工科大学物理期末试卷

2007—2008学年第2学期考试统一用答题册(A卷)题号一二三(1)三(2)三(3)三(4)三(5)总分成绩阅卷人签字校对人签字考试课程工科大学物理(I)班级学号姓名成绩2008年6月27日1注：试题共6页，满分100分一、选择题（将正确答案的字母填在空格内，每小题3分，共30分）1.质量为m的质点，以不变速率v沿图中正三角形ABC的水平光滑轨道运动．质点越过A角时，轨道作用于质点的冲量的大小为(A)mv(B)mv(C)mv(D)2mv［］2.质量为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动．已知地球质量为M，万有引力恒量为G，则当它从距地球中心R1处下降到R2处时，飞船增加的动能应等于(A)2121RRRRGMm(B)222121RRRRGMm(C)2RGMm(D)22RGMm［］3.图示为一具有球对称性分布的静电场的E～r关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．(A)半径为R的均匀带电球面．(B)半径为R的均匀带电球体．(C)半径为R的、电荷体密度为＝Ar(A为常数)的非均匀带电球体．(D)半径为R的、电荷体密度为＝A/r(A为常数)的非均匀带电球体．[］4.如图所示，直线MN长为2l，弧OCD是以N点为中心，l为半径的半圆弧，N点有正电荷＋q，M点有负电荷-q．今将一试验电荷＋q0从O点出发沿路径OCDP移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功(A)A＜0,且为有限常量．(B)A＞0,且为有限常量．(C)A＝∞．(D)A＝0．［］5.关于稳恒电流磁场的磁场强度H，下列几种说法中哪个是正确的？(A)H仅与传导电流有关．(B)若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H必为零．(C)以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H通量均相等．(D)若闭合曲线上各点H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零．［］ACBORrEE∝1/r2NDPC+qM-qO2326.三条无限长直导线等距地并排安放，导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1A，2A，3A同方向的电流．由于磁相互作用的结果，导线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ单位长度上分别受力F1、F2和F3，如图所示．则F1与F2的比值是：(A)7/16(B)5/8(C)7/8(D)5/4［］7.如图所示，一矩形金属线框，以速度v从无场空间进入一均匀磁场中，然后又从磁场中出来，到无场空间中．不计线圈的自感，下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系？(从线圈刚进入磁场时刻开始计时，I以顺时针方向为正)[]8.两个通有电流的平面圆线圈相距不远，如果要使其互感系数近似为零，则应调整线圈的取向使(A)两线圈平面都平行于两圆心连线．(B)两线圈平面都垂直于两圆心连线．(C)一个线圈平面平行于两圆心连线，另一个线圈平面垂直于两圆心连线．(D)两线圈中电流方向相反．［］9.两根很长的平行直导线，其间距离为a，与电源组成闭合回路，如图．已知导线上的电流为I，在保持I不变的情况下，若将导线间的距离增大，则空间的(A)总磁能将增大．(B)总磁能将减少．(C)总磁能将保持不变．(D)总磁能的变化不能确定．［］10.在圆柱形空间内有一磁感强度为B的均匀磁场，如图所示，B的大小以速率dB/dt变化．有一长度为l0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1(ab)和2(a＇b＇)，则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为(A)2＝1≠0(B)21(C)21(D)2＝1＝0［］F1F2F31A2A3AⅠⅡⅢvBIIOOtt(A)(D)IOt(C)Ot(B)IIIaa'Obb'l0B3二、填空题（将最简结果填在空格内；每题3分，共30分）1.一质点作半径为0.1m的圆周运动，其角位置的运动学方程为：2214πt(SI)则其切向加速度为ta=_________________．2.一圆锥摆摆长为l、摆锤质量为m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角，则(1)摆线的张力T＝_____________________；(2)摆锤的速率v＝_____________________．3.哈雷慧星绕太阳的轨道是以太阳为一个焦点的椭圆．它离太阳最近的距离是r1＝8.75×1010m，此时它的速率是v1＝5.46×104m/s．它离太阳最远时的速率是v2＝9.08×102m/s，这时它离太阳的距离是r2＝__________________．4.如图所示，一斜面倾角为，用与斜面成角的恒力F将一质量为m的物体沿斜面拉升了高度h，物体与斜面间的摩擦系数为．摩擦力在此过程中所作的功Wf＝________________________．5.一个质量为m的质点，沿x轴作直线运动，受到的作用力为itFFcos0(SI)，t=0时刻，质点的位置坐标为0x，初速度00v．则质点的位置坐标和时间的关系式是x=______________________________________6.在一以匀速v行驶、质量为M的(不含船上抛出的质量)船上，分别向前和向后同时水平抛出两个质量相等(均为m)物体，抛出时两物体相对于船的速率相同(均为u)，船前进的速度变为v．试写出该过程中船与物这个系统动量守恒定律的表达式(以地为参考系)____________________________________________________________________________．7.一质量为m，电荷为q的粒子在场强为E的匀强电场中运动．已知其初速度0v与E方向不同，若重力忽略不计，则该粒子的运动轨迹曲线是一条____________线．8.反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为VSVSDdd，①0dSSB，③SLStBlEdd，②SLStDJlHd)(d．④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处．(1)变化的磁场一定伴随有电场；__________________(2)磁感线是无头无尾的；________________________(3)电荷总伴随有电场．__________________________lmF49.有一速度为u的宇宙飞船沿x轴正方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为____________；处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为____________．子是一种基本粒子，在相对于子静止的坐标系中测得其寿命为0＝2×10-6s．如果子相对于地球的速度为v0.988c(c为真空中光速)，则在地球坐标系中测出的子的寿命＝____________________．三、计算题（共40分）1.(本题10分)物体A和B叠放在水平桌面上，由跨过定滑轮的轻质细绳相互连接，如图所示．今用大小为F的水平力拉A．设A、B和滑轮的质量都为m，滑轮的半径为R，对轴的转动惯量J＝221mR．AB之间、A与桌面之间、滑轮与其轴之间的摩擦都可以忽略不计，绳与滑轮之间无相对的滑动且绳不可伸长．已知F＝10N，m＝8.0kg，R＝0.050m．求：(1)滑轮的角加速度；(2)物体A与滑轮之间的绳中的张力；(3)物体B与滑轮之间的绳中的张力．BAFR52.(本题5分)如图所示，传送带以3m/s的速率水平向右运动，砂子从高h=0.8m处落到传送带上,即随之一起运动.求传送带给砂子的作用力的方向．（g取10m/s2）3.(本题10分)“无限长”均匀带电的半圆柱面，半径为R，设半圆柱面沿轴线OO'单位长度上的电荷为，试求轴线上一点的电场强度．hORO'64.(本题10分)横截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为R1和R2，芯子材料的磁导率为，导线总匝数为N，绕得很密，若线圈通电流I，求．(1)芯子中的B值和芯子截面的磁通量．(2)在rR1和rR2处的B值．5.(本题5分)一电子以v0.99c(c为真空中光速)的速率运动．试求：(1)电子的总能量是多少？(2)电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量me=9.11×10-31kg)R1R2Nb