大学物理A卷

-1-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）（共3页）考试科目：大学物理（Ⅰ）考试日期：命题教师：题号一二三四五六七八九十总分评分阅卷人常用基本物理常量：真空中光速smc/1038；真空电容率mF/1085.8120；真空磁导率mH/10470；1eV=1.602×10-19J一、选择题（共11题，每题3分，共33分）将答案填在各题后面的[]中1.质点作半径为R的变速圆周时的加速度大小为〔v表示任一时刻质点的速率〕（A）dtdv（B）R2v（C）Rdtd2vv（D）21222Rdtdvv[]2.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大小为（A）vm（B）vm2（C）vm3（D）vm2[]3.对于一个物体系统来说，在下列的哪种情况下系统的机械能守恒?（A）合外力为0；（B）合外力不作功；（C）外力和非保守内力都不作功；（D）外力和保守内力都不作功。[]4.假设卫星环绕地球中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的（A）角动量守恒，动能也守恒；（B）角动量守恒，动能不守恒；（C）角动量不守恒，动能守恒;（D）角动量不守恒，动量也不守恒；（E）角动量守恒，动量也守恒。[]5.关于有介质时电场的高斯定理，下列说法中正确的是（A）高斯面内不包围自由电荷，则面上各点电位移矢量D为零；（B）高斯面上处处D为零，则面内必不存在自由电荷；（C）高斯面的D通量仅与面内自由电荷有关；（D）以上说法都不正确。[]6.一导体球外充满相对介电常量为r的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为E，则导体球面上的自由电荷面密度为（A）E0（B）Er0（C）Er（D）Er)(00[]7.一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、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↑[]8.两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I，都以dtdI的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内(如图)，则：（A）线圈中无感应电流；（B）线圈中感应电流为逆时针方向；（C）线圈中感应电流为顺时针方向；（D）线圈中感应电流方向不确定。[]ABCII-2-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9.在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？（1）一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速；（2）质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的；（3）在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的；（4）惯性系中的观察者观察一个相对于他作匀速运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些。（A）（1），（3），（4）（B）（1），（2），（4）（C）（1），（2），（3）（D）（2），（3），（4）[]10.边长为a的正方形薄板静止于惯性系K的Oxy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）26.0a（B）28.0a（C）2a（D）6.02a[]11.有两个长度相同，匝数相同，截面积不同的长直螺线管，通以相同大小的电流。现将小螺线管完全放入大螺线管里(两者轴线重合)，且使两者产生的磁场方向一致，则小螺线管内的磁能密度是原来的倍；若使两螺线管产生的磁场方向相反，则小螺线管中的磁能密度为(忽略边缘效应)。（A）2，2（B）2，0（C）1，1（D）4，0[]二、填空题（共10题，共32分）12.(本题3分)轮船在水上以相对于水的速度1v航行，水流速度为2v，一人相对于甲板以速度3v行走，如人相对于岸静止，则1v、2v和3v的关系为：。13.(本题3分)已知地球质量为M，半径为R，一质量为m的火箭从地面上升到距地面高度为2R处，在此过程中，地球引力对火箭作的功为。14.(本题4分)长为l，质量为M的匀质杆可绕通过杆一端O的水平光滑固定轴转动，转动惯量为231Ml，开始时杆竖直下垂，如图所示。有一质量为m的子弹以水平速度v射入杆的下端，并嵌在杆中，则子弹射入后瞬间杆的角速度=。15.(本题3分)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)。16.(本题3分)图示为三种不同的磁介质（顺磁质、抗磁质和铁磁质）的B~H关系曲线，其中虚线表示的是HB0的关系，说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线a代表的B~H关系曲线；b代表的B~H关系曲线；c代表的B~H关系曲线。17.(本题3分)在磁感强度为B的均匀磁场中，以速率v垂直切割磁感应线运动的一长度为L的金属杆，其电动势=，产生此电动势的非静电场力是。18.(本题3分)一自感线圈中，电流强度在0.002s内均匀地由10A增加到12A，此过程中线圈内自感电动势为400V，则线圈的自感系数为L=（亨）。19.(本题3分)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：④③②①0sVssLsLSdBdVqSdDSdtDjldHSdtBldE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，将你确定的方程式的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：20.(本题3分)质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的3倍时，其质量为静止质量的倍。21.(本题4分)观察者甲以0.6c的速度（c为真空中光速）相对于静止的观察者乙运动，若甲携带一质量为1kg的物体，则（1）甲测得此物体的总能量为J；（2）乙测得此物体的总能量为J。OlvmIIbacccabBHO-3-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三、计算题（共4题，共35分）22.(本题10分)质量分别为m和2m，半径分别为r和2r的两个均匀圆盘，同轴地粘在一起构成一整体，可以绕通过盘心且垂直盘面的水平光滑固定轴转动，对转轴的转动惯量为229mr，大、小圆盘边缘都绕有绳子，绳子下端都挂一质量为m的物体，如图所示。（1）画出各物体的受力分析图；（2）求盘的角加速度的大小。23.(本题10分)电荷q均匀分布在长为l的细杆上，求在杆外延长线上与杆端点距离为a的P点的电势（设无穷远处为电势零点）。24.(本题10分)将通有电流I的无限长导线折成如图形状，以O点为圆心的半圆环的半径为R，求：（1）ab、bc、cd各段电流在O点的磁感强度；（2）圆心O点的总磁感强度的大小及方向。25.(本题5分)已知子的静止能量为105MeV，平均寿命为s102.28，试求动能为70MeV的子的速度v是多少？平均寿命t是多少？mmm2mr2rPlaRIIabcdO-4-《大学物理（1）》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。每选择正确1题得3分，选错不得分，也不扣分）1.D2.C3.C4.A5.C6.B7.B8.C9.B10.A11.D二、填空题（共10题，共32分）12.0321vvv（3分）13)131(RRGMm或RGMm32（3分）14.)31(22mlMlmvl或lmMmv)31(（4分）15.I0（对环路a)（1分）0（对环路b)（1分）I02（对环路c)（1分）16.a代表铁磁质（1分）b代表顺磁质（1分）c代表抗磁质（1分）17.BLv（2分）洛伦兹力（1分）18.0.4H（3分）19.（1）变化的磁场一定伴随有电场：①（1分）（2）磁感线是无头无尾的：④（1分）（3）电荷总伴随有电场：③（1分）20.4（3分）21.(1)16109（2分）(2)1710125.1（2分）三、计算题（共4题，共35分）22.(本题10分)受力分析如图。（2分）22maTmg（1分）11mamgT（1分）21229)2(mrrTrT（2分）22ar（1分）1ar（1分）联立上述5个方程求解，得rg192（2分）23.(本题10分)建立如图坐标，细杆的电荷线密度lq，在x处取线元dx，带电量为dxlqdxdq（2分）在P点的电势)(4)(400xallqdxxaldqdU（4分）整个杆上的电荷在P点的电势alalqxallqdxdUUllln4)(4000（4分）24.(本题10分)（1）RIBab40（方向垂直向里）（2分）RIBbc40（方向垂直向里）（2分）0cdB（2分）（2）)11(40RIBBBBcdbcabo（2分）方向垂直向里（2分）25.(本题5分)相对论动能1)(11220202cvcmmcmcEk（1分）有32105701)(11202cmEcvk解得cv8.0（2分）平均寿命)(1067.3)(1820scvtt（2分）mmm2mr2r2T2T1T1T2a1amgmgPlaxxOdxRIIabcdO