2015年春季学期大学物理期末练习题5

1Ox-aay++2010年春季学期期末练习题5一、选择题（共30分）：1、在如图所示系统中（滑轮质量不计，轴光滑），外力F通过不可伸长的绳子和一劲度系数k＝200N/m的轻弹簧缓慢地拉地面上的物体．物体的质量M＝2kg，初始时弹簧为自然长度，在把绳子拉下20cm的过程中，所做的功为（重力加速度g取10m/s2）(A)1J．(B)2J．(C)3J．(D)4J．(E)20J．［］2、质点的质量为m，置于光滑球面的顶点A处(球面固定不动)，如图所示．当它由静止开始下滑到球面上B点时，它的加速度的大小为(A))cos1(2ga．(B)singa．(C)ga．(D)2222sin)cos1(4gga．［］3、两个质量为m1和m2的小球，在一直线上作完全弹性碰撞，碰撞前两小球的速度分别为v1和v2（同向），在碰撞过程中两球的最大形变能是(A)22121)(21vvmm．(B))(21222121vvmm．(C))(2)(2122121mmmmvv．(D))(2212121mmmmvv．［］4、电荷面密度均为＋的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图放置，其周围空间各点电场强度E随位置坐标x变化的关系曲线为：(设场强方向向右为正、向左为负)［］5、一平行板电容器，板间距离为d，两板间电势差为U12,一个质量为m、电荷为－e的电子，从负极板由静止开始飞向正极板．它飞行的时间是：(A)122eUmd．(B)122eUmd．M20cmFABOE-a+a02/x(A)0/OE-a+ax(B)-0/0/OE-a+ax(D)0/OE-a+ax(C)0/2(C)122eUmd(D)meUd212［］6、有两个大小不相同的金属球，大球直径是小球的两倍，大球带电，小球不带电，两者相距很远．今用细长导线将两者相连，在忽略导线的影响下，大球与小球的带电之比为：(A)2．(B)1．(C)1/2．(D)0．［］7、如图所示，M、N为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使ab向右平移时，cd(A)不动．(B)转动．(C)向左移动．(D)向右移动．［］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、如图所示．一电荷为q的点电荷，以匀角速度作圆周运动，圆周的半径为R．设t=0时q所在点的坐标为x0=R，y0=0，以i、j分别表示x轴和y轴上的单位矢量，则圆心处O点的位移电流密度为：(A)itRqsin42(B)jtRqcos42(C)kRq24(D))cos(sin42jtitRq［］10、有下列几种说法：(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的．(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关．(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同．若问其中哪些说法是正确的,答案是(A)只有(1)、(2)是正确的．(B)只有(1)、(3)是正确的．(C)只有(2)、(3)是正确的．(D)三种说法都是正确的．［］二、填空题（共30分）1、一质点从静止出发沿半径R=1m的圆周运动，其角加速度随时间t的变化规cabdNMB)(ix)(jyRqO3律是=12t2-6t(SI)，则质点的角速=______________________________；切向加速度at=________________________．2、质量m=40kg的箱子放在卡车的车厢底板上，已知箱子与底板之间的静摩擦系数为s＝0.40，滑动摩擦系数为k＝0.25，试分别写出在下列情况下，作用在箱子上的摩擦力的大小和方向．(1)卡车以a=2m/s2的加速度行驶，f=____________，方向__________．(2)卡车以a=-5m/s2的加速度急刹车，f=____________，方向__________．3、质量为m的小球自高为y0处沿水平方向以速率v0抛出,与地面碰撞后跳起的最大高度为21y0，水平速率为21v0，则碰撞过程中(1)地面对小球的竖直冲量的大小为__________；(2)地面对小球的水平冲量的大小为________________________．4、二质点的质量各为m1，m2．当它们之间的距离由a缩短到b时，它们之间万有引力所做的功为____________．5、图示BCD是以O点为圆心，以R为半径的半圆弧，在A点有一电荷为+q的点电荷，O点有一电荷为－q的点电荷．线段RBA．现将一单位正电荷从B点沿半圆弧轨道BCD移到D点，则电场力所作的功为______________________．6、在相对介电常量为r的各向同性的电介质中，电位移矢量与场强之间的关系是___________________．7、如图所示的空间区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，在纸面内有一正方形边框abcd(磁场以边框为界)．而a、b、c三个角顶处开有很小的缺口．今有一束具有不同速度的电子由a缺口沿ad方向射入磁场区域，若b、c两缺口处分别有电子射出，则此两处出射电子的速率之比vb/vc=_______．8、图示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线，其中虚线表示的是B=0H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．9、两个惯性系中的观察者O和O′以0.6c(c表示真空中光速)的相对速度互相接近．如果O测得两者的初始距离是20m，则O′测得两者经过时间t′=mvxyOmy0021v021y0v+qA-qBODCRabcdB0HBabc4______________________s后相遇．三、计算题（共40分）1、一质量为m的物体悬于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，如图所示．轴水平且垂直于轮轴面，其半径为r，整个装置架在光滑的固定轴承之上．当物体从静止释放后，在时间t内下降了一段距离S．试求整个轮轴的转动惯量(用m、r、t和S表示)．2、边长为b的立方盒子的六个面，分别平行于xOy、yOz和xOz平面．盒子的一角在坐标原点处．在此区域有一静电场，场强为jiE300200.试求穿过各面的电通量．3、一绝缘金属物体，在真空中充电达某一电势值，其电场总能量为W0．若断开电源，使其上所带电荷保持不变，并把它浸没在相对介电常量为r的无限大的各向同性均匀液态电介质中，问这时电场总能量有多大？4、AA＇和CC＇为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合．AA＇线圈半径为20.0cm，共10匝，通有电流10.0A；而CC＇线圈的半径为10.0cm，共20匝，通有电流5.0A．求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向．(0=4×10-7N·A-2)5、一长圆柱状磁场，磁场方向沿轴线并垂直图面向里，磁场大小既随到轴线的距离r成正比而变化，又随时间t作正弦变化，即B=B0rsint，B0、均为常数．若在磁场内放一半径为a的金属圆环，环心在圆柱状磁场的轴线上，求金属环中的感生电动势，并讨论其方向．6、已知子的静止能量为105.7MeV，平均寿命为2.2×10-8s．试求动能为150MeV的子的速度v是多少？平均寿命是多少？mOraBr