电介质板,它的相对介电常数为. 设两极板分别带有的电荷,不计边缘效应。试求:
(1)电介质中电场强度和电位移的大小;
(2)两极板间的电势差;
(3)电容器的电容.
4.(本题10分) 如图所示,在半径m 的区域内有均匀磁场,方向垂直纸面向外,设磁场以T/s的匀速率增加。已知,m,试求:
(1)半径为 r 的导体圆环中的感应电动势及P点处有旋电场强度的大小;
(2)等腰梯形导线框中的感应电动势,并指出感应电流的方向.
大学物理复习试卷(1)参考答案
一、选择题:1.A 2.A 3.A 4.D 5.C 6.B 7.B 8.C 9.B 10.A
二、填空题
1. 2.②; ②;①; 3. ,4.处处为零③;均匀分布② 5 . 0.226T③; 300A/m ②; 6. ①;①;① 7. ①;②
1. ④ (1)
解得:②
(2) ②
②
2.(1)
③
③
(2) ②
②
3.(1) ③
③
(2)
②
(3)②
4. 1.
④
③
2. ③
感应电流沿顺时针方向。
大学物理上册复习试卷(2)
一.选择题(30分,每题3分)
1、如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是
(A) 匀加速运动. (B) 匀减速运动.
(C) 变加速运动. (D) 变减速运动.
(E) 匀速直线运动. [ ]
2、有一劲度系数为k的轻弹簧,原长为l0,将它吊在天花板上.当它下端挂一托盘平衡时,其长度变为l1.然后在托盘中放一重物,弹簧长度变为l2,则由l1伸长至l2的过程中,弹性力所作的功为
(A) . (B) .
(C) . (D) . [ ]
3、质量为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时,可认为该飞船只在地球的引力场中运动.已知地球质量为M,万有引力恒量为G,则当它从距地球中心R1处下降到R2处时,飞船增加的动能应等于
(A) (B)
(C) (D)
(E) [ ]
4、质点的质量为m,置于光滑球面的顶点A处(球面固定不动),如图所示.当它由静止开始下滑到球面上B点时,它的加速度的大小为
(A) .
(B) .
(C) .
(D) . [ ]
5、如图所示,两个同心的均匀带电球面,内球面半径为R1、带电荷Q1,外球面半径为R2、带电荷Q2 .设无穷远处为电势零点,则在两个球面之间、距离球心为r处的P点的电势U为:
(A) (B)
(C) (D)
[ ]
6、面积为S的空气平行板电容器,极板上分别带电量q,若不考虑边缘效应,则两极板间的相互作用力为
(A). (B) .
(C) . (D) . [ ]
7、 一无限长直导体薄板宽为l,板面与z轴垂直,板的长度方向沿y轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图.整个系统放在磁感强度为的均匀磁场中,的方向沿z轴正方向.如果伏特计与导体平板均以速度向y轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为
(A) 0. (B) vBl.
(C) vBl. (D) 2vBl. [ ]
8、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I,并各以dI /dt的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则:
(A) 线圈中无感应电流.
(B) 线圈中感应电流为顺时针方向.
(C) 线圈中感应电流为逆时针方向.
(D) 线圈中感应电流方向不确定. [ ]
9、有下列几种说法:
(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的.
(2) 在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.
(3) 在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速率都相同.
若问其中哪些说法是正确的, 答案是
装
订
线
(A) 只有(1)、(2)是正确的.
(B) 只有(1)、(3)是正确的.
(C) 只有(2)、(3)是正确的.
(D) 三种说法都是正确的. [ ]
10、一匀质矩形薄板,在它静止时测得其长为a,宽为b,质量为m0.由此可算出其面积密度为m0 /ab.假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀速直线运动,此时再测算该矩形薄板的面积密度则为
(A) (B)
(C) (D) [ ]
二、填空题(28分)
11、一质点作半径为 0.1 m的圆周运动,其角位置的运动学方程为:
(SI)
则其切向加速度为=__________________________.
12、一圆锥摆摆长为l、摆锤质量为m,在水平面上作匀速圆周运动,摆线与铅直线夹角q,则
(1) 摆线的张力T=_____________________;
(2) 摆锤的速率v=_____________________.
13、设作用在质量为1 kg的物体上的力F=6t+3(SI).如果物体在这一力的作用下,由静止开始沿直线运动,在0到2.0 s的时间间隔内,这个力作用在物
体上的冲量大小I=__________________.
14、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2,相距为d,其电荷线密度分别为l1和l2如图所示,则场强等于零的点与直线1
的距离a为_____________ .
15、静电场中有一质子(带电荷e=1.610-19 ) 沿图示路径从a点经c点移动到b点时,电场力作功810-15 J.则当质子从b点沿另一路径回到a点过程中,电场力作功A=
________________;若设a点电势为零,则b点电势Ub=
_________ .
16、一条无限长直导线载有10 A的电流.在离它 0.5 m远的地方它产生的磁感强度B为______________________.
一条长直载流导线,在离它 1 cm处产生的磁感强度是10-4 T,它所载的电
流为__________________________.
17、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动,转轴与平行,轮子和辐条都是导体,辐条长为R,轮子转速为n,则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为
______________,电势最高点是在______________处.
18、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为
, ①
, ②
, ③
. ④
试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的.将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处.
(1) 变化的磁场一定伴随有电场;__________________
(2) 磁感线是无头无尾的;________________________
(3) 电荷总伴随有电场.__________________________
三、 计算题(32分)
19、质量为m,速率为v的小球,以入射角a斜向与墙壁相碰,又以原速率沿反射角a方向从墙壁弹回.设碰撞时间为,求墙壁受到的平均冲力.
装
订
线
20、一质量为m的物体悬于一条轻绳的一端,绳另一端绕在一轮轴的轴上,如图所示.轴水平且垂直于轮轴面,其半径为r,整个装置架在光滑的固定轴承之上.当物体从静止释放后,在时间t内下降了一段距离S.试求整个轮轴的转动惯量(用m、r、t和S表示).
21、如图所示,长直导线中电流为i,矩形线框abcd与长直导线共面,且ad∥AB,dc边固定,ab边沿da及cb以速度无摩擦地匀速平动.t = 0时,ab边与cd边重合.设线框自感忽略不计.
(1) 如i =I0,求ab中的感应电动势.ab两点哪点电势高?
(2)如i =I0coswt,求ab边运动到图示位置时线框中的总感应电动势.
22、一电子以0.99c (c为真空中光速)的速率运动.试求:
(1) 电子的总能量是多少?
(2) 电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少?(电子静止质量me=9.1110-31 kg)
四、证明题(5分)
23、在一任意形状的空腔导体内放一任意形状的带电体,总电荷为q,如图所示.试证明,在静电平衡时,整个空腔内表面上的感生电荷总是等于-q.
五、问答题(5分)
24、电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处,问在下列三种情况下,穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变?电场强度通量各是多少?
(1) 将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处;
(2) 将上述的q2放在高斯面内的任意处;
(3) 将原来的点电荷移离高斯面的球心,但仍在高斯面内.
大学物理上册复习试卷(2)参考答案
一、 选择题(30分,每题3分)
1、C;2、C;3、C;4、D;5、C;6、B;7、A;8、B;9、D;10、C
二、填空题(28分)
11、0.1 m/s2 3分
12、 1分
2分
13、 18 Ns 3分
14、 3分
15、-810-15 J 2分
-5104 V 2分
16、 410-6 T 2分
5 A 2分
17、 pBnR2 3分
O 2分
18、 ② 1分
③ 1分
① 1分
三、计算题(32分)
19、解:建立图示坐标,以vx 、vy表示小球反射速度的x和y分量,则由动量定理,小球受到的冲量的x,y分量的表达式如下:
x方向: ① 1分
y方向: ② 1分
∴
v x=v cos a
∴ 方向沿x正向. 1分
根据牛顿第三定律,墙受的平均冲力 1分
方向垂直墙面指向墙内. 1分
a
mv
mv
a
解法二:作动量矢量图,由图知
方向垂直于墙向外 2分
由动量定理:
得 1分
不计小球重力,即为墙对球冲力 1分
由牛顿第三定律,墙受的平均冲力 1分
方向垂直于墙,指向墙内
20、解:设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T,则根据牛顿运动定律和转动定律得:
mgT=ma ① 2分
T r=Jb ② 2分
由运动学关系有: a = rb ③ 2分
由①、②、③式解得: J=m( g-a) r2 / a ④
又根据已知条件 v0=0
∴ S=, a=2S / t2 ⑤ 2分将⑤式代入④式得:J=mr2(-1) 2分
21、解:(1)所处的磁场不均匀,建立坐标ox,x沿ab方向,原点在长直导线处,
则x处的磁场为 , i =I0 2分
沿a →b方向
3分
故 1分
(2) ,以abcda作为回路正方向,
2分
上式中, 则有
4分
22、解:(1) =5.810-13 J 2分
(2) = 4.0110-14 J
= 4.9910-13 J
∴ 8.0410-2 3分
四、证明题(5分)
23、证:设内表面上感生电量为q'.在导体内部作一包围内表面的高斯面S.在静电平衡时,导体内部场强处处为零,按高斯定理
于是得 5分
五、问答题(5分)
24、答:根据高斯定理,穿过高斯面的电通量仅取决于面内电量的代数和,而与面内电荷的分布情况及面外电荷无关,故:
(1) 电通量不变, F1=q1 / e0; 2分
(2) 电通量改变,由F1变为F2=(q1+q2 ) / e0; 2分
(3) 电通量不变,仍为F1. 1分
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