武汉理工大学物理期末考试试题

《大学物理》试卷A第1页（共3页）武汉理工大学2009至2010学年第2学期大学物理试卷A卷考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的70%题号一二三四五六七总分核分人得分复查总分总复查人（本题30分）一、选择题（每题只有一个正确选项，选对得3分，选错、多选不得分）1某质点作直线运动的运动学方程为x＝3t-5t3+6(SI)，则该质点作［］(A)匀加速直线运动，加速度沿x轴正方向．(B)匀加速直线运动，加速度沿x轴负方向．(C)变加速直线运动，加速度沿x轴正方向．(D)变加速直线运动，加速度沿x轴负方向．2一个质点在做匀速率圆周运动时［］(A)切向加速度改变，法向加速度也改变．(B)切向加速度不变，法向加速度改变．(C)切向加速度不变，法向加速度也不变．(D)切向加速度改变，法向加速度不变．3一只质量为m的猴，原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为M的直杆，悬线突然断开，小猴则沿杆子竖直向上爬以保持它离地面的高度不变，此时直杆下落的加速度为［］(A)g.(B)gMm.(C)gMmM.(D)gmMmM.4一个作直线运动的物体，其速度v与时间t的关系曲线如图所示．设时刻t1至t2间外力作功为W1；时刻t2至t3间外力作功为W2；时刻t3至t4间外力作功为W3，则［］(A)W1＞0，W2＜0，W3＜0．(B)W1＞0，W2＜0，W3＞0．(C)W1＝0，W2＜0，W3＞0．(D)W1＝0，W2＜0，W3＜05关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是［］（A）只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关．（B）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关．（C）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置．（D）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关．6关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：［］(A)如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷．(B)如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零．(C)如果高斯面上E处处不为零，则高斯面内必有电荷．(D)如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零．7有N个电荷均为q的点电荷，以两种方式分布在相同半径的圆周上：一种是无规则地分布，另一种是均匀分布．比较这两种情况下在过圆心O并垂直于圆平面的z轴上任一点P(如图所示)的场强与电势，则有［］(A)场强相等，电势相等．(B)场强不等，电势不等．(C)场强分量Ez相等，电势相等(D)场强分量Ez相等，电势不等．8在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为，则通过半球面S的磁通量(取弯面向外为正)为［］(A)r2B．(B)2r2B．(C)-r2Bsin．(D)-r2Bcos．mMOyxzPOyxzPOyxzPOyxzPOyxzPOyxzPOyxzPOyxzPOyxzPOyxzP系部名称：专业班级：姓名：学号：试卷份数密封线内不得答题———————————线封密得分评卷人Ovtt1t2t3t4nBSOyxzP《大学物理》试卷A第2页（共3页）9如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将［］(A)向着长直导线平移．(B)离开长直导线平移．(C)转动．(D)不动．I1I210自感为0.25H的线圈中，当电流在(1/16)s内由2A均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为：［］(A)7.8×10-3V．(B)3.1×10-2V．(C)8.0V．(D)12.0V．（本题20分）二、填空题（每空2分）1质点沿半径为R的圆周运动，运动学方程为223t(SI)，则ｔ时刻质点的法向加速度大小为；角加速度=．2一物体质量为10kg，受到方向不变的力F＝30＋40t(SI)作用，在开始的两秒内，此力冲量的大小等于________________；若物体的初速度大小为10m/s，方向与力F的方向相同，则在2s末物体速度的大小等于___________________．3保守力的特点是__________________________________________．4如图，A点与B点间距离为2l，OCD是以B为中心，以l为半径的半圆路径.A、B两处各放有一点电荷，电荷分别为＋q和－q．把另一电荷为Q(Q＜0)的点电荷从D点沿路径DCO移到O点，则电场力所做的功为___________________5在一个不带电的导体球壳内，先放进一电荷为+q的点电荷，点电荷不与球壳内壁接触．然后使该球壳与地接触一下，再将点电荷+q取走．此时，球壳的电荷为__________，电场分布的范围是_______________________．6有一同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流均为I，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则(1)在rR1处磁感强度大小为________________T．(2)在rR3处磁感强度大小为________________T．（本题10分）三、质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为Ｋ，忽略子弹的重力，求：(1)子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式；(2)子弹进入沙土的最大深度．（本题10分）附加1、如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r1、r2．已知两导线中电流都为tIIsin0，其中I0和为常数，t为时间．导线框长为a宽为b，求导线框中的感应电动势．IIOxr1r2abI1I2I1I2I1I2I1I2I1I2I1I2I1I2CDAOBl2l+qqR1R3R2II得分评卷人系部名称：专业班级：姓名：学号：密封线内不得答题———————————线封密得分评卷人得分评卷人《大学物理》试卷A第3页（共3页）（本题10分）四、如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动．假设定滑轮质量为M、半径为R，其转动惯量为221MR，滑轮轴光滑．试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系．（本题10分）五、一带电细线弯成半径为R的半圆环，均匀带电，电量为Q。试求环心O处的电场强度。（本题10分）附加2、一根无限长导线弯成如图形状，设各线段都在同一平面内(纸面内)，其中第二段是半径为R的四分之一圆弧，其余为直线．导线中通有电流I，求图中O点处的磁感强度．1234RROI（本题10分）六、如图，1、3为半无限长直载流导线，它们与半圆形载流导线２相连．导线1在xOy平面内，导线2、3在Oyz平面内．试指出电流元1dlI、2dlI、3dlI在O点产生的Bd的方向，并写出此载流导线在O点总磁感强度(包括大小与方向)．得分评卷人（本题10分）七如图所示，平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，到直导线的距离为c．已知导线中电流为tIIsin0，其中I0和为常数，t为时间．导线框长为a宽为b，求导线框中的感应电动势．mMRzyxR1321dlI2dlI3dlIO得分评卷人XYRO系部名称：专业班级：姓名：学号：密封线内不得答题———————————线封密得分评卷人得分评卷人IOxabc得分评卷人《大学物理》试卷A第4页（共3页）2008-2009第二学期大学物理A卷参考答案及评分标准一选择题（每小题3分）1D2B3C4C5C6D7C8D9A10C二填空题（每空2分）1：16Rt24rad/s22：140N·s24m/s3：保守力的功与路径无关4：lQq065：-q球壳外的整个空间6：2102RrI0三解：(1)子弹进入沙土后受力为－Ｋv，由牛顿定律tmKddvv2分∴vvvvvv0dd,dd0ttmKtmK2分∴mKt/0evv1分(2)求最大深度txddvtxmKtded/0v2分txmKttxded/000v∴)e1()/(/0mKtKmxv2分Kmx/0maxv1分四解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程对物体：mg－T＝ma①2分对滑轮：TR=J②2分运动学关系：a＝R③2分将①、②、③式联立得a＝mg/(m＋21M)2分∵v0＝0，∴v＝at＝mgt/(m＋21M)2分五解：在处取电荷元，其电荷为dq=dl它在O点产生的场强为22RQRlRqE00204d4d4dd4分在x、y轴上的二个分量dEx=－dEcos1分dEy=－dEsin1分对各分量分别求和xE＝01分200202dsin4RQRQEy2分∴jRQjEiEEyx20221分六解：电流元1dlI在O点产生1dB的方向为↓(-z方向)2分电流元2dlI在O点产生2dB的方向为(-x方向)2分电流元3dlI在O点产生3dB的方向为(-x方向)2分kRIiRIB4)1(4004分七TMRTmgayRxddExdEyOdEdq《大学物理》试卷A第5页（共3页）解：两个载同向电流的长直导线在如图坐标x处所产生的磁场为xIB202分选顺时针方向为线框回路正方向，则BdS2分dxxxIaBadxbccd20πcbcIaln203分∴tddΦtcbcaIcosln2003分附加1：解：两个载同向电流的长直导线在如图坐标x处所产生的磁场为)11(2210rrxxB（2分）选顺时针方向为线框回路正方向，则)dd(21111210brrbrrrrxxxxIaBdS（3分）)ln(222110rbrrbrIa（2分）∴tiddΦ（1分）tIrrbrbradd]))((ln[221210trrbrbraIcos]))((ln[2212100（2分）附加1图：IIOxr1r2ab附加2图：1234RROIa2附加2：解：将导线分成1、2、3、4四部份，各部分在O点产生的磁感强度设为B1、B2、B3、B4．根据叠加原理O点的磁感强度为：4321BBBBB∵O点在导线1、4的延长线上，故01B（2分）04B（1分）)2(4102RIB（2分）242)cos(cos402103RIaIB)2/(0RI（2分）方向其中2/Ra，2/2)4/cos(cos12/2)4/3cos(cos2∴RIRIB2800)141(20RI（2分）方向（1分）