1、1郑 州 轻 工 业 学 院 20102011 学 年 度第 二 学 期 大 学 物 理 A（ 70 学 时 ） 试 卷 A选择题号 1 2 3 4 5 6得分 评卷人答案一选择题（每题3分，共18分）（请把答案填在上方题卡）1.一质点在平面上运动, 已知质点位置矢量的表示式为 , jtir23则该质点作 (A) 匀速直线运动 (B) 匀变速直线运动(C) 抛物曲线运动 (D) 一般曲线运动2下列说法哪种正确 (A)如果物体的动能不变，则动量也一定不变(B)如果物体的动能变化，则动量不一定变化(C)如果物体的动量变化，则动能也一定变化(D)如果物体的动量不变，则动能也一定不变3. 关于力矩有以
2、下几种说法:（1）内力矩不会改变刚体对某个轴的角动量; （2）作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零; （3）质量相等, 形状和大小不同的两个刚体, 在相同力矩的作用下, 他们的角加速度一定相等; 在上述说法中(A) 只有（2）是正确的; (B)（1） 、 （2）是正确的; (C)（2） 、 （3）是正确的; (D)（1） 、 （2） 、 （3）都是正确的. 4. 真空中带电的导体球面和带电的导体球体, 若它们的半径和所带的电荷量都相等, 则球面的静电能 W1与球体的静电能 W2之间的关系为 (A) W1 W2 (B) W1 W2 (C) W1 W2 (D) 不能确定题号 一 二 三 四总分
3、得分25. 空气平行板电容器接通电源后, 将电容率为 ，厚度与极板间距相等的介质板插入电容器的两极板之间，如图所示则插入前后, 电容 C、场强 和极板上的电荷面密度 的变化情况为 E(A) C 增大, 不变, 增大(B) C 不变, 不变, 不变(C) C 不变, 增大, 不变(D) C 增大, 增大, 增大6. 麦克斯韦位移电流假说的中心思想是 (A) 变化磁场将激发涡旋电场 (B) 变化电场将激发涡旋磁场(C) 位移电流不产生焦耳热 (D) 全电流是连续的得分 评卷人二填空题（每题分，共0分）1.已知一个在 xOy 平面内运动的物体的速度为 已知 t = 0jti42v时它通过(3, -4
4、)位置则该物体任意时刻的位置矢量为 2.一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道 A 点处速度 的大小为 ，v其方向与水平方向夹角成 45则物体在 A 点的切向加速度的大小 a，轨道的曲率半径 3. 一质点受力 (SI)作用, 沿 x 轴正方向运动. 在从 x = 0 到 x ixF23= 3m 的过程中, 力 F 做功为 4一水平的匀质圆盘，可绕通过盘心的竖直光滑固定轴自由转动圆盘质量为 ，半径为 R，对轴的转动惯量 当圆盘以角速度0m201RmJ转动时，有一质量为 m 的子弹沿盘的直径方向射入圆盘，且嵌在盘的边缘上，子弹射入后，圆盘的角速度 图 6-1-4335. 一质量为 m 的质点在指向
5、圆心的力 的作用下，作半径为 r 的2rkF圆周运动，此质点的动能 若取距圆心无穷远处为势kE能零点，它的势能 = P6. 一有缺口的细圆环均匀带电,电荷线密度为 , 圆环半径为 R, 缺口长度为 l, 且 lR. 则圆环中心的电场强度为 7. 设真空中有一无限长载流圆柱形导体，圆柱半径为 R，圆柱截面积上均匀地通有电流 I 沿轴线流动，则圆柱形外部空间的磁场为 。8. 一半径为 R 的圆线圈由 N 匝相互绝缘的细导线密绕而成，当导线中通有 I 的电流时，该圆线圈的磁矩大小为 ；如果把它放到磁感应强度为 B 的均匀磁场中，它所受到的最大磁力矩大小为 maxM9.一作简谐振动的质点,其谐振动方程
6、为 (SI)。)23cos(1052tx它从计时开始到第一次通过负最大位移所用的时间为 10. 两个同方向、同频率、等振幅的谐振动合成, 如果其合成振动的振幅仍不变, 则此二分振动的相位差为 。得分 评卷人三计算题（共 52 分）得分 评卷人1 一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为 (SI)，tF3105子弹从枪口射出的速率为 300 假设子弹离开枪口时合力刚好为零，1sm求：(1) 子弹走完枪筒全长所用的时间 t ；4R1R1222222R3(2) 子弹在枪筒中所受的冲量 I ；(3) 子弹的质量 m （10 分）得分 评卷人2. 质量为 m，长为 l 的均匀细棒，可绕垂直于棒的一端的水平
7、轴转动.如将此棒放在水平位置，然后任其落下，求：(1) 当棒转过 时的角加速度和角速度；(2) 下落到竖直位置时的动能；(3) 下落到竖直位置时的角速度. （10 分）得分 评卷人3.一外半径为 ，内半径为 的金属球壳。在球壳中放一3R2半径为 的金属球，球壳和球均带有电量 的正电荷。求：1 Q（1）球和球壳的电荷分布。（2）球和球壳的电势分布。（3）将球壳外接地，回答（1）（2）。（12 分）5得分 评卷人4.半径为 R 的无限长半圆柱面导体的轴线上放置一根无限长直导线，通过半圆柱面和直导线的电流均为，流向相反，且半圆柱面上电流均匀分布，求;（1）半圆柱面轴线上的磁感强度。（2）长直导线单位
8、长度所受力的大小。 （10 分）得分 评卷人5. 一均匀磁场 局限在半径为 R 的圆B6柱形空间里，其磁场方向与圆柱形轴线平行，大小为 ，其中 k 为tB常量；一长度为 2R 的直导体细棒如图所示的方式放置，其中一半 ab 段在圆柱体的横截面内，另一半 bc 在圆柱体外求这段导体两端的电动势和方向 （10 分）1011（）大学物理（70学时） （A）答案一选择题(B).(D)(B) 4（C）5(A)6(B)二填空题（每题分，共0分）1 . ； 2. ， ； 3. 27 Jjtit)2()3(2g2v4. 5. ， ；6 . ，方m0rk 20204RlqEO向从 点指向缺口；7 O8 . ，
9、; 9. 1.5 s ； 10. 2RNI2IB3三计算题（每题10分，共40分）1. 解：(1) 由题意，子弹离开枪口时所受合力为零，即，03150tF子弹在枪筒中运动的时间 s03.153t(2) 根据冲量定义，子弹在枪筒中所受合力的冲量为 sN75.dd03. 50 ttFIt(3) 以子弹为研究对象，根据动量定理 ，式中0vmI10sm3,v所以 75.RI07g5.2k105.2kg307.3m2. 解 (1) 棒绕端点的转动惯量 由转动定律M J可得棒在 2Jl位置时的角加速度为 3cos2gJl由于 ，根据初始条件对式(1)积分，有dt00d则角速度为 lgsin3(2) 根据机
10、械能守恒，棒下落至竖直位置时的动能为 mlEk21(3) 由于该动能也就是转动动能，即 ，所以，棒落至竖直位2J置时的角速度为 lgJEk33. 解：方法一： （） 由分析可知，球A 的外表面带电Q ，球壳B 内表面带电Q，外表面带电 2Q（2）由电势的叠加，球A 和球壳 B 的电势分别为 30201044RRVA304QB8（3）球A 的外表面带电Q，球壳B 内表面带电Q ，外表面带电0，20104RVBV方法二：（） 由分析可知，球A 的外表面带电Q ，球壳 B 内表面带电Q，外表面带电2Q（2）根据静电平衡时电荷的分布，可知电场分布呈球对称取同心球面为高斯面，由高斯定理 ，根据不同半径的
11、高斯面内的0/qdSE电荷分布，解得各区域内的电场分布为r R 时， 0)(1rR rR 2 时， 2024rQER2rR 3 时 )(rR 3 时， 2034r由电场强度与电势的积分关系，可得各相应区域内的电势分布 30201032 4412 RQRQdlElVRRA BV30303lR（3）球A 的外表面带电Q，球壳B 内表面带电Q ，外表面带电0，20104RVB94. 解 （1）由于长直细线中的电流 ，它在轴线上一d/IlR点激发的磁感强度的大小为 0d2BI其方向在 Oxy 平面内，且与由 l 引向点 O 的半径垂直，如图所示由对称性可知，半圆柱面上细电流在轴线 OO上产生的磁感强度
12、叠加后，得 0cosdBy0020sinin2x IIBR则轴线上总的磁感强度大小 02xIBB 的方向指向 Ox 轴负向(2) LRIILF202F/L= 205. 解：方法一：设圆柱内外的感应电场分别为 和 ，由法拉第电磁1iE2i感应定律得：在 区域：Rr krtBrtrEli 2211i d2d所以 kr21i解图 8-3-3abcRO1i2ih10其中负号表示 方向与 增加方向成左手螺旋，即为逆时针方向1iEtBd在 区域：Rr kRtBtrl 222i2i drkR2i1方向为逆时针方向2iEac 电动势为 cbbaca lEllEdd2i1ik)(21dcosos22i1i bccbbackRhlrklrhcb由图可知 3)(2263arctnarctarctn23arct hbc所以 222134kRkRac 表明 0ac)(,方法二： 2213SdtBt)(d2221343kRkRac 8方向：有楞次定律可得： )(,ca
