大学基础物理2(第二学期)自测题1

《大学基础物理》自测题一一、填空题1、已知一质点的运动方程,sincosjtaitar则质点的轨道方程式为。2、一物体受到力i)t35(F（SI）的作用，作用的时间为10s，则该物体受到的冲量大小为。3、如图2-1所示，O为水平光滑固定转轴，平衡时杆铅直下垂，一子弹水平地射入杆中，则在此过程中，子弹和杠组成的系统对转轴O的守恒。（填动量、角动量）4、A、B、C三点同在一条直的电场线上，如图2-2所示。已知各点电势大小的关系为VAVBVC，若在B点放一负电荷，则该电荷在电场力作用下将向_____点运动。5、一半径为R的圆细环上均匀地分布电荷Q，则环心处的电场强度的大小为。6、对于各向同性的均匀电介质，其相对电容率为r，则D与E之间的关系式为。7、点电荷+q和-q的静电场中，作出如图2-3的二个球形闭合面S1和S2、通过S1的电场通量φ1=，通过S2的电场通量φ2=。s1s2-q+q图2-3图2-1图2-28、在电场中某点放入实验电荷q，测得电场力为F，则该点的场强为F/q，若放入另一点电荷-q，则该点的场强为。二、选择题1、质点的运动方程为)()28()63(22SIjttittr，则t=0时，质点的速度大小是（A）5m.s-1（B）10m.s-1(C)15m.s-1(D)20m.s-12、一质点在半径为0.1m的圆周上运动，其角位置为3t42(SI)。当切向加速度和法向加速度大小相等时，θ为(A)2rad(B)2/3rad(C)8rad(D)8/3rad3、有些矢量是对于一定点（或轴）而确定的，有些矢量是与定点（或轴）的选择无关的。在下述物理量中，与参考点（或轴）的选择无关的是（A）力矩（B）动量（C）角动量（D）转动惯量4、如图所示，闭合面S内有一点电荷q1，P为S面上的一点，在S面外A点有一点电荷q2，若将q2移动到S面外另一点B处，则下述正确的是（A）S面的电通量改变，P点的场强不变；（B）S面的电通量不变，P点的场强改变；（C）S面的电通量和P点的场强都不改变；（D）S面的电通量和P点的场强都改变。5、在真空中，有两块无限大均匀带电的平行板，电荷面密度分别为+σ和-σ的，则两板之间场强的大小为（A）0E（B）02E（C）02E（D）Ｅ=06、关于静电场的高斯定理有下面几种说法，其中正确的是（A）如果高斯面上电场强度处处为零，则高斯面内必无电荷；（B）如果高斯面内有净电荷，则穿过高斯面的电场强度通量必不为零；（C）高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生；（D）如果穿过高斯面的电通量为零，则高斯面上电场强度处处为零。7、静电场的环路定理说明静电场的性质是（A）电场线不是闭合曲线；（B）电场力不是保守力；ABr图4-1（C）静电场是有源场；（D）静电场是保守场。三、判断题1、瞬时速率为路程对时间的一阶导数。2、对于一般的曲线运动，加速度一定指向曲线凹的一侧。3、当刚体所受合外力为零时，则刚体的角动量不一定守恒。4、高斯定理表明静电场是保守场。四、计算题1、一人从h米深的井中提水，起始桶中装有m千克的水，由于水桶漏水，每升高1.0米要漏去α千克的水。水桶被匀速地从井中提到井口，求人所作的功。2、如图4-1所示，质量为m1的实心圆柱体A，其半径为r，可以绕其固定水平轴转动，阻力忽略不计，一条轻的柔绳绕在圆柱体上，其另一端系一个质量为m2=m1/2的物体B，已知定滑轮的转动惯量为J＝2121rm。试求物体B下落的加速度。3、一质量为m1、半径为R的转台，以角速度ω1转动，转轴的摩擦力略去不计，如图4-2所示，（1）有一质量为m2的蜘蛛垂直在落在转台的边缘上，此时，转台的角速度ω2为多少？（2）若蜘蛛随后慢慢地爬向转台中心，当它离转台中心的距离为r时，转台的角速度ω3为多少？（设蜘蛛下落前距离转台很近）图4-2R4、如图4-3所示，无限长的同轴金属圆筒构成柱形电容器，内筒与外筒半径分别为R1与R2，两圆筒间充以电容率为ε的电介质。求沿轴向单位长度的电容。R1R2ε图4-3《大学基础物理》自测题二一、选择题：1、质点的运动方程为：)()28()63(22SIjttittr，则t=0时，质点的速度大小是(A)5m.s-1(B)10m.s-1(C)15m.s-1(D)20m.s-12、一质点在半径为0.1m的圆周上运动，其角位置为3t42(SI)。当切向加速度和法向加速度大小相等时，θ为(A)2rad(B)2/3rad(C)8rad(D)8/3rad3、有些矢量是对于一定点（或轴）而确定的，有些矢量是与定点（或轴）的选择无关的。在下述物理量中，与参考点（或轴）的选择无关的是(A)力矩(B)动量(C)角动量(D)转动惯量4、如图所示，闭合面S内有一点电荷q1，P为S面上的一点，在S面外A点有一点电荷q2，若将q2移动到S面外另一点B处，则下述正确的是(A)S面的电通量改变，P点的场强不变；(B)S面的电通量不变，P点的场强改变；(C)S面的电通量和P点的场强都不改变；(D)S面的电通量和P点的场强都改变。5、在真空中，有两块无限大均匀带电的平行板，电荷面密度分别为+σ和-σ的，则两板之间场强的大小为(A)0E(B)02E(C)02E(D)Ｅ=06、关于静电场的高斯定理有下面几种说法，其中正确的是(A)如果高斯面上电场强度处处为零，则高斯面内必无电荷；(B)如果高斯面内有净电荷，则穿过高斯面的电场强度通量必不为零；(C)高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生；(D)如果穿过高斯面的电通量为零，则高斯面上电场强度处处为零。7、静电场的环路定理说明静电场的性质是(A)电场线不是闭合曲线；(B)电场力不是保守力；(C)静电场是有源场；(D)静电场是保守场。8、均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S，则通过S面的磁通量的大小为(A)Br22(B)Br2(C)0(D)无法确定二、填空题：（共20分，每题2分）1、一质量为1kg的质点在力F=12t+4（SI）的作用下，沿x轴作直线运动，在t=0时，质点位于x=5m处，其速度为vo=6m.s-1,则质点在任意时刻的速度为，任意时刻的位置为。2、如图，一均匀细杆AB，长为L，质量为m，A端挂在一光滑的固定水平轴上，它可以在竖直平面内自由摆动，杆从水平位置由静止开始下摆，当下摆到θ角时，杆的角速度为，B端的速度大小为。3、如图所示，在一个接地的半径为R的金属球壳旁放一电量为q的点电荷，q与球心的距离为L，则球壳上的感应电量为。4、在电场中某点P放入实验电荷q0，测得电场力为F，则该点的场强为F/q0，若放入另一点电荷-q0，则该点的场强为_______。5、一半径为R的圆细环上均匀地分布电荷Q，则环心处的电场强度的大小为，环心处的电势为（选无穷远处的电势为零）。6、地球表面附近的电场强度约为100N/C，方向垂直地面向下，假设地球上的电荷都均匀分布在地表面上，则地球表面的电荷面密度为。（真空介电常数为8.85×10-12C2.N-1.m-2）。7、在一半径为R1的长直导线外套有氯丁橡胶绝缘护套，护套外半径为R2，相对电容率为εr,设沿轴线单位长度上导线的电荷密度为λ，则介质层内的电位移矢量为；介质层内电场强度为。8、载流导线弯曲成如图所示的形状，则载流导线在圆心o处的磁感强度的大小为，方向为。9、在真空中，若一均匀电场中的电场能量密度与均匀磁场中的磁场能量密度相等，则该电场的电场强度E与该磁场的磁感应强度B的关系为。10、在电场中放入电介质后，电介质中电场强度的分布既和电荷，又和电荷有关。三、判断题1、圆周运动中的合加速度的方向一定指向圆心。2、不受外力的系统，它的动量和机械能均守恒。3、转动惯量的大小仅与转轴的位置有关。4、磁场高斯定理表明磁场是涡旋场。5、通有同向电流的导线彼此相吸引。6、两回路的互感系数一定相等。四、计算题（共6题，选做其中5题，共50分，每小题10分）1、电荷均匀分布在半径为R的无限长圆柱面上（如图），其电荷线密度为，求圆柱面内、外的电场强度。2、如图所示，球形电容器的内、外半径分别为R1和R2，所带电荷为±Q。若在两球间充以电容率为ε的电介质。试求此电容器的电容C。3、如图所示，金属棒MN以匀速率v，平行于一长直导线移动，此导线通有电流I。求此棒中的感应电动势，并判断棒的哪一端电势较高。4、一个平面圆形载流线圈，半经为R，通有电流I，把它放在一均匀磁场B中，使线圈平面与磁场平行，求载流线圈所受到的磁力矩M。R1R2ONvMIba《大学基础物理》自测题二答案一、选择题：1、B；2、D；3、B；4、C；5、A；6、B；7、D；8、B二、填空题：1、)646(2ttvm/s,mtttx)5622(23；2、lgsin3,sin3gl3、qLR；4、F/q0；5、0,RQo4；6、2101085.8mC；7、rerD2，rrerE02；8、)11(4210RRI，垂直纸面向外；9、00BE10、自由、极化；三、判断题1、F2、F3、F4、T5、T6、T四、计算题1、解：作与带电圆柱同轴的圆柱形高斯面,高为l,半径为r由高斯定理:(5分)L（1）当rR时，（3分）（2）当rR时，实得分数实得分数上、下底面侧面SdESdESdEsrlE202qrlElqrE020q（2分）2、解：（1）如图所示，设内球壳带正电，外球壳带负电，球壳均匀带电，球壳间电场亦是对称分布的。由高斯定理可求得两壳间一点的电场强度为由电势差的定义得两球间的电势差为由电容定义式可求得球形电容器的电容3、解：建立如图坐标，无限长载流导线的磁场分布具有对称性，根据安培环路定理可确定导体元处的磁感强度为：根据动生电动势公式得杆中的感应电动势为式中负号表示电动势的方向由N指向M，M点电势较高。（1分）4、解：均匀磁场对平面圆形载流线圈作用，其力矩为BPMm由于线圈平面与磁场平行，有BPMm(5分)其中2RIISPm则载流线圈所受到的磁力矩为)4(20分xIBLxdBv)()5(ln220分abaIvdxxIvbaaoNvMIbadxOxR1R2O)4(42分rerQE)3()(41221分RRRRUQC)3()11(442121分RRQrdrQldEURRl0EyFPOyIBRM2(5分)《大学基础物理》自测题一答案：一、填空题1、222axy；2、200N.s；3、角动量；4、A；5、0；6、EDr0；7、0q，0；8、F/q二、选择题1、B；2、D；3、B；4、C；5、A；6、B；7、D；三、判断题1、T2、T3、F4、F四、计算题1、解：水桶在匀速上提过程中，拉力与水桶重力平衡，在图示所取坐标下有：gymgPF（4分）由功的定义得人对水桶的拉力的功为：)6(21)(200分ghmghdygymgydFWhh2、解：该系统的运动包含圆柱体的转动和悬挂物的下落运动（平动），分别作两物体的受力分析。（1分）对实心圆柱体，由转动定律得对悬挂物，由牛顿第二定律有)2()1(2121分rmJrFT)2()2(222分amFgmFpTT其中TTFF，由角量与线量之间关系得解上述方程得圆柱体转动的角加速度3、解：（1）因转台和蜘蛛组成的系统角动量守恒：22111)(JJJ（5分）（2）因蜘蛛爬行过程中，系统角动量守恒：（5分）4、解：如图4-2所示，设内外两圆筒轴向单位长度上的电荷分别为+λ和-λ，由于电荷分布是均匀对称的，所以电介质中的电场也是柱对称的，电场强度的方向沿柱面的径矢方向。由高斯定理可求得两柱面间一点的电场强度为由电势差的定义得两圆