大学物理模拟试题 (2)

大学物理模拟试题三

一、选择题（每题4分，共40分）

1．一质点在光滑平面上，在外力作用下沿某一曲线运动，若突然将外力撤消，则该质点将作［ ］。

(A) 匀速率曲线运动 (B) 减速运动 (C) 停止运动 (D)匀速直线运动

2．一劲度系数为k 原长为l 0的轻弹簧，上端固定，下端受一竖直方向的力F 作用，如图所示。在力F

作用下，弹簧被缓慢向下拉长为l ，在此过程中力F

作功为 ［ ］。

(A) F(l –l 0) (B)

l l kxdx

(C) l

l kxdx 0

(D)

l

l Fxdx 0

3．一质点在力F = 5m (5 2t ) (SI)的作用下，t =0时从静止开始作直线运动，式中m 为质点的质量，t 为时间，则当t = 5 s 时，质点的速率为[ ]

(A) 50 m ·s -1． (B) 25 m ·s -1

(C) -50 m ·s -1

． (D) 0

4．图示两个谐振动的x~t 曲线，将这两个谐振动叠加，合成的余弦振动的初相为［ ］。

(A) (B) 32

(C) 0 (D) 2

5．一质点作谐振动，频率为 ，则其振动动能变化频率为［ ］

（A ） 21 （B ） 4

1 （C ）

2 （D ） 4

6．真空中两平行带电平板相距位d ，面积为S ，且有S d 2

，均匀带电量分别为+q 与-q ，则两级间的作用力大小为 [ ]。

(A) 2

02

4d

q F (B) S q F 02

(C) S q F 022 (D) S

q F 02

2

7．有两条无限长直导线各载有5A 的电流，分别沿x 、y 轴正向流动，在

(40,20,0)（cm ）处B 的大小和方向是（注：70104 1

m H ）

[ ]。

(A) 2.5×106

T 沿z 正方向 (B) 3.5×10

6

T 沿z 负方向 (C) 4.5×10

6

T 沿z 负方向 (D) 5.5×10

6

T 沿z 正方向

8．氢原子处于基态（正常状态）时，它的电子可看作是沿半径为a=0.538

10 cm 的轨道作匀速圆周运动，速率为2.28

10 cm/s ，那么在轨

道中心B 的大小为 [ ]。

(A) 8.56

10 T (B) 12.55

10 T (C) 8.54

10 T (D) 8.55

10 T

9．E 和V E 分别表示静电场和有旋电场的电场强度，下列关系中正确的是 [ ]。

(A) •0dl E (B)

•0dl E (C) •0dl E V (D)

0dl E V

10．两个闭合的金属环，穿在一光滑的绝缘杆上，如图所示，当条形磁铁N 极自右向左插向圆环时，两圆环的运动是 [ ]。

(A) 边向左移动边分开 (B) 边向右移动边合拢 (C) 边向左移动边合拢 (D) 同时同向移动

1m 2m 1

2x

•O

2P

二、如图所示，一质点m 旁边放一长度为L 、质量为M 的杆，杆离质点近端距离为l 。求 该系统的万有引力大小。（15分）

三、在恒星系中，两个质量分别为m1和m2的星球，原来为静止，且相距为无穷远，后在引力的作用下，互相接近，到相距为r 时。 求 它们之间的相对速率为多少？（15分）

四、半径为R ，带电量为q 的均匀带电球体， 求 带电球体的电势分布。（15分）

五、求两平行无限长直导线之间的相互作用力？（15分）

o

1m 2

m 1

2

参考答案

一、选择题（每题4分，共40分）

1．D 2．

B 3．D 4．A 5．D 6．B 7．A 8．B 9．A 10．A

二、如图所示，一质点m 旁边放一长度为L 、质量为M 的杆，杆离质点近端距离为l 。求 该系统的万有引力大小。（15分）

解 质点与质量元间的万有引力大小为

22

d d d m M mM x

f G

G x Lx 杆与质点间的万有引力大小为

22 d d d ()

l L

l L

l L

l

l

l

mM mM

x mM

f f G x G G Lx L

x l l L

当 l >>L 时 ()mM G

l l L 2mM

G l

。

三、在恒星系中，两个质量分别为m1和m2的星球，原来为静止，且相距为无穷远，后在引力的作用下，互相接近，到相距为r 时。 求 它们之间的相对速率为多少？（15分）

解 由动量守恒，机械能守恒

02211 v v m m

02121212

22211 r

m m G m m v v 解得r m m G m )(2212

1 v m

2 v o

2

P

相对速率r

m m G

m r m m G m )(2)(2211

212

2112 v v v

四、半径为R ，带电量为q 的均匀带电球体， 求 带电球体的电势分布。（15分） 解 根据高斯定律可得：

2

023

0144r qr E R r R qr

E R r

对球外一点P r q r qdr r d E u p

r 020

244

外 对球内一点1P

)3(8223

0211

r R R

q dr E dr E r d E u p R

R r

内。

五、求两平行无限长直导线之间的相互作用力？（15分） 解：电流 2 处于电流 1 的磁场中

a

I B

2101

电流 2 中单位长度上受的安培力

a

I I B I f

22

101212

同时，电流1处于电流 2 的磁场中，电流 1 中单位长度上受的安培力

a

I I B I f

22

102121