大学物理(普通物理)考试试题及标准答案-张社奇版

大学物理(普通物理)考试试题及答案-张社奇版

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2

任课

教师：

系（室）负责人：

普通物理试卷第1页，共7页

《普通物理》考试题

开卷（ ）闭卷（∨ ） 适用专业年级

姓名： 学号： ；考试座号 年级： ；

本试题一共3道大题，共7页，满分100分。考试时间120分钟。

总 分 题 号 一 二 三 阅 卷人 题 分 30 40 30 核 分人

得 分

注：1、答题前，请准确、清楚地填各项，涂改及模糊不清者，试卷作废。

2、试卷若有雷同以零分记。

３、常数用相应的符号表示，不用带入具体数字运算。 4、把题答在答题卡上。

一、选择（共15小题，每小题2分，共30分）

1、一质点在某瞬时位于位矢(,)r x y r

的端点处，对其速度的大小有四种意见，即

（1）dr dt （2）d r dt r （3） ds

dt

（4）

22

(

)()dx dy dt dt

下列判断正确的是（ D ）

A.只有（1）（2）正确;

B. 只有（2）正确;

C. 只有（2）（3）正确;

D. 只有（3）（4）正确。

2、下列关于经典力学基本观念描述正确的是 （ B ）

A 、牛顿运动定律在非惯性系中也成立，

B 、牛顿运动定律适合于宏观低速情况，

C 、时间是相对的，

D 、空间是相对的。 3、关于势能的描述不正确的是（ D ）

A 、势能是状态的函数

B 、势能具有相对性

C 、势能属于系统的

D 、保守力做功等于势能的增量

普通物理试卷第2页，共7页

4、一个质点在做圆周运动时，则有：（B ）

A 切向加速度一定改变，法向加速度也改变。

B 切向加速度可能不变，法向加速度一定改变。

C 切向加速的可能不变，法向加速度不变。

D 切向加速度一定改变，法向加速度不变。

5、假设卫星环绕地球中心做椭圆运动，则在运动的过程中，卫星对地球中心的（ B ） A.角动量守恒，动能守恒； B .角动量守恒，机械能守恒。 C.角动量守恒，动量守恒； D 角动量不守恒，动量也不守恒。

6、一圆盘绕通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动，轴间摩擦不计，两个质量相同、速度大小相同、方向相反并在一条直线上（不通过盘心）的子弹，它们同时射入圆盘并且留在盘内，在子弹射入后的瞬间，对于圆盘和子弹系统的角动量L 和圆盘的角速度ω则有（ C ） A.L 不变，ω增大；

B.两者均不变

C. L 不变，ω减小

D.两者均不确定

7、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

棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆到竖直位置的过程中，下列说法正确的是 （ C ）

A.角速度从小到大，角加速度不变；

B.角速度从小到大，角加速度从小到大；

C. 角速度从小到大，角加速度从大到小；

D.角速度不变，角加速度为0

8、在过程中如果____C_______，则刚体对定轴的角动量保持不变。

A. 外力矢量和始终为零

B. 外力做功始终为零

C. 外力对参考点力矩的矢量和始终为零

D. 内力对轴的力矩的矢量和始终为零

m m

O

A

O

普通物理试卷第3页，共7页

9、下列描述正确的是 （ C ） A 、稳恒磁场的高斯定理说明稳恒磁场是有源场； B 、稳恒磁场的磁力线不闭合； C 、稳恒磁场是无源场；D 、稳恒磁场对闭合曲面的磁通量与电流有关。 10、下列关于位移电流的描述正确的是（ A ）

A 、位移电流的实质是变化的电场；

B 、位移电流和传导电流一样都是运动的电荷；

C 、位移电流服从传导电流遵循的所有定律；

D 、位移电流的磁效应不符合安培环路定理。 11、关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是： （ D ）

（A ）如果高斯面上E ?

处处为零，则该面内必无电荷。

（B ）如果高斯面内无电荷，则高斯面上E ?

处处为零。

（C ）如果高斯面上E ?

处处不为零，则高斯面内必有电荷。

（D ）如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电通量必不为零。 12、据角动量定义，下列情况中角动量为零的是（ A ）

A 、火箭以速度v 垂直地面发射到h 高度时对地面的角动量

B 、飞机距地面h 高度以速度v 沿水平方向飞行时对地面的角动量

C 、地球以速度v 绕太阳公转时对太阳的角动量

D 、电子以速度v 绕核旋转时对核的角动量

13、边长为l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I （其中ab 、cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为 （ C ）

（A ）0021＝，＝B B （B ）l

I

B B o πμ22021＝，＝ （

C ）0,2221=B l I

B o πμ＝

（D ）l

I

B l I B o o πμπμ22,2221=＝

14、(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2，圆周内有电流I 1、I 2，其分布相同，且均在真空中，但在(b)图中L 2回路外有电流I 3，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：C

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(A)

.,212

1

p p L L B B l d B l d B =?=????

???

(B) .,2121p p L L B B l d B l d B =?≠????

???

(C) .,212

1

p p L L B B l d B l d B ≠?=????

???

(D) .,212

1p p L L B B l d B l d B ≠?≠????

???

（a ） （b ）

15、下列说法正确的是 （ B ）

（A ）闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内一定没有电流穿过。 （B ）闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零。 （C ）磁感应强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感应强度必定为零。 (D)磁感应强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意点的磁感应强度都不可能为零。 二、填空（共20小题，每题2分，共40分）

1、在观察一个物体的位置及其位置的变化时,总要选其它物体作为标准,选取的标准物体不同，对物体运动情况的描述也就不同，这就是运动描述的相对性 。

2、力学相对性原理是指：对于不同的惯性系，牛顿力学规律具有相同的形式

3、写出伽利略速度变换式 V V V =+r r r

绝对相对牵连 。

4、带电导体处于静电平衡时,导体表面电荷面密度为δ,则导体表面之外非常邻近处的电场强度为

q

ε

5、真空中四个点电荷+q 、-q 、+Q 和Q -的静电场中，作出如图所示的三个闭合面S 1，S 2，S 3，则通过S 1和S 3的电场强度通量分别是Φ1 =[

q Q

ε-, ]，Φ3 =[

Q q

ε- ]，

6、根据物质原子结构的观点，铁磁质内电子因自旋耦合作用在内部形成了微小的自发磁

化区域，叫做 磁畴

+q

.-Q

-q S

S2 S3

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7、真空中有一边长为a 的立方体表面，某顶点处点有一点电荷q ，则通过该立方体表面的总电通量为

8q

ε ， 8、在研究电磁感应现象时，麦克斯韦提出的两条假，其中之一 变化的电场产生磁

场 ; 变化的磁场产生电场 。

9、在恒力F 的作用下，一物体作直线运动，运动方程为x=A-Bt+ct 2（A 、B 、C 为常数），则物体的质量应为m=

2F

c

10、电介质中某处的电位移矢量为D r ,电场强度为E r ,则该处的电场能量密度为 1

2

DE

11、 一无风的下雨天，一列火车以201

ms -的速度匀速度前进，在车内的旅客看见玻璃窗外的雨滴和垂线成45ο

角下降，则雨滴相对地的速度为 20 。

12、面积为s 、相距为d 的两个平行板之间充以绝对电容率为ε的电介质，则该平行板电容器的电容为

s

d

ε

13、单位长度内有n 匝线圈的无限长通电螺线管，电流为I ，则其内一点的磁感应强度为 0nI μ

14、无限长载流直导线弯成如图形状，图中各段导线共面，其中

两段圆弧分别是半径为1R 与2R 的同心圆弧。求半圆弧中心O 点的

磁感应强度B ?。 012

11

()4I R R μ-

15、三个点电荷1Q 、2Q 、3Q

沿一条直线等间距分布，且1Q =-3Q ，则将2Q 移动到无穷远处电场力做的功为 0

16、如图所示系统放置在以2

g

a =

的加速度上升的升降机内，A B 、两物体的质量都为m ，A 所在桌

Q Q Q

A

B

a r

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面是水平的，绳子和滑轮的质量都不计，若忽略滑轮轴上和桌面上的摩擦并不计空气阻力，则绳中张力为

3

4

mg 17、质量为m 的地球卫星，沿半径为4e R 的圆轨道运动，e R 为地球的半径，已知地球的质量为e m ，取无穷远处的势能为0，求卫星的势能 4e

e

Gmm R -

。 18、圆环的质量为m ，半径为R ，则该圆环绕和它在同一平面内且和它相切的轴转动的转动惯量为 23

2

mR 。

19、无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷， 即电荷的线密度为λ，求距离直线为r 处的电场强度 02r

λ

πε

20、在外电场作用下，介质表面产生极化电荷的现象，叫做电介质的 极化 现象

三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）

1、质量为M 1 = 24kg 的圆盘,可绕水平光滑固定轴转动,一轻绳缠绕于轮上,另一端

通过质量为M 2 = 5kg 的圆盘形定滑轮悬有m = 10kg 的物体， 求：(1) 物体的加速度; (2)绳中张力。（本题6分）

（设绳与定滑轮间无相对滑动，鼓轮、定滑轮绕通过轮心且垂直于横截面的水平光滑轴的转动惯量分别为J 1 =

12M 1R 2，J 2 = 1

2

M 2r 2） 1、解：对1M :111T R J β= 1分 对2M :2122T r T R J β-= 1分 对m :2mg T ma -= 1分 12R r a ββ== 2分

18

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解得:1222g a M M R r m m =

++ 2122()2g

T m g M M R r m m =+++ 1112

2M g T M M R r m m

=

++

2 、已知质点的运动方程为j t R i t R r ???

ωωsin cos +=(ω为一常量)，（本题6分）

求（1）质点的轨迹方程 （2）质点的速度v ?

？ （3）质点的加速度a ?

cos ,sin x R t y R t ωω== 2分 →222x y R += 2分

sin cos dr v R ti R tj dt

ωωωω==-+r r r r 2分

22

cos sin a R ti R tj ωωωω=--r r r 2分

3、若电荷均匀分布在长为a 的细棒上，求在棒的延长线上，距棒中心为b 的电场强度和电势。取0u ∞= (本题6分)

q a

λ=， 2分2

04()

dx

dE b x λπε=

- 2分

2222

002

4()(4)

a a q

dx q

E a b x b a πεπε-==--?

2分

4、一根同轴线由半径为1R 的长导线和套在它外面的内半径为2R ，外半径为3R 的同轴导体圆筒组成，在1R 和2R 之间充有绝对磁导率为μ的磁介质，导体的磁性可不考虑，如图：

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传导电流I 沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的。求同轴线内外的磁感应强度大小B 的分布。(本题6分)

当1r R <

0121

2Ir B R μπ=

2分 当12R r R << 022I B r

μπ=

1分

当23R r R <<

22

03322

32

2I R r B r R R μπ-=- 2分

当3r R > ，40B = 1分

5、一导体球半径为1R ，外罩一半径为2R 的同心薄导体球壳，外球壳所带电量为q ，内球的电势为0u ，求此系统的电场分布。（本题6分）

解：由

001

02

44q Q u R R πεπε+

=得：

1

0102

4R q R u Q R πε=-

2分 由高斯定理可得：10E =；2分

10222024R u RQ

E r R r πε=

- 1分 1021322

02()4R u R R Q E r R r πε-=+ 1分