昆明理工大学2014级大学物Ⅰ-试卷A及参考答案

第1页共6页学院专业班级姓名学号任课教师姓名课序号考试座位号密封线内不得答题昆明理工大学试卷（A）考试科目：大学物理Ⅰ考试日期：2015年6月24日命题教师：命题组题号选择题填空题计算题总分1234评分阅卷人物理基本常量：真空的磁导率：H/m10π470；真空的电容率F/m1085.8120；电子静止质量：kg1011.931em；1nm=10-9m；J10602.1eV119；基本电荷：C10602.119e；普朗克常数：sJ1063.634h摩尔气体常数R=8.31KJ/mol一、选择题（每题3分，共33分）答案请填在[]中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，ta表示切向加速度。下列表达式中，正确的是：[]（A）vtsd/d（B）vtrd/d（C）atvd/d（D）td/datv2、以下四种运动形式中，加速度a保持不变的运动是：[]（A）单摆的运动（B）匀速率圆周运动（C）抛体运动（D）行星的椭圆轨道运动3、如图所示，一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O旋转，初始状态为静止悬挂。现有一个小球自左方水平打击细杆。设小球与细杆之间为非弹性碰撞，则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统[]（A）只有机械能守恒（B）只有动量守恒（C）机械能、动量和角动量均守恒（D）只有对转轴O的角动量守恒4、已知地球的质量为m，太阳的质量为M，地心与日心的距离为R，引力常数O第2页共6页为G，则地球绕太阳作圆周运动时的轨道角动量为：[]（A）RGMm（B）RGMm（C）GMRm（D）RGMm25、边长为a的正方形薄板静止于惯性系K的xoy平面内，且两边分别与x、y轴平行，今有惯性系K以0.8c（c为真空中光速）的速度相对于K系沿x轴作匀速直线运动，则从K系测得薄板的面积为：[]（A）0.6a2（B）0.8a2（C）a2（D）a2/0.66、某核电站年发电量为100亿度，它等于361015J的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为：[]（A）12107kg（B）(1/12)107kg（C）0.8kg（D）0.4kg7、有一边长为a的正方形平面，在其中垂线上距中心0点2a处，有一电量为q的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为：[]（A）qπ64（B）0π4q（C）06q（D）0π3q8、在点电荷+q的电场中，若取图中P点处为电势零点，则M点的电势为：[]（A）aq0π8（B）aq0π8（C）aq0π4（D）aq0π49、电流由长直导线1沿切向经a点流入一个电阻均匀分布的圆环，再由点b沿切向从圆环经长直导线2流出。已知直导线上的电流强度为I，圆环的半径为R，且a、b和圆心O在同一直线上。设长直载流导线1、2和圆环在O点产生的磁感强度分别为1B、2B和aa+qPMII12Oabcd第3页共6页3B，则圆心处磁感强度的大小：[]（A）0B，因为0321BBB（B）0B，因为虽然03B，但021BB（C）0B，因为01B，02B，03B（D）0B，因为虽然01B，02B，但021BB，03B10、一空气平行板电容器充电后与电源断开，然后在两极板间充满某种各向同性均匀电介质，则电场强度的大小E、电容C、电压U和电场能量W四个量各自与充入介质前相比较，增大（↑）或减小（↓）的情形为：[]（A）E↓，C↑，U↓，W↓（B）E↑，C↑，U↑，W↑（C）E↓，C↑，U↑，W↓（D）E↑，C↓，U↓，W↑11、在自感系数mH05.0L的线圈中，流过A8.0I的电流。在切断电路后经过μs100t的时间，电流强度近似变为零，回路中自感电动势为：[]（A）0.8V（B）0.4V（C）0.2V（D）0.3V二、填空题（共32分）1、质点沿半径为R的圆周运动，运动方程为)SI(322t，则t时刻质点的法向加速度大小为na=（m/s2）。2、在x轴上作变加速直线运动的质点，已知其初速度为0v，加速度2Cta（C为常量），则其速度与时间的关系为v________________________（m/s）。3、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M，半径为R，对轴的转动惯量为221MR，当圆盘以角速度ω0转动时，有一质量为m的子弹沿盘的直径方向射入并嵌入在盘的边缘上。子弹射入后，圆盘的角速度ω=。4、已知惯性系S相对于惯性系S以0.5c的匀速度沿x轴的负方向运动，若从S系的坐第4页共6页标原点O沿x轴正方向发出一束光波，则按爱因斯坦的相对论，在S系中的观察者测得此光波的波速为。5、设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K倍，则其运动速度的大小（请用真空中的光速c表示）为。6、在点电荷q和q的静电场中，作出如图所示的三个闭合面1S、2S、3S，则通过这些闭合面的电场强度通量SsdE分别是：1Φ＝________，2Φ＝________，3Φ＝________。7、自感系数H2.0L的螺线管中通以A4I的电流时，螺线管存储的磁场能量为W=__________________________________________________（J）。8、两根长直导线通有电流I，图示有三种环路：在每种情况下，ldB各等于：（对环路a)；（对环路b)；（对环路c)。9、圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B的方向垂直盘面向上。当磁场随时间均匀减少时，从下往上看感应电动势的方向为________________________，感生电场的方向为_________________________。（填“顺时针”或“逆时针”）。10、圆形平行板电容器，从0q开始充电，充电过程中，极板间某点P处电场强度E的方向为，磁场强度H的方向为。三、计算题（共35分）1、（10分）如图所示，设两重物的质量分别为m1和m2，且m1m2，定滑轮的半径为r，对转轴的转动惯量为J，轻绳与滑轮间无滑动，滑轮轴上摩擦不计。设开始时系统静止，试求（1）滑轮的角加速度，（2）重物的加速度a，（3）t时刻滑轮的角速度ω。IIbaccBOiP学院专业班级姓名学号任课教师姓名课序号考试座位号密封线内不得答题S1S2S3+q-q第5页共6页2、（10分）一电容器由两个同轴圆筒组成，内筒半径为a，外筒半径为b，筒长都是L，内、外筒分别带有等量异号电荷+Q和-Q，设b-aa，Lb，可以忽略边缘效应，求：（1）半径r处（arb）的电场强度的大小E；（2）两极板间电势差的大小U；（3）圆柱形电容器的电容C；（4）电容器贮存的电场能量W。学院专业班级姓名学号任课教师姓名课序号考试座位号密封线内不得答题m1m2rLab第6页共6页3、（10分）如图所示，一长直导线载有交流电流IIt0sin，旁边有一矩形线圈ABCD，长为l，宽为ba，线圈和导线在同一平面内，长边与导线平行，试求：（1）穿过回路ABCD的磁通量Φ；（2）回路ABCD中的感应电动势iε。4、（5分）设快速运动的π介子的能量约为E=3000MeV，而这种介子在静止时的能量为E0=100MeV，若这种介子的固有寿命是60102s，求它在实验室中可以运动的距离。ABDCablIr2014级大学物理（Ⅰ）（A卷）参考答案及评分标准一、选择题：（共11题，每题3分，共33分）1、（A）；2、（C）；3、（D）；4、（C）；5、（A）；6、（D）；7、（C）；8、（A）；9、（D）；10、（A）；11、（B）二、填空题（共10题，共32分）1、16Rt2（3分）2、v0+Ct3/3（3分）3、Mω0/（M+2m）（3分）4、c（3分）5、KKc12（3分）6、q/ε0，0，-q/ε0（各1分，共3分）7、1.6（J）（3分）8、μ0I，0，2μ0I（各1分，共3分）9、顺时针，顺时针（各2分，共4分）10、向下，向里（各2分，共4分）三、计算题（共35分）1、解（共10分）：raJrTrTamgmTamTgm21222111解得：22121)()(rmmJgrmm（1分）221221)()(rmmJgrmmra（1分）22121)()(rmmJgrtmmt（1分）2、解（共10分）：在arb，作同轴圆柱面为高斯面，有)(10内qsdEs（2分）得：rLQE0π2（1分）内外导体柱面之间的电势差：02πbbaaQdrUEdlLr（2分）0ln2πQbULa（1分）根据电容的定义：02πlnLQCbUa（2分）（2分）（2分）（2分）（1分）m1m2rT1T2第2页共2页电容存储的电场能量：220ln24πbQQaWCL（2分）3、解（共10分）：长直载流直导线周围的磁感强度为：rIBπ20（2分）t时刻通过如图所示面积元的磁通量为：ldrrIBldrdΦπ20m（1分）通过线框的磁通量为：badΦΦmm（2分）)ln(π2π200ablIldrrIba（1分）线框中的感应电动势为：dtdΦmi（2分）（无负号不扣分）dtdIab)ln(π20l（1分）)cos()ln(π200tablI（1分）4．解（共5分）：由：02202)/(1EccmmcEv（2分）有：300EE18sm10996.2v（1分）介子运动时的寿命：0030（1分）介子运动时的距离：m10798.13040vvs（1分）昆明理工大学理学院物理系2015年6月5日bIadrrl