大學(xué)物理期末試卷(鹽城工學(xué)院)

1、一選擇題1質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動,時刻的速度為,速率為，至?xí)r間內(nèi)的平均速度為,平均速率為，則必定有（ C ）(A) (B) (C) (D) 2沿直線運(yùn)動的物體，其速度與時間成反比，則其加速度與速度的關(guān)系是（ B ）(A) 與速度成正比 (B) 與速度的平方成正比 (C) 與速度成反比 (D) 與速度的平方成反比3質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)沿軸運(yùn)動，運(yùn)動方程為（、均為正常數(shù)），則質(zhì)點(diǎn)所受的合力為（ D ）(A) (B) (C) (D) 4如圖1，均質(zhì)桿長、質(zhì)量，為中點(diǎn)。設(shè)對分別通過點(diǎn)、和并與桿垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量依次為、和，則（ B ） (A) (B) (C) (D) 圖15關(guān)于質(zhì)點(diǎn)在力的作用下發(fā)生無限小元位移時所做的

2、功，下列說法中不正確的是（D ）(A)元功，即力在位移方向上的投影和此元位移大小的乘積(B)元功，即元位移在力方向上的投影和此力的大小的乘積(C)元功與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程的元位移有關(guān)，是過程量(D)若質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動各過程元功不為零，則總功必不為零6勁度系數(shù)為的彈簧（質(zhì)量忽略不計），豎直放置，下端懸一小球，球的質(zhì)量為，若彈簧為原長時小球恰好與地面接觸，今將彈簧上端緩慢地提起，直到小球剛能脫離地面為止，此時彈簧的勢能為（ A ） (A) (B) (C) (D) 7在球形高斯面的球心處有一點(diǎn)電荷，要使通過高斯面的通量發(fā)生變化應(yīng)該( D )(A)使點(diǎn)電荷偏離球心但仍在面內(nèi) (B)將另一點(diǎn)電荷放在高斯面外(C)使高

3、斯面外不斷遠(yuǎn)離 (D)將由高斯面外移入面內(nèi)8如圖2，在長直載流導(dǎo)線附近作一球形閉合面S，為穿過S面的磁通量，為面S上某點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，當(dāng)面S向直導(dǎo)線靠近時，及的變化為（ B ）(A) 增大，增大 (B) 不變，增大 (C) 增大，不變 (D)不變，不變 圖2 10渦旋電場的性質(zhì)是( B )(A)仍服從靜電場的環(huán)路定理，即 (B)電場線總是閉合的 (C)電場線始于正電荷，終止于負(fù)電荷 (D)是由磁場來激發(fā)的1若質(zhì)點(diǎn)的速度為，速率為，則下列四個選項(xiàng)中表示切向加速度的是（ c ）(A) (B) (C) (D) 2某物體的運(yùn)動規(guī)律為，為正常數(shù)，當(dāng)時，速度為，則速度與時間的函數(shù)關(guān)系為（ c）(A)

4、 (B) (C) (D)3如圖1，質(zhì)量為的1/4圓弧軌道與水平面光滑接觸，一質(zhì)量為的物體自軌道頂端滑下，與間有摩擦，設(shè)與組成系統(tǒng)的總動量為，水平方向的動量為,機(jī)械能為,則( b )(A)守恒,守恒, 守恒 (B) 不守恒,守恒, 不守恒 (C)不守恒,不守恒, 不守恒 (D)守恒,不守恒, 守恒 圖14 甲將彈簧拉伸后，乙又繼續(xù)再將彈簧拉伸，則甲、乙兩人所做的功應(yīng)為( a )(A) (B) (C) (D) 無法判斷5有、兩個半徑相同、質(zhì)量相同的細(xì)圓環(huán)，環(huán)的質(zhì)量分布不均勻。設(shè)它們對通過環(huán)心并與環(huán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量分別為和，則（a ） (A) (B) (C) (D) 無法確定6芭蕾舞演員開始自轉(zhuǎn)

5、時的角速度為，轉(zhuǎn)動慣量為，當(dāng)他將手臂收回時，其轉(zhuǎn)動慣量減少為，則角速度將變?yōu)椋?d ） (A) (B) (C) (D) 7將一正點(diǎn)電荷從無限遠(yuǎn)處移入電場中點(diǎn),電場力做功;若將另一等量的負(fù)點(diǎn)電荷從無限遠(yuǎn)處移入電場中點(diǎn),電場力做功,則可確定( a )(A) (B) (C) (D) 8下列有關(guān)穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理的敘述中正確的是（ d ）(A)穿過閉合回路的電流的代數(shù)和為零，則回路上各點(diǎn)也為零 (B)若的環(huán)流為零，即，則沒有電流穿過閉合回路(C)等式左邊的，只由穿過閉合回路的電流產(chǎn)生，與閉合回路外的電流無關(guān) (D)此定律適用于一切穩(wěn)恒磁場，但只能用于求具有特殊分布的穩(wěn)恒磁場的10渦旋電場的性質(zhì)是(

6、 b )(A)仍服從靜電場的環(huán)路定理，即 (B)電場線總是閉合的 (C)電場線始于正電荷，終止于負(fù)電荷 (D)是由磁場來激發(fā)的1某質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動，同時符合條件（1）；（2）；（3），則該質(zhì)點(diǎn)可能的運(yùn)動為（ c ）(A) 勻速直線運(yùn)動 (B) 勻加速直線運(yùn)動 (C) 勻速率圓周運(yùn)動 (D) 變速圓周運(yùn)動2質(zhì)點(diǎn)沿軸作直線運(yùn)動，運(yùn)動方程為，當(dāng)速度等于零且時，質(zhì)點(diǎn)的位置和加速度分別為（d ）(A) (B) (C) (D) 3下列說法中不正確的是（ d ）(A)牛頓第二運(yùn)動定律反映質(zhì)點(diǎn)受到的合力與它產(chǎn)生的加速度的瞬時關(guān)系(B)沖量是力對物體作用一段時間所產(chǎn)生的累積作用，這個累積作用導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)動量的變化(

7、C)質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力可以改變每一個質(zhì)點(diǎn)的動量，但不能改變質(zhì)點(diǎn)系的動量(D)只有作用在質(zhì)心上的外力才能改變質(zhì)點(diǎn)系的動量4質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動過程中，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)相互作用的內(nèi)力，下列說法中不正確的是（ d ）(A)內(nèi)力之矢量和為零(B)內(nèi)力矩之矢量和為零(C)內(nèi)力矩對同一參考點(diǎn)的沖量矩之矢量和為零(D)內(nèi)力所做的功為零5芭蕾舞演員自轉(zhuǎn)時，某一瞬間其轉(zhuǎn)動慣量為、動能為；雙臂回收時，其轉(zhuǎn)動慣量變?yōu)?，則他的轉(zhuǎn)動動能變?yōu)椋╝ ） (A) (B) (C) (D) 6長為的均質(zhì)直桿豎直放置在地面上，若桿由靜止?fàn)顟B(tài)開始倒下（著地端始終保持不動），取地面為勢能零點(diǎn)，當(dāng)桿的動能和勢能相等時，桿與地面成的夾角是（ a ） (A)

8、300 (B) 450 (C) 600 (D) 9007一點(diǎn)電荷位于一立方體中心，通過立方體每個面的電通量為( c )(A) (B) (C) (D)8兩條載有相同電流的平行直導(dǎo)線，彼此間斥力的大小為，若將它們的電流加倍，相應(yīng)的距離也加倍，則彼此間的斥力的大小為（ c ）(A) (B) (C) (D) 10在感應(yīng)電場中電磁感應(yīng)定律可寫出，式中為感應(yīng)電場強(qiáng)度，此式表明（ a ）（A）在感應(yīng)電場中不能像靜電場那樣引入電勢概念 （B）閉合曲線上處處相等 （C）感應(yīng)電場是保守場 （D）感應(yīng)電場的電場線不是閉合曲線二填空題1質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為(、和是正常數(shù))，則該質(zhì)點(diǎn)的加速度為 。2 質(zhì)量的小球以的速率飛行

9、，被球棒打擊后以的速率沿反方向飛行。如果擊球時間為，則球棒對球的平均作用力的大小為 。3 保守力所做的功與相應(yīng)勢能的增量的關(guān)系是 。4 如圖3，長為、質(zhì)量為的勻質(zhì)細(xì)桿一端固結(jié)一質(zhì)量也為的質(zhì)點(diǎn),系統(tǒng)可繞軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。則在桿處于水平位置時,系統(tǒng)所受重力矩為 。 圖35質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動，其運(yùn)動方程為，則質(zhì)點(diǎn)對坐標(biāo)原點(diǎn)的角動量 。7 如圖4，在穩(wěn)恒磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿閉合曲線的環(huán)流 。8在方向一致的電場和磁場中，電子的速度垂直于場的方向時，所受的合力的大小為 。（電子電量大小為，質(zhì)量為） 圖49法拉第電磁感應(yīng)定律表明當(dāng)穿過回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中的感生電動勢的大小和穿過回路的 成正

10、比。磁通量的時間變化率1某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為，則該質(zhì)點(diǎn)在第1秒內(nèi)的位移為 。2質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為，則該質(zhì)點(diǎn)所受的力 。3如圖2，在半徑為、質(zhì)量為的均質(zhì)圓盤邊緣上有一質(zhì)量為的物塊，物塊和圓盤一起以角速度繞過盤中心的光滑豎直軸轉(zhuǎn)動，則系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸的角動量的大小為 。 4如果作用在質(zhì)點(diǎn)上的合力對某給定點(diǎn)的 _為零，則質(zhì)點(diǎn)對點(diǎn)的角動量在運(yùn)動過程中保持不變，此即質(zhì)點(diǎn)的角動量守恒定律。力矩5地球半徑，質(zhì)量,一顆質(zhì)量的隕石從外空落到地球上，引力所做的 功為 。（萬有引力常量）7設(shè)電源中非靜電性場的場強(qiáng)為，電源的正極為、負(fù)極為，電源電動勢 。9法拉第電磁感應(yīng)定律表明當(dāng)穿過回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中的感生電

11、動勢的大小和穿過回路的 成正比。磁通量的時間變化率10麥克斯韋總結(jié)了從庫侖到安培和法拉第等人的電磁理論全部學(xué)說,并提出了“渦旋電場”和“ 位移電流 ”的假設(shè)，揭示了電場和磁場的內(nèi)在聯(lián)系，把電場和磁場統(tǒng)一為電磁場，得到了電磁場的基本方程組稱為 。麥克斯韋方程組2質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動，其運(yùn)動方程為，則質(zhì)點(diǎn)的動量 。3哈雷彗星繞太陽運(yùn)動的軌跡是一個橢圓。它處于近日點(diǎn)時距太陽的距離為，速率為。它處于遠(yuǎn)日點(diǎn)時距太陽的距離為，則此時它的速率為 。 4如圖1，在由不計質(zhì)量的細(xì)桿組成的邊長為的正三角形的頂角上，各固定一個質(zhì)量為的小球,系統(tǒng)對過點(diǎn)且與三角形平面垂直的軸轉(zhuǎn)動慣量 。5如圖2，長為、質(zhì)量為的勻質(zhì)

12、桿可繞軸無摩擦地轉(zhuǎn)動，桿自 圖1水平位置由靜止開始自由轉(zhuǎn)下，則桿轉(zhuǎn)到與水平位置時成角時，在此過程中重力對點(diǎn)的沖量矩的大小為 。7已知某靜電場的電勢函數(shù)為，則其電場強(qiáng)度 。 圖28面積為，載有電流的平面閉合線圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場中，此線圈受到的最大磁力矩的大小為 。9引起動生電動勢的非靜電力是 。洛侖茲力 三計算題1質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動，其運(yùn)動方程為 。求在任意時刻t（1）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動速度與加速度的矢量表達(dá)式；（2）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度、 切向加速度和法向加速度的大?。唬?）質(zhì)點(diǎn)所在處軌道的曲率半徑。解 （1） （2） 由于且，故，解得 （3）由得 2如圖，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，制動閘瓦對輪的正壓力，閘瓦與

13、輪緣間的摩擦系數(shù)，輪半徑，若飛輪初始轉(zhuǎn)速，求從開始制動到靜止需要的時間。解取為轉(zhuǎn)動正方向,閘瓦對輪的切向摩擦力，摩擦力產(chǎn)生的力矩 （1） （2） 轉(zhuǎn)動定律 （3） 由(1)、（2）和（3）并代入數(shù)據(jù)得 3如圖，彈簧的勁度系數(shù)，輪子的半徑、轉(zhuǎn)動慣量,求質(zhì)量的物體下落時的速率。設(shè)開始時物體靜止且彈簧無伸長。（） 解取物體、滑輪、彈簧和地球組成的系統(tǒng)為研究對象，在物體下落過程中，機(jī)械能守恒，取初始狀態(tài)為勢能零點(diǎn)，得 考慮到 解得 4如圖7,真空中有兩塊互相平行的無限大均勻帶電平板、，其電荷面密度分別為和，取向右為軸正方向。求（1）分別寫出、兩板在板的兩側(cè)的電場強(qiáng)度；（2）如圖所示的三個區(qū)域的電場強(qiáng)度

14、。圖7面 解 （1） ， (2)， 5如圖8，無限長載流直導(dǎo)線通有電流，長，寬的矩形線框通以電流，線框與直導(dǎo)線共面，邊與直導(dǎo)線平行且相距，求線框四條邊所受的力的大小和方向。 圖8解 載流導(dǎo)線在上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，受到的力，方向向左。 載流導(dǎo)線在上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 ，受到的力 ，方向向右。 為求受力，在距離長直導(dǎo)線處取一電流元，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度該電流元受到的安培力 導(dǎo)線受到的安培力 ，方向向上。同樣可求得導(dǎo)線受到的安培力 ，方向向下。 6如圖9，通有電流的長直導(dǎo)線下面有一與之共面的“”形金屬線框，框的上邊與導(dǎo)線平行，線框上有一導(dǎo)體桿以速度向下勻速滑動。時，導(dǎo)體桿與“”形框上邊重合，求t時刻線框

15、中的感應(yīng)電動勢。 圖9解 取導(dǎo)線處為原點(diǎn)，垂直向下為正方向，任意時刻t ， （5分） 負(fù)號表示繞向?yàn)槟鏁r針 7 質(zhì)量為的粒子在沿軸方向的力（為常數(shù)）的作用下沿軸運(yùn)動，設(shè)，速度為，位置為。求粒子的（1）速度表達(dá)式；（2）運(yùn)動方程。 解 （1），由 得，積分 得 （2）得，積分得運(yùn)動方程 8如圖3，長、質(zhì)量的勻質(zhì)木桿掛在光滑的水平軸上， 開 始時靜止于豎直位置，現(xiàn)有一粒質(zhì)量為的子彈以水平速度射入桿的末端且未穿出，求（1）子彈射入木桿前相對于轉(zhuǎn)軸的角動量的大小和方向；（2）木桿開始轉(zhuǎn)動時的角速度。 圖3解 （1），方向垂直紙平面向外。 （2）開始時，子彈與木桿系統(tǒng)相對于點(diǎn)的角動量。相互作用后，系統(tǒng)角

16、動量 ，該過程滿足角動量守恒的條件，由得，解得 9質(zhì)量的宇宙飛船關(guān)閉發(fā)動機(jī)返回地球時，可認(rèn)為飛船只在地球的引力場中運(yùn)動。設(shè)它在距地球中心處的速率為，求它下降到距地球中心處的速率。已知地球質(zhì)量為，萬有引力常量為。解 宇宙飛船在距地球中心處的勢能，動能；在距地球中心處的勢能，動能，飛船在返回過程中滿足機(jī)械能守恒的條件，由機(jī)械能守恒定律 解得 10圖4如圖4所示，導(dǎo)體球與導(dǎo)體球面同心放置，半徑分別為、，分別帶電量、，以無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn),求（1）內(nèi)球的電勢；（2）若把內(nèi)球接地，則內(nèi)球帶電量變?yōu)槎嗌?？?由靜電平衡條件與所給條件的球?qū)ΨQ性，電荷均勻分布于球體表面和球面。（1）球?yàn)榈葎蒹w,其電勢等于球心

17、的電勢 (2)設(shè)內(nèi)球帶電量變?yōu)?內(nèi)球接地,電勢變?yōu)榱?解得 11圖5如圖5，無限長圓柱形導(dǎo)體管半徑為，管內(nèi)空心部分的半徑為，空心部分的軸與圓柱的軸相平行，且相距為，現(xiàn)有電流沿導(dǎo)體管流動，電流均勻分布在管的橫截面上，求空心部分軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 解 在圓管橫截面上電流密度。將空心柱體電流等效為由半徑為的無限長實(shí)心大圓柱體電流和半徑為的無限長實(shí)心小圓柱體反向電流的合成，兩者產(chǎn)生的磁場分別為和. 在空心圓柱軸線上，易見 .為求，取以為圓心為半徑的安培環(huán)路 ,空心部分軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 12如圖6，“”型金屬導(dǎo)軌寬，導(dǎo)軌上有導(dǎo)線，導(dǎo)軌所在空間磁場隨時間變化的規(guī)律為，若時，由與重合處開始以速率

18、向右滑動，試求任意時刻金屬框中感應(yīng)電動勢的大小和方向。 11 圖6解 任意時刻，邊長度為，取順時針方向?yàn)榛芈防@行正方向，則任意時刻金屬框中的磁通量為 負(fù)號表示繞向?yàn)槟鏁r針 13質(zhì)量、速度的粒子與質(zhì)量、速度的粒子相互碰撞，（1）若碰撞后兩粒子合為一體，則合速度是多少；（2）若碰撞后粒子的速度，則粒子的速度是多少？解 碰撞前、粒子的總動量（1）根據(jù)動量守恒定律有得 （2）根據(jù)動量守恒定律有得 14如圖4，質(zhì)量的人站在半徑、質(zhì)量的勻質(zhì)水平圓臺的中心，人（視為質(zhì)點(diǎn)）和水平圓臺組成的系統(tǒng)以角速度繞通過其中心的豎直固定光滑軸轉(zhuǎn)動。求人走到轉(zhuǎn)臺邊緣隨轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動時系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的角速度。 圖4解 以人和轉(zhuǎn)臺組成的系統(tǒng)為研究對象，在人走動的過程中，人與轉(zhuǎn)臺所受外力為重力與軸處約束力對轉(zhuǎn)動無影響。系統(tǒng)角動量守恒。系統(tǒng)初始角動量人走到