大學(xué)物理綜合練習(xí)答案

工科大學(xué)物理練習(xí)

之

綜合一

一、選擇題：1.對于沿曲線運動的物體，以下幾種說法中哪一種是正確的

：

(B)法向加速度必不為零（拐點處除外）2.質(zhì)點做曲線運動，表示徑矢，S表示路程，at表示切向加速度，下列表達式中

：(D)只有(3)是對的3.有一個小物塊，置于一個光滑的水平桌面上，有一繩其一端連結(jié)此物體，另一端穿過桌面中心的孔，該物體原以角速度在距孔為R的圓周上轉(zhuǎn)動，今將繩從小孔緩慢往下拉，則物體：

(E)角動量不變，動能、動量都改變動量改變；角動量L不變：動能改變；4.一剛體以每分鐘60轉(zhuǎn)繞Z軸做勻速轉(zhuǎn)動（沿Z軸正方向）。設(shè)某時刻剛體上一點P的位置矢量為，若速度單位為10-2m/s，則該時刻P點的速度為：

(B)二、填空題：1.在x軸上作變加速直線運動的質(zhì)點,已知其初速度為V0,初位置為x0,加速度a=Ct2(其中C為常量)，則其速度與時間的關(guān)系為

V=

.運動方程為x=

。2.質(zhì)量m=1Kg的物體，在坐標(biāo)原點處從靜止出發(fā)在水平面內(nèi)沿X軸運動，其所受合力方向與運動方向相同，合力大小為F=3+2x(SI)，那么物體在開始運動的3m內(nèi)，合力所做功W=

18J

;且x=3m時，其速率V=

6m/s

。3.飛輪作加速運動時，輪邊緣上一點的運動方程為S=0.1t3(SI),飛輪半徑為2m.當(dāng)此點的速率V=30m/s時,其切向加速度為at=

6m/s2

，法向加速度為an=

450m/s2

。5.一隕石從距離地面高h(yuǎn)處由靜止開始落向地面，忽略空氣阻力，求：(1)隕石下落過程中，萬有引力的功是

。

(2)隕石落地的速度大小是

。動能定理4.質(zhì)量為0.25Kg的質(zhì)點，受力的作用，式中t為時間。t=0時該質(zhì)點以的速度通過坐標(biāo)原點，則該質(zhì)點任意時刻的位置矢量是

。6.一轉(zhuǎn)臺繞豎直固定光滑軸轉(zhuǎn)動，每10s轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)臺對軸的轉(zhuǎn)動慣量為1200Kg·m2。質(zhì)量為80Kg的人開始時站在臺的中心，隨后沿半徑向外跑去，當(dāng)人離轉(zhuǎn)臺中心2m時，轉(zhuǎn)臺的角速度為

.角動量守恒：8.一可繞定軸轉(zhuǎn)動的飛輪，在20N·m的總力矩作用下，在10s內(nèi)轉(zhuǎn)速由零均勻地增加到8rad/s，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J=

25Kg·m2

。7.如圖所示，質(zhì)點P的質(zhì)量為2Kg，位置矢量為，速度為，它受到力作用，這三個矢量均在OXY面內(nèi)，且r=3.0m,V=4.0m/s，F(xiàn)=2N，則該質(zhì)點對原點O的角動量

;作用在質(zhì)點上的力對原點的力矩

。三、計算題：1.傳送機通過滑道將長為L、質(zhì)量為M的勻質(zhì)物體以速度V0向右送上水平臺面，物體前端在臺面上滑動S距離(S>L)后停下來。若滑道摩擦不計，物體與臺面間摩擦系數(shù)為，試計算臺面對物體的摩擦力的功以及物體的初速V0

。解:當(dāng)物體滑至前端到達

x時摩擦力可表示為滑道臺面則全過程摩擦力的功為：動能定理：2.質(zhì)量為m、長為L的勻質(zhì)細(xì)棒，一端懸掛在O點上，可繞水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動，在同一懸掛點，有一長為l的輕繩懸一質(zhì)量也為m的小球。當(dāng)小球懸線偏離豎直方向某一角度時，將小球由靜止釋放。小球在懸掛點正下方與靜止的棒發(fā)生完全彈性碰撞。問當(dāng)繩長l為多少時，小球與棒碰后，小球剛好靜止（略去空氣阻力）解：取小球、桿、地球為系統(tǒng)，做受力分析，有：內(nèi)力：mg

外力：T、N

，均不做功，無力矩產(chǎn)生角動量守恒：機械能守恒：V為碰撞前小球的速率，為碰撞后細(xì)棒的角速度3.質(zhì)量為M的勻質(zhì)圓盤，可繞通過盤中心垂直于盤的固定光滑軸轉(zhuǎn)動，繞過盤的邊緣掛有質(zhì)量為m長為l的勻質(zhì)柔軟繩索。設(shè)繩與圓盤無相對滑動，試求當(dāng)圓盤兩側(cè)繩長之差為S時，繩的加速度大小解：設(shè)任意時刻左右兩側(cè)的繩長為x1、x2，其質(zhì)量為、，且a1=a2=a4.在一水平放置的質(zhì)量為m長度為l的勻質(zhì)細(xì)桿上套著一質(zhì)量也為m的套管B(可看作質(zhì)點)，套管用細(xì)線拉住，它到豎直的光滑固定軸OO’的距離為0.5l，桿和套管所組成的系統(tǒng)以角速度0繞OO’軸轉(zhuǎn)動,如圖。若在轉(zhuǎn)動過程中細(xì)線被拉斷，套管將沿著桿滑動。在套管滑動過程中，該系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的角速度與套管離軸的距離x的函數(shù)關(guān)系是什么？(已知桿本身對OO’的轉(zhuǎn)動慣量為，滑動面光滑)解:桿與套管系統(tǒng)水平方向無外力，則有：因而角動量守恒：初位置：套管在任意x位置：工科大學(xué)物理練習(xí)

之

綜合二

一、選擇題：將一個試驗電荷q0(正電荷)放在帶有負(fù)電荷的大導(dǎo)體附近P點處，測得它所受的力為F，若考慮到電量q0不是足夠小，則：

(A)F/

q0

比P點處原先的場強數(shù)值大相當(dāng)于合力、合場強2.關(guān)于高斯定理的理解有下面幾種說法，其中正確的是：(D)如果高斯面內(nèi)有凈電荷，則通過高斯面的電通量必不為零3.圖中所示為一球?qū)ΨQ性靜電場的電勢分布曲線，r表示離對稱中心的距離，該電場是由下列哪一種帶電體產(chǎn)生的。(D)負(fù)電荷選擇題34.在點電荷q的電場中，選取以q為中心、半徑為R的球面上一點P處作電勢零點，則與點電荷q距離為r的P’點的電勢為(B)選擇題45.兩塊面積均為S的金屬平板A和B彼此平行放置，板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的線度)，設(shè)A板帶電量q1，B板帶電量q2，則AB兩板間的電勢差為(C)選擇題55.兩塊面積均為S的金屬平板A和B彼此平行放置，板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的線度)，設(shè)A板帶電量q1，B板帶電量q2，則AB兩板間的電勢差為(C)選擇題5q1、q2同號，則：若q1>q2，則：A點場強方向向右6.一無限大均勻帶電平面A，其附近放一與它平行的有一定厚度的無限大平面導(dǎo)體板B，已知A上的電荷面密度為+，則在導(dǎo)體板B的兩個表面1和2上的感應(yīng)電荷面密度為：

(B)解1：⑴電荷守恒：+2

=-1

⑵感應(yīng)帶電：1與異號⑶P

點場強：解2：Gause面1：2

和1

對M、M’的作用抵消，故：Gause2Gause面2：二、填空題：1.如圖，若已知S1面上的電通量為S1，則S2面、S3面及S4面上的電通量為S2=

，S3=

，S4=

.填空題1(1、3面閉合)(1、2面閉合，但已知的S1法線與此閉合面法線反向)2.在靜電平衡時設(shè)E為緊靠到體表面處的場強，則導(dǎo)體表面某面元所受的電場力為

.3.真空中有一均勻帶電球面，球半徑為R，總帶電量為Q(Q>0)，今在球面上挖去一很小面積ds(連同其上的電荷)，設(shè)其余部分的電荷仍均勻分布，則挖去以后球心處電場強度為

，球心處電勢為(以無窮遠(yuǎn)處為電勢零點)

。(課堂例題)4.一帶電量為-Q的點電荷，置于圓心O處，b、c、d為同一圓周上的不同點，如圖?，F(xiàn)將試驗電荷+q0從圖中a點分別沿ab、ac、ad路徑移到相應(yīng)的b、c、d各點，設(shè)移動過程中電場力所做功分別為A1、A2、A3，則三者的大小關(guān)系是：

。填空題4，球面為-Q的一個等勢面5.在一個不帶電的導(dǎo)體球殼內(nèi)，先放進一電量為+q的點電荷，點電荷不與球殼內(nèi)壁接觸，然后使該球殼與地接觸一下，再將點電荷+q取走，此時球殼的電量為

-q

，電場分布的范圍是：

球殼外部空間

。靜電感應(yīng)6.一平行板電容器兩極板間電壓為U12，其間充滿相對介電常數(shù)為r的各向同性均勻電介質(zhì)，電介質(zhì)厚度為d，則電介質(zhì)中的電場能量密度=

。三、計算題：1.圖示為兩個同軸帶電長直金屬圓筒，內(nèi)、外筒半徑分別為R1和R2

，兩筒間為空氣，內(nèi)、外筒電勢分別為U1=2U0，U2=U0，U0為一已知常量。求兩金屬圓筒間的電勢分布解：設(shè)，則內(nèi)、外筒間有：

設(shè)兩筒間任一至中軸線距離為r的點的電勢為Ur，則：2.一半誓徑為R的均貴勻帶秤電球站體，亭電荷遇量為Q，如滴圖。軟在球恢體中爸開一均直徑餃通道端，設(shè)蹈此通歌道極販細(xì)，誦不影學(xué)響球宿體中尸的電瓦荷及馬電場蛇的原農(nóng)來分怕布。牙在球?qū)⑼饩嗫祀x球生心r處有你一帶傷同種紗電荷晴、電汪荷量磁為q的點兔電荷啊沿通發(fā)道方新向朝疼球心O運動條。試攏計算華該點煎電荷提至少哄應(yīng)具跟有多辭大的藍(lán)初動隔能才浪能到泊達球批心（臺設(shè)帶揭電球睜體內(nèi)堵、外魚的介忘電常鄙數(shù)都粗是0）解：趕由高篇斯定里理可桶知：因此嗚點電蠶荷從r移到透球心杯時電屋場力恨的功徒：根據(jù)踏動能夾定理濱：3.一電董容器拴由兩役個同進軸圓莊筒組貫成，測內(nèi)筒引半徑怪為a，外勒筒半稠徑為b，通敘常都?xì)埵荓，中舟間充錘滿相匆對介薪電常途數(shù)r的各川向同宇性均嗎勻電捆介質(zhì)尋，內(nèi)習(xí)、外禽筒分沖別帶齊有等軟量異糠號電曉荷+Q和-Q，設(shè)b-a<<a，L>>b，可閃以忽生略邊螞緣效帥應(yīng)，頌求：(1英)圓柱荷形電捕容器盼的電羨容；(2擔(dān))電容白器儲數(shù)存的搖能量解：(1鳴)由高障斯定退理可珠知a、b間有包：（2）4.有一火帶電屑球殼蜜，內(nèi)愉、外半半徑號分別堡為a和b，電級荷體榨密度談為=A/r，在望球心惱處有魚一點惹電荷Q，證冒明：負(fù)當(dāng)A=Q/(醉2a2)時，縱球殼貨區(qū)域忙內(nèi)的查場強E的大輸小與r無關(guān)鐵。證明順：球殼命上任受一半禽徑為r厚dr的微早元中融分布植的電弊荷為隊：在球識殼中奔取半花徑為r的同冒心高找斯球變面，鈔有：若E的大陶小與r無關(guān)吐，則挺應(yīng)有按：工科塊大學(xué)銅物理律練習(xí)之綜合鼠三一、琴選擇擋題：用細(xì)豈導(dǎo)線貸均勻裙密繞知成長派為l、半爐徑為a(l>>a)、總江匝數(shù)廊為N的螺兆線管顏，管吩內(nèi)充煮滿相慚對磁竄導(dǎo)率榜為r的均橫勻磁珍介質(zhì).若線沖圈中槐載有拌穩(wěn)恒玩電流I，則話管中蚊任意蠟一點設(shè)的：(D)磁場是強度桃大小槳為H=NI/l2.無限稻長載血流空持心圓賺柱導(dǎo)菊體的毅內(nèi)、步外半劍徑分典別為a、b，電息流在衫導(dǎo)體喝截面摩上均繼勻分煉布，夏則空疤間各翅處的B的大聲小與炸場點久到圓禾柱中羨心軸啄線的曠距離r的關(guān)兄系定合性地俗如圖念所示螺，正照確的笛圖是懶：(B)（選擇2）3.面積決為S和2S的兩宗圓線勵圈1、2如圖炊放置魂，通沈有相功同的廳電流I。線始圈1的電宰流所獎產(chǎn)生沒的通頭過線爐圈2的磁迷通用21表示簽，線絞圈2的電杰流所闊產(chǎn)生痛的通哨過線眾圈1的磁但通用12表示如，則12和21的大街小關(guān)倚系為臥：(C)21=12(選擇3)4.有一育半徑斜為R的單賞匝圓暢線圈健，通析有電刪流I，若將該嬸導(dǎo)線簽彎成盞匝數(shù)N=2的平伶面圓昨線圈往，導(dǎo)過線長度不庸變，柔并通稼以同綠樣的偽電流窄，則藥線圈挨中心涼的磁散感應(yīng)偶強度牽和線傲圈的什磁矩薯分別樓是原點來的信：(B)4倍和1/勿25.對位佛移電仁流，飯有下煩述四敗種說串法，漆請指增出哪超一種辮說法云正確翅：(A)位移凱電流癥是由相變化潤電場騙產(chǎn)生狐的二、毀填空林題：電流具元Idl在磁阻場中倒某處鈴沿直賭角坐攏標(biāo)系冰的x軸方楚向放恰置時證不受帽力，層把電枝流元浴轉(zhuǎn)到y(tǒng)軸正令方向輩時受純到的膛力沿z軸反暈方向馳，該講處磁層感應(yīng)騰強度B指向+x方向。2.一無加限長俗直導(dǎo)茫線，凡通有I=1拒A的電辭流，號直導(dǎo)內(nèi)線外韻緊包吵一層黎相對標(biāo)磁導(dǎo)全率r=2的圓讀筒形濃磁介丟質(zhì)，瞞直導(dǎo)朱線半闖徑R1=0酒.1翻cm，磁睜介質(zhì)疑的內(nèi)特半徑駕為R1，外膀半徑問為R2=0調(diào).2究cm，則纖距直懷導(dǎo)線圍軸線短為r1=0留.1課5c確m處的滔磁感破應(yīng)強倚度為，距龍軸線權(quán)為r2=0喜.2從5c學(xué)m處的擾磁感盞應(yīng)強贈度為。(真空悄的磁稀導(dǎo)率0=4×玻10-7T·季m/糞A)5.一自擊感線歐圈中,電流矩強度傭在0.秘00套2s內(nèi)均嗓勻地服由10鳳A增加馳到12壤A,此過有程中青線圈脖內(nèi)自裙感電爪動勢泡為40剖0V濟,則線糖圈的探自感毫系數(shù)印為L=0.喜4H.6.加在敢平行墊板電頃容器綁極板泥上的辛電壓方變化算率為1.懶0×僑106V/錫s，在馬電容林器內(nèi)盡產(chǎn)生1.扮0A的位無移電耳流，崖則該腥電容序器的饞電容脹量為1F。如圖姻一個須均勻季磁場B只存畝在于模垂直紗于圖面的P平面司右側(cè)樣，B的方荷向垂歌直于膊圖面向里亂。一膜質(zhì)量風(fēng)為m、電劃荷為q的粒綁子以速度V射入衫磁場到。V在圖象面內(nèi)才與界振面P成某一需角度狼。那寬么粒陜子在佳從磁晶場中獎射出襖前是做紛半徑籮為的圓犧周運掩動。層如果q>0時，謊粒子蛇在磁墓場中民的路則徑與屠邊界蛙圍成的督平面額區(qū)域沃的面費積為S，那窗么q<0時，其路步徑與結(jié)邊界產(chǎn)圍成饑的平脾面區(qū)蹦域的貫面積是。(填空3)一彎睡曲的違載流摸導(dǎo)線礙在同蒸一平榜面內(nèi)滋，形狀晝?nèi)鐖D(O點是抓半徑插為R1和R2的兩個姿半圓賢弧的相共同幟圓心根，電逃流自無窮鹽遠(yuǎn)來桿到無苦窮遠(yuǎn)顛去)，則O點磁感應(yīng)狐強度子的大旺小是。(填空4)三、他問答驗題：圖中竹曲線過是以她帶電剖粒子兵在磁令場中羅的運渴動軌歇跡，逢斜線磚部分哲是鋁尋板，形粒子通柔過它只要損席失能鄙量。改磁場折方向兇如圖忠。問搏：粒墓子電掛荷是辣正號殲還是訴負(fù)號？福說明慕理由粒子軌跡答：賣正電特荷上半辭部v大，賓下半耽部v小在鋁繭板中唐損失順能量首先蛛入射亦至上獵半部正電檔荷四、競計算挪題：有一箭無限箭長圓蒼柱形導(dǎo)導(dǎo)體捉和一攝無限瓜長薄蒼圓筒猴形導(dǎo)奶體，醋都通晚有沿偷軸向歉均勻趙分布益的電飾流I，他養(yǎng)們的蜂磁導(dǎo)翅率都體為0，外誦半徑室都為R。今穗取長缸為l、寬懇為2R的矩遣形平部面AB胞CD和A’沾B’必C’險D’，AD和A’您D’正好已在圓盾柱的頃軸線逮上，警如圖削。問剛通過AB君CD的磁艇通量及大小賀為多傍少？波通過A’止B’淹C’公D’的磁軍通量匆？解：1圓柱勉形載持流體遵的摔分望布：（安動環(huán)定矮理）則通傾過AB催CD的磁誼通量2薄圓尼筒的免分布舒：（安肢環(huán)定掛理）則通勢過A’倚B’伏C’射D’的磁珍通量2.截面價為矩嗽形的澆螺繞播環(huán)共N匝，夠尺寸末如圖邁。在席螺繞變環(huán)的醉軸線倍上另蘋有一樸無限歌長直熔導(dǎo)線列。(1默)求螺通繞環(huán)姜的自剃感系挨數(shù)。(2槐)求長靠直導(dǎo)撒線和亦螺繞販環(huán)的春互感絕系數(shù)打。(3穴)若在躍螺繞單環(huán)內(nèi)庭通以姥穩(wěn)恒負(fù)電流I，求役螺繞久環(huán)內(nèi)辭儲存尼的磁咸能