《大学物理A(一)期末试卷(A卷)答案（2020年九月）.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理A(一)期末试卷(A卷)答案（2020年九月）.pptx（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 海 无 涯 浙江师范大学大学物理A(一)考试卷 (A 卷) （20142015 学年第一学期） 考试形式： 闭卷 考试时间： 90 分钟 出卷时间：2014 年 12 月 29 日 使用学生：数学与应用数学、信息与计算科学、科学教育等专业 说明：考生应将全部答案都写在答题纸上，否则作无效处理 真空电容率0 8.85 10C N m，真空磁导率 0 4 10N A 1221272 一. 选择题（每题 3 分，共 30 分）,1. 一运动质点在某瞬时位于矢径rx, y的端点处, 其速度大小为,(),(A),(B),d r d t,(C),d r d t d r d t,(D), , d y 2
2、, d t d t , d x 2,答：（D） 2. 如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为 m1 和 m2 的 重物，且 m1m2滑轮质量及轴上摩擦均不计，此时重物的加速度的大小 为 a今用一竖直向下的恒力 F m1 g 代替质量为 m1 的物体，可得质量为 m2 的重物的加速度为的大小 a，则( ),(B)a a (D) 不能确定.,(A)a= a (C)a a 答：（B),3. 质量为 20 g 的子弹沿 x 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后，与木块一起仍沿 x 轴正 向以 50 m/s 的速率前进，在此过程中木块所受冲量的大小为() (A) 9 Ns(B) -
3、9 Ns(C)10 Ns(D) -10 Ns 答案：（A）,4. 质量为m ，长为l 均匀细棒 OA 可绕通过其一端 O 而与棒垂直的水 平固定光滑轴转动，如图所示今使棒由静止开始从水平位置自由下 落摆动到竖直位置。若棒的质量不变，长度变为2l ，则棒下落相应,),(B) 变短 (D) 是否变，不确定,所需要的时间 ( (A) 变长 (C) 不变 答案：（A）,5. 真空中两块互相平行的无限大均匀带电平面。其电荷密度分别为 和2 ，两板之间,的距离为d ，两板间的电场强度大小为,(),(A) 0,(B),3 2 0,(C), 0,(D), 2 0,答案： (D) 6. 如图所示， a 、b 、
4、c 是电场中某条电场线上的三个点，设 E,表示场强，U 表示电势，由此可知： (,),m,1,m2,O,A,1,学 海 无 涯 (A) Ea Eb Ec ； (B)Ea Eb Ec ； (C)Ua Ub Uc ； (D) Ua Ub Uc 。 答案： (C) 两个导体球A 、B 相距很远（可以看成是孤立的），其中A 球原来带电，B 球不带电。A 、 B 两球半径不等，且 RA RB 。若用一根细长导线将它们连接起来，则两球所带电量qA 与 qB 间的关系： ) qA qB ；(B) qA qB ；(C) qA qB ；(D) 条件不足，无法比较。 答案： ( A) 如图所示，两根长直载流导线垂
5、直纸面放置，电流 I1=1A，方向垂直纸 面向外；电流 I2=2A，方向垂直纸面向内。则 P 点磁感应强度 B 的方向与,答案：(A) 9. 如图所示，流出纸面的电流为 2I，流进纸面的电流为,I，则下述式中哪一个是正确的(),L1,L 2,(B) B dl 0 I (D) B dl 0 I L 4,(A) B dl 20 I (C) B dl 0 I L3 答案：（D）, 10. 长度为l 的直导线ab 在均匀磁场 B 中以速度v 移动，直导,线ab 中的电动势为(),(B) Blv sin (C) Blv cos,(D)0,(A) Blv 答：（D）。,二. 填空题（每题 2 分，共 10
6、 分） 1. 一颗速率为 700 m/s 的子弹，打穿一块木板后,速率降到 500 m/s如果让它继续穿过厚度,。（空气阻力忽,和阻力均与第一块完全相同的第二块木板，则子弹的速率将降到 略不计） 答案：100 m/s（动量、机械能守恒）,2. 一杆长 l50 cm，可绕通过其上端的水平光滑固定轴 O 在竖直平面内转动，相对于 O 轴 的转动惯量 J5 kgm2原来杆静止并自然下垂若在杆的下端水平射入质量 m0.01 kg、 速率为 v400 m/s 的子弹并嵌入杆内，则杆的角速度为 答案：0.4 rad/s,l,B,b,a,v,2,学 海 无 涯,2,一均匀静电场，电场强度 E (400i 6
7、00 j ) V/m ， 则电场通过阴影表面的电场强度通量是 （正方体边长为 1cm ）。 答案： 0.04 V m 一空气平行板电容器，两极板间距为d ，充电后板间 电压为U 。然后将电源断开，在两板间平行地插入一厚 度 为 d /3 的 金 属 板 ， 则 板 间 电 压 变 成 U 。 答案： U 3 均匀磁场 B 中放一均匀带正电荷的圆环，半径为 R，电荷线密度为 ，圆环可绕与环面 垂直的转轴旋转，转轴与磁场 B 垂直，当圆环以角速度 转动时，圆环受到的磁力矩为 。 答案： R3B,三. 计算题（每题 15 分，共 60 分） 1. 一半径为R、质量为m的匀质圆盘，以角速度绕其中心轴转
8、动。现将它平放在一水平板 上，盘与板表面的摩擦因数为。（1）求圆盘所受的摩擦力矩。（2）问经过多少时间后，圆 盘转动才能停止？ 解：(1) 在圆盘上取长为dl 、宽为dr 的面积元ds drdl ，,f,R2,该面积元受到的摩擦力为 dF gdm g m drdl ，此,mg,摩擦力对转盘转轴上O 点的力矩为rdFf R2 rdrdl ，则 在宽为dr 的圆环上所受摩擦力矩为：,R2,R2,dM mg rdr(2r) 2mg r2dr,mgR,R,3,2,2mg,0,2,r dr ,圆盘受到的摩擦力矩为： M ,R2,2,mR 2,(2) 圆盘受到的摩擦力矩不随时间变化，圆盘的转动惯量 J ,
9、，由角动量定律,0,L J 0 ,Mdt ,T,M4g,J3R,得到 T ,。,或者：,J3R,由转动定律 M J ，得到角加速度 M 4g ，圆盘做匀减速转动，有,T 3R 。 4g,dr,dl,3,O r,学 海 无 涯 2. 在一半径为R16.0 cm 的金属球A 外面套有一个同心的金属球壳 B已知球壳B 的内、 外半径分别为R28.0 cm，R310.0 cm设球A 带有总电荷QA3.010-8C，球壳 B 带有 总电荷 QB2.010-8C。 求球壳B 内、外表面上所带的电荷以及球 A 和球壳B 的电势； 将球壳 B 接地然后断开，再把金属球 A 接地，求金属球 A 和球壳 B 内、
10、外表面上所带 的电荷以及球A 和球壳 B 的电势 解：(1) 由静电平衡条件，球壳 B 内表面带电为 Q 3.0 108 C ，外表面带电为 A,BA,Q Q 5.0 108 C ，那么由电势叠加原理，,0 3,0 10 2,球A 的电势为：V ,QA QA,A,4 R4 R4 R, QA QB 5.6 103 V ，,0 3,000 3,球壳B 的电势为：V ,QA QA,B,4 r4 r4 R4 R, QA QB QA QB 4.5 103 V 。,(2) 将球壳 B 接地后，B 外表面不带电，内表面带电为 QA ，断开接地后，球壳 B 带的总 电量为 QA ，然后将球 A 接地，A 的电
11、势为 0，设此时 A 带电量为qA ，则 B 的内表面带 电为 qA ，外表面带电为qA QA ，由电势叠加原理，球A 的电势为：,0 3,0 10 2,V ,qA qA,A,4 R4 R4 R,A, qA QA 0 ， 由此解出 q 2.12 108 C ， 即球 A 带电,2.12 108 C ，球壳 B 内表面带电 2.12 108 C ，球壳 B 外表面带电 0.88 108 C 。,B,0 3,4 R,球A 的电势为 0，球壳B 的电势为V qA QA 7.9 102 V 。,3. 如图所示，一根长直导线载有电流 I1=30A，矩形回路载有电流 I2=20A，试计算作用在回,路上的合
12、力。已知d=1.0cm，b=8.0cm，l=0.12m。 解：对矩形回路进行受力分析可知，上下边受到的安培力大小相 等，方向相反，互相抵消。矩形回路左边受到的安培力为：,I I l,2d,F1 B1I2l 1 2 ，方向向左，,22 2,矩形回路右边受到的安培力为：F B I l ,I1I2l 2 (d b),，方向向,1 2,12,1, d,d b , 1.28103 N,右，则矩形回路受到的合力为： F F F ,2,I I l 1,4. 如图所示，在与均匀磁场垂直的平面内有一折成 角的V 型导线框，其 MN 边可以自由,I1,4,I 2,d,b,l,学 海 无 涯 滑动，并保持与其它两边
13、接触。今使 MN ON ，当t 0 时， MN 由O 点出发，以匀速v 平行于 ON 滑动， 已知磁场随时间的变化规律为 t 2 B ，求线框中的感应电动势与时间的关系。 2 解 1 取顺时针方向为回路绕行方向， t 时刻穿过V,2,型导线框的磁通量为 xl B ， 其中 x vt ，,t 2,l x tan ， B ，应用法拉第电磁感应定律，导,2 线框上的感应电动势为,2 3,dt 4,d v2t 4,B tan v t tan,dd xl, dtdt 2,负号表明 与回路绕行方向相反，即沿逆时针方向。,vt3,N,M ,解 2 由于 MN 边滑动产生的动生电动势为动 (v B) dl vBx tan 2 tan ，,沿 NM 方向。,2,1,t 时刻回路面积 S xl ，取逆时针方向为回路绕行方向，回路法向矢量n 与 B 相反，则,dtdtdt2 dt 2 2, tan,dddxl d t 2 vt3, BS SB ,感,总感应电动势为 动 感 v t tan ，沿逆时针方向。 2 3,5,
