南京大学 大学物理 期中样卷Sample Midterm Exam
1
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/20 Sum
/100
Name April 23 , 2006 Sunday Department SID
University Physics
Sample Midterm Examination
School of Intensive Instruction in Sciences and Arts, Nanjing University
Physical Constants
Gravitational constant
kg s /m 1067.62311?×=?G
Standard gravity acceleration 2
m/s 806.9=n g
Select five out of following six problems.
(1) (20pts) As shown in the accompanying figure, a uniform chain of total length
l a hangs with a piece of length a )0(l a < (a) Find the velocity of the chain at the instant it slides off the table. (b) Calculate the time in which the chain slides from the table. (2) (20pts) The potential energy function for the force between two atoms in a diatomic molecule can be express as 612)(x b x a x U ?= where a and b are positive constants and x is the distance between two atoms. (a) Find the force between two atoms as the function of x . (b) What is the equilibrium separation between two atoms? (c) Find the minimum energy needed to break the molecule apart. (3) (20pts) Assume that the Earth’s orbit around the Sun is circular, and the Sun’s mass is much larger than the Earth’s mass. (a) Compute the ratio of the kinetic and potential energies of the Earth. (b) The Sun undergoes a supernova explosion and its mass suddenly reduces to half of its original value. Assume that the energy released in the explosion has no effect on the Earth. Compute the ratio of the kinetic and potential energies of the Earth at the instant after the explosion. (c) What is the new total energy of the Earth? What is the shape of the orbit now? Will the earth escape the solar system? (4) (20pts) A slider of mass m 2 is initially at M and angle α. The wedge has a frictionless surface and rests on a frictionless table. At 0=t , a bullet of mass m and velocity 0v traveling parallel to the upper surface of the wedge hits and sticks in the slider. (a) What is the maximum height reached by the slider? (b) What is the wedge's velocity at the time the slider reaches its maximum height? (c) How far has the wedge moved at that time? (5) (20pts) A uniform rod of mass m and length l is held flat on a horizontal table edge A center of mass C of the rod is beyond the edge of a distance d . The rod is released at rest and starts to rotate about the edge A and eventually slides off the table. The coefficient of static friction between the rod and the edge of the table is μ. (a) Find the rotational inertias of the rod, C I about the center of mass C and A I about point A . (b) Calculate the angular velocity of the rod as the function of rotation angle θbefore sliding occurs. (c) Determine the angle 0θ when sliding of the rod begins. m 0v l.The density of the water isρand the area of the stick in water is cross section of the stick is A. (a) Write the equation of motion of the stick. (b) Show that the oscillation of the stick is simple harmonic. (c) Find the period of the oscillation. 大学物理（下）期末考试试卷 一、 选择题：（每题3分，共30分） 1. 在感应电场中电磁感应定律可写成?-=?L K dt d l d E φ ，式中K E 为感应电场的电场强度。此式表明： (A) 闭合曲线L 上K E 处处相等。 (B) 感应电场是保守力场。 (C) 感应电场的电力线不是闭合曲线。 (D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。 2．一简谐振动曲线如图所示,则振动周期是 (A) 2.62s (B) 2.40s (C) 2.20s (D) 2.00s 3．横谐波以波速u 沿x 轴负方向传播,t 时刻 的波形如图,则该时刻 (A) A 点振动速度大于零, (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零. 4．如图所示,有一平面简谐波沿x 轴负方向传 播,坐标原点O 的振动规律为)cos(0φω+=t A y , 则B 点的振动方程为 (A) []0)/(cos φω+-=u x t A y (B) [])/(cos u x t A y +=ω (C) })]/([cos{0φω+-=u x t A y (D) })]/([cos{0φω++=u x t A y 5． 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.20mm 的单缝上，在缝后放一焦距为2.0m 的会聚透镜,已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.00mm ，则入射光波长约为 （A ）100000A （B ）40000A （C ）50000A （D ）60000 A 6．若星光的波长按55000A 计算，孔镜为127cm 的大型望远镜所能分辨的两颗星2 4 1 物理部分课后习题答案（标有红色记号的为老师让看的题） 27页 1-2 1-4 1-12 1-2 质点的运动方程为22,(1)x t y t ==-，,x y 都以米为单位，t 以秒为单位， 求： （1） 质点的运动轨迹； （2） 从1t s =到2t s =质点的位移的大小； （3） 2t s =时，质点的速度和加速度。 解：（1）由运动方程消去时间t 可得轨迹方程，将t = 代入，有 2 1) y =- 或 1= （2）将1t s =和2t s =代入，有 11r i = ， 241r i j =+ 213r r r i j =-=- 位移的大小 r = = （3） 2x dx v t dt = = 2(1)y dy v t dt = =- 22(1)v ti t j =+- 2 x x dv a dt = =， 2y y dv a dt = = 22a i j =+ 当2t s =时，速度和加速度分别为 42/v i j m s =+ 22a i j =+ m/s 2 1-4 设质点的运动方程为cos sin ()r R ti R t j SI ωω=+ ，式中的R 、ω均为常 量。求（1）质点的速度；（2）速率的变化率。 解 （1）质点的速度为 sin cos d r v R ti R t j dt ωωωω==-+ （2）质点的速率为 v R ω = = 速率的变化率为 0dv dt = 1-12 质点沿半径为R 的圆周运动，其运动规律为232()t SI θ=+。求质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小和角加速度β的大小。 解 由于 4d t d t θω= = 质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小为 2 2 16n a R R t ω == 角加速度β的大小为 2 4/d ra d s d t ωβ== 77 页2-15, 2-30， 2-34， 2-15 设作用于质量1m kg =的物体上的力63()F t SI =+，如果物体在这一力作用 下，由静止开始沿直线运动，求在0到2.0s 的时间内力F 对物体的冲量。 解 由冲量的定义，有 2.0 2.0 2.02 (63)(33) 18I Fdt t dt t t N s = =+=+=? ? 2-21 飞机着陆后在跑道上滑行，若撤除牵引力后，飞机受到与速度成正比的阻力 （空气阻力和摩擦力）f kv =-（k 为常数）作用。设撤除牵引力时为0t =，初速度为0v ，求（1）滑行中速度v 与时间t 的关系；（2）0到t 时间内飞机所滑行的路程；（3）飞机停止前所滑行的路程。 解 （１）飞机在运动过程中只受到阻力作用，根据牛顿第二定律，有 dv f m kv dt ==- 即 d v k dt v m =- 两边积分，速度v 与时间t 的关系为 2-31 一质量为m 的人造地球卫星沿一圆形轨道运动，离开地面的高度等于地球 1．如图所示，质量为m 的物体由劲度系数为k1 和k2 的 两个轻弹簧连接在水平光滑导轨上作微小振动，则该系统的振动频率为 (A) m k k 2 12+=π ν. (B) m k k 2 121+= π ν (C) 2 12 121k mk k k += πν . (D) ) (21212 1k k m k k += π ν. 2．下列函数f (x , t )可表示弹性介质中的一维波动，式中A 、a 和b 是正的常量．其 中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波？ (A) f (x ,t ) = A cos(ax + bt ) ． (B) f (x ,t ) = A cos(ax ? bt ) ． (C) f (x ,t ) = A cos ax ? cos bt ． (D) f (x ,t ) = A sin ax ?sin bt ． 3． 两个相干波源的位相相同，它们发出的波叠加后，在下列哪条线上总是加强的？ （A ）以两波源为焦点的任意一条椭圆上； （B ）以两波源连线为直径的圆周上； （C ）两波源连线的垂直平分线上； （D ）以两波源为焦点的任意一条双曲线上。 4．一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 (A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零． (C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零． 5．S 1 和S 2 是波长均为λ 的两个相干波的波源，相距 3λ/4，S 1 的相位比S 2 超前π 21 ．若两波单独传播时， 在过S 1 和S 2 的直线上各点的强度相同，不随距离变化，且两波的强度都是I 0，则在S 1、S 2 连线上S 1 外侧和S 2 外侧各点，合成波的强度分别是 (A) 4I 0，4I 0． (B) 0，0．(C) 0，4I 0 ． (D) 4I 0，0． 6．在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动 (A) 振幅相同，相位相同． (B) 振幅不同，相位相同． (C) 振幅相同，相位不同． (D) 振幅不同，相位不同． 7． 沿着相反方向传播的两列相干波，其表达式为 )/(2cos 1λνπx t A y -=和 )/(2cos 2λνπx t A y +=在叠加后形成的驻波 中，各处简谐振动的振幅是 (A) A ． (B) 2A ． (C) | )/2cos(2|λπx A ． (D) )/2cos(2λπx A 8．如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上．当 平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察 到这些环状干涉条纹 (A) 向右平移． (B) 向中心收缩． (C) 向外扩张． (D) 静止不动．(E) 向左平移． 9．在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后， 测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是 (A)2λ． (B) n 2λ ． (C) n λ ． (D) )1(2-n λ ． 10．一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片．若以此入射 光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5 倍，那么入射光束中 自然光与线偏振光的光强比值为 (A) 1 / 2． (B) 1 / 3． (C) 1 / 4． (D) 1 / 5． 二、填空题（每个空格2 分，共22 分） 1．一竖直悬挂的弹簧振子，自然平衡时弹簧的伸长量为x 0，此振子自由振动的 周期T = _____________． 2．一简谐振子的振动曲线如图所示，则以余 弦函数表示的振动方程为___________________． 3．若两个同方向不同频率的谐振动的表达式分别为 t A x π100cos 1=和t A x π102cos 2=，则合振 动的拍频为________ 。 4．两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为0.2m ，合振动的位相与第一个简谐振动的位相差为π/6，若第一个简谐振动的振幅为3?10-1m ，则第二个简谐振动的振幅为_______ m ，第一、二两个简谐振动的位相差为______ 。 5．在单缝夫琅和费衍射中，若单缝两边缘点A 、B 发出的单色平行光到空间某点P 的光程差为1.5λ，则A 、 B 间 可分为____个半波带，P 点处为_____（填明或暗）条 2012年大学物理（上）期中考试试卷 姓名 学号 班号 成绩 . 考试时间：90分钟 1、（本题16分）质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为Ｋ，忽略子弹的重力，求： (1) 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式； (2) 子弹进入沙土的最大深度． 2、（本题16分）一个具有单位质量的质点在合外力j t i t t F )612()43(2 -+-= (SI) 的 作用下运动．设该质点在t = 0时静止于坐标原点．试求： （1）该质点在t 时刻的位置矢量和速度； （2）在t = 2秒时，该质点受到的合外力对坐标原点的力矩和该质点对坐标原点的角动量． 3、（本题12分）质点沿曲线 j t i t r 22+= (SI) 运动，其所受摩擦力为 v 2-=f (SI)．求摩擦力在t = 1 s 到t = 2 s 时间内对质点所做的功． 4、（本题12分）小球A ，自地球的北极点以速度0v 在质量为M 、半径为R 的地球表面水平切向向右飞 出，如图所示。在地心参考系中，轴OO ＇与0v 平行，小球A 的运动轨道与轴相交于距O 为3R 的C 点．不考虑空气阻力，求小球A 在C 点的速度v 与 0v （即与轴OO ＇）之间的夹角θ ．（提示：小球在飞行过程中对地心的角动量守恒） 5、（本题16分）一轴承光滑的定滑轮，质量为M ，半径为R ，一根不能伸长的轻绳，一端固定在定滑轮上，另一端系有一质量为m 的物体， 如图所示．已知定滑轮的转动惯量为J ＝2 2 1MR ，其初角速度 ω0， 方向垂直纸面向里．求： (1) 定滑轮的角加速度的大小和方向； (2) 定滑轮的角速度变化到ω＝0时，物体上升的高度； m M R O A C θO ＇ v v m M R ω0 大学物理 简明教程 习题 解答 答案 习题一 1-1 ｜r ?｜与r ?有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解：（1）r ?是位移的模，?r 是位矢的模的增量，即r ?12r r -=，12r r r -=?； （2）t d d r 是速度的模，即t d d r ==v t s d d . t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r =（式中r ?叫做单位矢），则 t ?r ?t r t d d d d d d r r r += 式中t r d d 就是速度径向上的分量， ∴t r t d d d d 与 r 不同如题1-1图所示 . 题1-1图 (3)t d d v 表示加速度的模，即 t v a d d = ，t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢），所以 t v t v t v d d d d d d ττ += 式中dt dv 就是加速度的切向分量. (t t r d ?d d ?d τ 与 的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时， 有人先求出r ＝22y x +，然后根据v =t r d d ，及a ＝22d d t r 而求得结果；又有人先 计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v =2 2 d d d d ??? ??+??? ??t y t x 及a = 2 22222d d d d ? ??? ??+???? ??t y t x 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？ 解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有 第四章电磁学基础 静电学部分 4.2解：平衡状态下受力分析 +q受到的力为： 处于平衡状态： （1） 同理，4q 受到的力为： （2） 通过（1）和（2）联立，可得：， 4.3解：根据点电荷的电场公式： 点电荷到场点的距离为： 两个正电荷在P点产生的电场强度关于中垂线对称： 所以： 当与点电荷电场分布相似，在很远处，两个正电荷q组成的电荷系的电场分布，与带电量为2q的点电荷的电场分布一样。 4.4解：取一线元，在圆心处 产生场强： 分解，垂直x方向的分量抵消，沿x方向 的分量叠加： 方向：沿x正方向 4.5解：（1 （2）两电荷异号，电场强度为零的点在外侧。 4.7解：线密度为λ，分析半圆部分： 点电荷电场公式： + + 在本题中： 电场分布关于x 轴对称：， 进行积分处理，上限为，下限为： 方向沿x轴向右，正方向 分析两个半无限长： ，，， 两个半无限长，关于x轴对称，在y方向的分量为0，在x方向的分量： 在本题中，r为场点O到半无限长线的垂直距离。电场强度的方向沿x轴负方向，向左。那么大O点的电场强度为： 4.8解：E的方向与半球面的轴平行，那么 通过以R为半径圆周边线的任意曲面的 电通量相等。所以 通过S1和S2的电通量等效于通过以R为半 径圆面的电通量，即： 4.9解：均匀带电球面的场强分布： 球面 R 1 、R2的场强分布为： 根据叠加原理，整个空间分为三部分： 根据高斯定理，取高斯面求场强： 图4-94 习题4.8用图 S1 S2 R O 场强分布： 方向：沿径向向外 4.10解：（1）、这是个球对称的问题 当时，高斯面对包围电荷为Q 当，高斯面内包围电荷为q 方向沿径向 （2）、证明：设电荷体密度为 这是一个电荷非足够对称分布的带电体，不能直接用高斯定理求解。但可以把这一带电体看成半径为R、电荷体密度为ρ的均匀带电球体和半径为R`、电荷体密度为-ρ的均匀带电体球相叠加，相当于在原空腔同时补上电荷体密度为ρ和-ρ的球体。由电场 叠加原理，空腔内任一点P的电场强度为： 在电荷体密度为ρ球体内部某点电场为： 在电荷体密度为-ρ球体内部某点电场为： 所以 4.11解：利用高斯定理，把空间分成三部分 大学物理（2）2005年12月 一、填充题： 1．如图所示，A 、B 为靠得很近的两块平行的大金属平板，两板的面积均为S ，板间的距离为d ，今使A 板带电量为q A ，B 板带电量为q B ，且q A > q B ，则A 板的内侧带电量为____________，两板间电势差U AB = ____________。 0 22220 4 3 2 1 =- - - =εσεσεσεσ内A E )(21σσ+=S q A 0 22220 4 3 2 1 =- + + = εσ εσεσ εσ内B E )(43σσ+=S q B 41σσ= 32σσ-= 2 2B A A q q S Q -= =σ内 d U S q S q E AB B A AB =- = 0022εε S d q q U B A AB 02)(ε-= 2．已知某静电场的电势函数 U = 6x - 6x 2y - 7y 2 (SI)，由电场与电势梯度的关系式可得点（2，3，0）处的电场强度E = 66 i + 66 j + 0 k （SI ）。 ])146()126[()( 2 j i k j i x U E y x xy z U y U --+--=??+ ??+ ??-=j i 6666+= 3．两个单匝线圈A ，B ，其半径分别为a 和b ，且b >> a ，位置如图所示，若线圈A 中通有变化电流I = kt （k 为常数），在线圈B 中产生的互感电动势 εM =____________，此位置它们的互感系数为 M =____________。 B B A B I b a a b I S B 222 02 0πμπμΦ= ?= = b a M 22 0πμ= b a k t I M M 2d d 2 0πμε- =-= 4．在真空中有一无限长电流I ，弯成如图形状，其中ABCD 段在xoy 平面内，BCD 是半径为R 的半圆弧，DE 段平行于oz 轴，则圆心点o 处的磁感应强度B = __________ i +__________ j +__________ k 。 k j B )44( 4000R I R I R I μπμπμ+ += 5．两长直螺旋管，长度及线圈匝数相同，半径及磁介质不同。设其半径之比为 R 1:R 2 = 1:2，磁导率之比为 μ1:μ2 = 2:1，则自感系数之比为 L 1:L 2 =____________；当通以相同的电流时，所贮的能量之比为 W 1:W 2 =____________ 2 2 R L N L πμ = 2 12 122 2 2221 121= ? ==R R L L μμ 2 2 1LI W = 2 12 12 1= = L L W W 6．n 型（电子导电型）半导体薄片与纸面平行，已知电流方向由左向右，测得霍尔电势差U A > U B ，则所加外磁场的方向是 向外 。 A B S U U B 大学物理A1期中考试试卷 一. 判断题：下列每小题的表述为正确或错误, 正确的标记“T ”，错误的标记“F ”。每小题3分，共计24分 1. 速度为零的物体其加速度也一定为零。 【 】 2. 做圆周运动的质点，其切向加速度可能不变，但法向加速度一定改变。 【 】 3. 一个物体的动量改变时，它的动能也一定改变。 【 】 4. 质点系总动能的改变与系统的内力无关。 【 】 5. 某质点在保守力的作用下沿闭合路径运动一周，则该保守力所作的功为零。【 】 6. 如果刚体所受合外力为零，则其所受的合外力矩也一定为零。 【 】 7. 作用力与反作用力做功的代数和恒为零。 【 】 8. 牛顿定律只适用于惯性系，不适用于非惯性系。 【 】 二. 选择题：下列每小题中, 只有一个选项符合题目要求。 将你的选项所对应的英文字母填写在括号中。 每小题4分，共计24分。 1． 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速的大小，下面哪个选项是正确的 【 】 A. d d v a t = B. dr d v t = C. d d s v t = D. t d v a dt = 2. 一段路面水平的公路，转弯处轨道半径为R ，已知汽车轮胎与路面间的摩擦系数为μ，要使汽车不发生侧向打滑，则汽车在该处转弯时行驶的速率 【 】 A. C. 由汽车的质量m 决定. 3. 在高台上分别沿45仰角、水平方向、45俯角射出三颗同样初速度的炮弹，忽略空 气阻力，则它们落地时的速度 【 】 A. 大小不同，方向相同. B. 大小相同，方向不同. C. 大小、方向均相同. D. 大小、方向均不同. 4. 质量为m 的质点，以恒定的速率v 沿图2所示的等边 三角形ABCA 的方向运动一周，则B 处作用于质点的 冲量的大小和方向是 【 】 A. I mv =，方向水平相左. B. I mv =，方向水平相右. C. I =，方向竖直向上. D. I =，方向竖直向下. 5. 有两个高度相同、质量相等，但倾角不同的斜面放在光滑的水平面上，斜面也是光滑 的。有两个一样木块分别从这两个斜面的顶点由静止开始下滑，则 【 】 A. 两木块到达斜面底端时的动量相等. B. 两木块到达斜面底端时的动能相等. C. 木块和斜面组成的系统水平方向的动量守恒. D. 木块和斜面及地球组成的系统，机械能不守恒. 6. 两个质量和厚度均相同的均质圆盘A 和B ，密度分别为A ρ和B ρ，且A B ρρ>，若两 盘对通过圆盘中心垂直盘面转轴的转动惯量分别为A J 和B J ，则 【 】 A. A B J J <. B. A B J J >. C. A B J J =. D. 不能确定. 三. 计算题：要求写出必要的解题步骤, 只写结果的不给分。共计52分。 1. (15分)物体在介质中的运动方程为3x ct =，其中c 为常量。设介质中物体所受的阻力 正比于速度的平方：2f kv =-，试求物体由0x =运动到x l =时，阻力所作的功。 第三军医大学2011-2012学年二学期 课程考试试卷答案(C 卷) 课程名称：大学物理 考试时间：120分钟 年级：xxx 级 专业： xxx 答案部分，（卷面共有26题，100分,各大题标有题量和总分） 一、选择题（每题2分，共20分，共10小题） 1．C 2．C 3．C 4．D 5．B 6．C 7．D 8．C 9．A 10．B 二、填空题（每题2分，共20分，共10小题） 1．m k d 2 2．20kx ；2021 kx -；2021kx 3．一个均匀带电的球壳产生的电场 4．θ cos mg ． 5．θcot g ． 6．2s rad 8.0-?=β 1s rad 8.0-?=ω 2s m 51.0-?='a 7．GMR m 8．v v v v ≠=? ?, 9．1P 和2P 两点的位置．10．j i ??22+- 三、计算题（每题10分，共60分，共6小题） 1． (a) m /s;kg 56.111.0?+-j i ρρ (b) N 31222j i ρρ+- . 2． (a) Yes, there is no torque; (b) 202202/])([mu mbu C C ++ 3．(a)m/s 14 (b) 1470 N 4．解 设该圆柱面的横截面的半径为R ，借助于无限长均匀带电直线在距离r 处的场强公式，即r E 0π2ελ=，可推出带电圆柱面上宽度为θd d R l =的无限长均匀带电直线在圆柱 2 轴线上任意点产生的场强为 =E ρd r 0π2ε λ-0R ρ=000π2d cos R R R ρεθθσ- =θθθεθσ)d sin (cos π2cos 0 0j i ρρ+-. 式中用到宽度为dl 的无限长均匀带电直线的电荷线密度θθσσλd cos d 0R l ==，0R ρ为从 原点O 点到无限长带电直线垂直距离方向上的单位矢量，i ρ，j ρ为X ,Y 方向的单位矢量。 因此，圆柱轴线Z 上的总场强为柱面上所有带电直线产生E ρd 的矢量和，即 ??+-==Q j i E E πθθθεθσ2000)d sin (cos π2cos d ρρρρ=i 002εσ- 方向沿X 轴负方向 5．解 设邮件在隧道P 点，如图所示，其在距离地心为r 处所受到的万有引力为 23π34r m r G f ??-=ρ r m G )π34 (ρ-= 式中的负号表示f ρ与r ρ的方向相反，m 为邮件的质量。根据牛顿运动定律，得 22d )π34(dt r m r m G =-ρ 《普通物理学》试卷(A) 共4页 第1页 《普通物理学》试卷(A) 共4页 第2页 学院： 年级/班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题 安徽师范大学2010－2011学年第2学期 2009级化学专业《普通物理学》期中考试试卷(A)(时间120分钟) 1. 如图在i bx a E )(21 +=的电场中，在距原点cm c x 4==处做一与三个直角坐标轴分别平行的边 长为c 的正方体，求此正方体中所包含的电荷。./800,/200m V b m V a == 2.如图，两个半径分别为R 1和R 2同心的半球面相对放置，都均匀带电，电荷面密度分别为21,σσ。两个半球面的地面重合，球心也重合，试求公共底面上离球心为r （r 《普通物理学》试卷(A) 共4页 第3页 《普通物理学》试卷(A) 共4页 第4页 装 订 线 内 不 要 答 题 4.半径为2.0cm 的导体球外套一个与它同心的导体球壳，球壳内、外半径分别为4.0cm 和 5.0cm ，当内球带电量为C 3100.3-?时，计算它储藏的静电能？如果用导线将它们连在一起，它储藏的静电能又是多少？ 5.如图,一平行板电容器两极板相距为d ，面积为S ，其中平行于极板存放有一层厚度为t 的均匀电介质，它的相对介电常数为r ε，设两极板间的电势差为U ，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）极板上的电荷Q ；（3）电容器的电容. 防灾科技学院 大学物理期中考试(A 卷) 要求写出解题所依据的定理，写出主要过程；只有答案，没有任何说明和过程，无分。 一、 计算题（本大题共 3小题，每题12 分，共36 分。） 1. 如图所示的正方形线圈ABCD ，每边长为a ，通有电流I ．求正方形中心O 处的磁感应强度B = ？ 2. 一螺绕环中心轴线的周长L = 500mm ，横截面为正方形，其边长为b = 15mm ，由N = 2500匝的绝缘导线均匀密绕面成，铁芯的相对磁导率μr = 1000，当导线中通有电流I = 2.0A 时，求： （1）环内中心轴线上处的磁能密度； （2）螺绕环的总磁能．（内部磁场看做均匀） 3.一圆形线圈C 1由50匝表面绝缘的细导线密绕而成，圆面积S = 2cm 2，将C 1放在一个半径R = 20cm 的大圆线圈C 2的中心，两线圈共轴，C 2线圈为100匝．求：两线圈的互感M ； 二、 计算题（本大题共 4小题，每题 16 分，共64 分。） 1.同轴电缆由两个同轴导体组成．内层是半径为R 1的圆柱，外层是半径分别为R 2和R 3的圆筒，如图所示．两导体间充满相对磁导率为μr 的均匀的磁介质．设电流强度由内筒流入由外筒流出，均匀分布是横截面上．求B 的分布？ 图2-1 图1-2 图1-3 2. 如图所示，在“无限长”通有电流为I 的直载流导线近旁，放置一个矩形导体线框，该线框在垂直于导线方向上以匀速率v 向右移动，求在图示位置处，线框中感应电动势的大小和方向． 3.在半径为1R 的金属球面之外包有一层外半径为2R 的均匀电介质球壳，介质相对介电常数为r ε，金属球面均匀带电Q ．试求： (1)电介质内、外的场强； (2)电介质层内、外的电势； (3)金属球面的电势． 4、长度为l 的细铜棒OA ，在磁场强度为B 的均匀磁场中以角速度ω在与B 垂直的平面内绕棒的一端O 点作匀速转动。 （1）求铜棒两端的感应电动势的大小和方向； （2）若细铜棒长度cm l 50=，磁感应强度T B 4100.5-?=， 铜棒以角加速度2 /50.0s rad t =β从静止开始转动， 求s t 0.2=时铜棒两端的感应电动势的大小（写出单位）和方向。 A 华东理工大学物理B(下)期末考试A卷 选择题30’(5’×6) 1、边长为L的正方形，在其四个顶点上各放有等量的点电荷，若正方形中心O处场强值、电势值均为零，则四个顶点带电情况为？ A.顶点a、b、c、d处都是负电荷 B.顶点a、b处是正电荷，顶点c、d处是负电荷 C.顶点a、c处是正电荷，顶点b、d处是负电荷D顶点a、b、c、d都是负电荷 A、D的U O≠0，B的E O≠0，由矢量叠加证明E O=0，由两等量异号电荷的中垂面为零势面证明U O=0 2、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和Σq=0，则能肯定？ A.高斯面上各点场强均为零 B.穿过高斯面上每一面元的电场强度通量为零 C.穿过整个高斯面的电场强度通量为零 D.以上均错 3、半径R1的导体球带电q，外罩一带电Q的半径为R2的同心导体球壳，q点距球心O的距离为r，r 5、牛顿环实验装置中，曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃板在中心恰好接触，其间充满折射率为n 的透明介质，一真空中波长为λ的平行单色光垂直入射到该装置上，则反射光形成的干涉条纹中，暗环的半径r k 表达式为？A.n /k r k R λ= B.R n /k r k λ= C.R λkn r k = D.R λk r k =6、一动量为P 的电子，沿图示方向入射并能穿过一宽为D ，磁感应强度为B(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区，则该电子出射、入射方向间的夹角为多少？ A.α=cos -1P eBD B.α=sin -1P eBD C.α=sin -1eP BD D.α=cos -1 eP BD 2004级《大学物理(上)》期末考试试卷 （A 卷） 答案写在答题纸上，答案写在答题纸上，答案写在答题纸上，答案写在答题纸上，答案写在答题纸上 一、选择题（36分，每题3分）： 1．某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作 (A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (B) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． (C) 变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． ［ ］ 2．质量为m 的平板A ，用竖立的弹簧支持而处在水平位置，如图．从平台上投掷一个质量也是m 的球B ，球的初速为v ，沿水平方向．球由于重力作用下落，与平板发生完全弹性碰撞。假定平板是光滑的．则与平板碰撞后球的运动方向应为 (A) A 0方向． (B) A 1方向． (C) A 2方向． (D) A 3方向． ［ ］ 3．刚体角动量守恒的充分而必要的条件是 (A) 刚体不受外力矩的作用． (B) 刚体所受合外力矩为零． (B) 刚体所受的合外力和合外力矩均为零． (D) 刚体的转动惯量和角速度均保持不变． [ ] 4．一弹簧振子作简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的 ［ ］ (A)1/4. (B)1/2. (C)2/1. (D) 3/4. (E)2/3 5．一横波沿绳子传播时, 波的表达式为 )104cos(05.0t x y π-π= (SI)，则 (A) 其波长为0.5 m ． (B) 波速为5 m/s ． (C) 波速为25 m/s ． (D) 频率为2 Hz ． ［ ］ 6．沿着相反方向传播的两列相干波，其表达式为： )/(2cos 1λνx t A y -π= 和 )/(2c o s 2λνx t A y +π=． 在叠加后形成的驻波中，各处简谐振动的振幅是 ： ［ ］ (A) A ． (B) 2A ． (C) )/2cos(2λx A π． (D) |)/2cos(2|λx A π． 1 2 3 浙江大学城市学院 2010 — 2011 学年第二学期期中考试试卷 《 大学物理B-I 》 开课单位：计算分院； 考试形式：闭卷； 考试时间：2011年4月17日； 所需时间：120分钟； 可以用无存贮功能的计算器帮助计算。 一、填空题（共17小题，每空格2分，共56分） 1、已知某质点的运动方程为：j t sin b i t cos a r ω+ω=，式中a 、b 、ω都是正的常量或常数，则① 该质点的轨迹方程为__________________；②从 ωπ= 21t 到ω π=22t 时间内质点的位移为___ _ ______。 答案：122 22=+b y a x ；j b i a - 2、一质点沿x 轴运动，已知加速度与速度的关系为()为常数k kv a -=，初始位置0x ，初始速度0v ，则该质点的速度方程为 ，运动方程为___ _ ______。 答案：kt e v v -=0，() kt e k v x x --+ =10 0 3、一质点做半径R 为m 25的圆周运动，所经过的路程与时间的关系为()SI t t s 2 32+=， 则s t 2=时质点的切向加速度=t a ，法向加速度=n a ，总加速度的大小=a 。 答案：2216s m a s t t ==，2216s m a s t n ==，2622s m .a = 4、已知初速度为()s m j i v 450+=，质量为kg .m 050=的质点，受到冲量 ()s N 252?+=j i .I 的作用，则该质点的末速度（矢量）为=v 。 答案：()s m j i 44 55+ 5、质量为kg m 10=的物体在力()()SI i t F 40120+=作用下沿Ox 轴运动，在s t 0=时，速度s m v 60=，则s t 3=时，其速度大小为 。 答案：s m 72 大学物理下学期期中考试 一、填空题。 1． 真空中高斯定理的表述和它的数学表达式 。 2． 半径为R 、带电荷量为q 的均匀带电球体的场强分布 ；无限长均匀带电直线的空间电场分布 ；无限大均匀带电薄平板的空间场强分布（设电荷面密度为σ）， 。 3．设空间电场强度分布为E ，空间中a 点的电势为 ；设空间的电势分布为U ，此空间的电场强度分布为 。 4．设球面半径为R ，总带电荷量为q ，求均匀带电球面的空间电势分布 。 5．电场的能量密度 ；磁场的能量密度 。 6．设圆柱半径为R ，总电流I 0在横截面上均匀分布。求无限长载流圆柱直导线的磁场分布 ；设螺线管单位长度有n 匝线圈，每匝通过的电流为I 。求密绕长直螺线管内的磁场 。 7．电量为q ，以速度v 运动的电荷，在磁感应强度为B 的磁场中受到的洛仑兹力为 。任意形状的载有电流为I 的导线在外磁场B 中受到的安培力 为 。 8．平面线圈的面积为S ，通有电流为I ，与电流成右手螺旋关系的法线方向为n ，此线 圈的磁矩为 。在外磁场B 中受到的磁力矩为 。 9．一个通有电流I 的导体，厚度为D ，放置在磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示，则导体上下两面的电势差为V = AIB / D (其中A 为一常数）．上式中A 定义为________系数，且A 与导体中的载流子数密度n 及电荷q 之间的关系为______________． 10．对各向同性的非铁磁质，无论抗磁质与顺磁质，B 总与 H 相同；μ=H B ，式中μ是 量；对于铁磁质，μ=H B ，式中μ是 量。（后 两空填“常”或“变”）。 如图所示，一个电荷为q 的点电荷位于立方体的A 角上， 则通过侧面abcd 的电场强度通量等于： (A) 06εq ． (B) 0 12εq ． (C) 024εq ． (D) 0 48εq ． 大学物理期末考试试卷A 卷 课程考试试卷(A 卷) 课程名称：大学物理 考试时间：120分钟 年级：xxx 级 专业： xxx 题目部分，（卷面共有26题，100分，各大题标有题量和总分） 一、选择题（每题2分，共20分，共10小题） 1．一导体球壳，外半径为 2R ，内半径为 1R ，壳内有电荷q ，而球壳上又带有电荷q ，以无穷远处电势为零，则导体球壳的电势为( ) A 、 10π4R q ε B 、20π41R q ε C 、202π41R q ε D 、20π42R q ε 2．小船在流动的河水中摆渡，下列说法中哪些是正确的( ) (1) 船头垂直河岸正对彼岸航行，航行时间最短 (2) 船头垂直河岸正对彼岸航行，航程最短 (3) 船头朝上游转过一定角度，使实际航线垂直河岸，航程最短 (4) 船头朝上游转过一定角度，航速增大，航行时间最短 A 、 (1)(4) B 、 (2)(3) C 、 (1)(3) D 、 (3)(4) 3．运动员起跑时的动量小于他在赛跑过程中的动量。下面叙述中哪些是正确的( ) A 、这一情况违背了动量守恒定律 B 、 运动员起跑后动量的增加是由于他受到了力的作用 C 、 运动员起跑后动量增加是由于有其他物体动量减少 4．一均匀带电球面，电荷面密度为σ球面内电场强度处处为零，球面上面元dS 的一个带电量为s d σ的电荷元，在球面内各点产生的电场强度 ( ) A 、处处为零 B 、不一定都为零 C 、处处不为零 D 、无法判定 5．一质点从静止开始作匀加速率圆周运动，当切向加速度和法向加速度相等时，质点走过的圈数与半径和加速度的关系怎样( ) A 、 与半径和加速度都有关 B 、 与半径和加速度都无关 C 、 与半径无关，而与加速度有关 D 、 与半径有关，而与加速度无关 6．一质点在图所示的坐标系中作圆周运动，有一力0()F F xi y j =+u u r r u r 作用在该质点上。已知0=t 时该质点以02v i =u u r r 过坐标原点。则该质点从坐标系原点到)2,0(R 位置过程中( ) A 、动能变为2 02F R B 、 动能增加2 02F R C 、F ρ对它作功203F R D 、F ρ对它作功202F R 2015-2016-2 大学物理期中考试 班级____________学号_______________________得分_____________ 1．有两个不同半径的皮带轮A和B，由传动皮带相连，轮半径r A>r B，当它们转动时，问：（1）两轮边缘各点的线速度大小是否相等？（2）两轮角速度大小是否相等？（3）两轮边缘处质点的法向加速度大小是否相等？（4）两轮边缘处质点的切向加速度大小是否相等？说说为什么。 2．一飞轮以每分钟1500转的转速转动，受制动50秒后静止。（1）求角加速度；（2）从制动开始到静止飞轮转过的转数N；（3）制动25秒时飞轮的角速度；（4）飞轮半径为1米，则制动25秒时飞轮边缘上一点的速度与加速度。 3．地球的质量为24 10 4.6?m，则绕自转轴转动的转动惯量与自 6?kg，半径为6 10 转运动时的动能各是多少？ 4．如图4所示，m1位于摩擦系数为μ的桌面上，并通过滑轮悬挂质量为m2的物体，滑轮的转动惯量为J，半径为r，求系统加速度及绳子中的力。 5．一轮轴其轴半径为r，边缘悬挂一质量为m1的物体，其轮半径为R，边缘悬挂质量为m2的物体，滑轮的转动惯量为J，不计摩擦、绳的伸长、绳的质量。求重物m1下降的加速度及两边绳子的力。 6．质量m1长为l的均匀直棒，可绕垂直于棒的一端水平轴O无摩擦地转动，当它从水平位置自由运动到竖直位置时，正好有一质量为m2的小球垂直地与棒的下 端相碰，棒能转动到30度角位置，（1）设碰撞为弹性碰撞，试求小球的初速度大小；（2）碰撞时小球获得多大的冲量？ 7．设质量分别为2kg, 4kg的飞轮，半径分别为0.2m, 0.1m，转动轴共轴，角速度分别为50rad/s, 200rad/s，则它们咬合在一起后最后的角速度为多少？（1）同方向旋转，（2）反方向旋转。 8．质量均匀分布的圆柱形木棒，长为l，质量为m1，可绕过质心的水平固定轴在竖直面转动，当棒在竖直平面静止时，有一质量为m2的子弹以v1从距离棒中心下方l/4处垂直于棒和转动轴穿过，穿过时的速度为v2，求子弹穿过棒的瞬间，棒获得的角速度大小为多少？ 9．（1）物体受到几个力的作用，是否一定产生加速度？（2）物体受到的力很大，是否加速度也很大？（3）合外力的方向是否与物体运动方向相同？（4）如果物体运动的速率相等，是否合外力为零？举例说明 10．一物体放置在与水平方向成θ角的斜面上，摩擦系数为μ，若不加一水平力F 将加速下滑，问F在多大围物体将保持静止在这个固定斜面上。如图一物体（质量为m）放置在光滑的与水平方向成θ角的斜面（质量为M，高为h）最上端，斜面与桌面间也无摩擦，则两物体各自的加速度为多少？当物体滑到斜面底端时各自的速度是多少？ 11．一质量为m的小球放置在半球形碗的上边缘，自由滑下，球半径为R，则滑至碗对小球支持力方向与竖直方向成= θ30度角时，支持力的大小。 12．质量为m的轮船在停靠码头时速度为v0，发动机停止工作，水对船的阻力正比于船速，比例系数为k，则轮船发动机停止后还能前进多长的距离？ 思 考 题 1.1 答：这个质点的速度j t i v )8.94(3-+=；加速度j a 8.9-=； j dt t i dt r d )8.94(3-+=。dt t ds 2)8.94(9-+=；它的速率2)8.94(9t v -+=。 1.2答：t 时刻的速度j t i t v 5cos 505sin 50+-=；速率v=50,；加速度 )5sin 5(cos 250j t i t a +-=；该质点作匀速圆周运动。 1.3（B ） 1.4（D ） 1.5（B ）、（D ） 1.6（C ） 1.7答：质量大的物体转动惯量不一定比质量小的转动惯量大。因为计算转动惯量的三个要素是总质量；质量分布；转轴的位置。所以仅以质量的大小不能说明转动惯量的大小。 1.8答：刚体的动量矩等于刚体对该轴的转动惯量与角速度的乘积。作前滚翻运动动作时应曲卷肢体使转动惯量变小,根据动量矩守恒定律,则能增加前滚翻的角速度。 1.9答：相对论中的高速和低速的区分是相对光速而言的，接近光速的速度为高速，远小于光速的速度为低速。在相对论中质量与速度的关系为2 0) (1c v m m -= ，0m 为静止质 量，m 是物体相对参照系以速度v 运动时的质量，c 为光速。高速列车的行驶速度远小于光速，由上式可计算出高速列车达到正常行驶速度时，其质量没有显著的变化。 习 题 1.1解:（1）速度表达式为：)1ln(bt dt dx v --== μ （2）t=0时， v=0. t=120s 时，3 1091.6?=v m/s (3)加速度表达式为：) 1(bt b dt dv a -== μ O 的水平轴在竖直平面 内自由转动，杆长 R的圆周运动，速率随时间的变化关系为 加速度大小为 126 (SI)2=t -t β，则质点的角速度ω = 。 6. 有一质量为m =0.5kg 的质点，在xy 平面内运动，其运动方程为222t t x +=，t y 3=（SI ），物体所受的合外力为F = 。 7. 刚体转动惯量的平行轴定理表明，在所有平行轴中以绕通过刚体 转轴的转动惯量为最小。 8．一物体质量为M ，置于光滑水平地板上，今用一水平力F 通过一质量为m 的绳拉动物体前进，则物体的加速度a ＝________________。 9．质量为M ，长度为l 的匀质细杆，绕一端并与细杆垂直的转轴的转动惯量为 。 14．当n a ≠0，t a =0时，质点做 运动。 15．长为l 的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。如果将细杆置于水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动的瞬间，细杆的角加速度为 。 10．1摩尔自由度为i 的理想气体分子组成的系统的内能为 。 11． 温度为127℃时理想气体氢气分子的最概然速率为 。 12． 将1kg 0℃的水加热到100℃，该过程的熵变为 。 13． 一卡诺热机的低温热源温度为27℃，高温热源的温度为127℃，则该热机的效率为_________。 二、选择题（单选题，共15题，任选10题，多选只以前10题记分。每题2分，共20分。将正确的答案填在括号内。） 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0v 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) 匀速直线运动 2．质点作曲线运动，切向加速度t a 的大小可表示为（ ）。 (A) d d t v (B) d d r t (C) d d s t (D) d d t v 得分大学物理(下)期末考试试卷
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