2010-2011大学物理4-1试卷库贺平逆1

贵州大学2010—2011学年第二学期考试试卷
大学物理4-1
注意事项：
1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。

2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。

3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。

4. 满分100分，考试时间为120分钟。

专业 学号 姓名_________________
一、选择题（共30分, 每题3分）
1.一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处，其速度大小为[ ]
()()(()
2
2⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛dt dy dt dx D C dt
r
d B dt dr
A 知识点：速度 类型：A 答案：D
2.某质点的运动方程为 3723
+-=t t X （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 知识点：加速度 类型：B 答案：D
3．如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为m 1和m 2的重物，且m 1>m 2．滑轮质量及轴上摩擦均不计，此时重物的加速度的大小为a ．今用一竖直向下的恒力g m F 1=代
替质量为m 1的物体，可得质量为m 2的重物的加速度的大小为a ′，则[ ]
(A) a ′= a (B) a ′> a (C) a ′< a (D) 不能确定. 知识点：牛顿定律及应用 类型：C 答案：B
4.考虑下列四个实例，你认为哪一个实例中物体和地球构成的系统的机械能不守恒[ ] (A) 物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升 (B) 物体作圆锥摆运动
(C) 抛出的铁饼作斜抛运动（不计空气阻力） (D) 物体在光滑斜面上自由滑下 知识点：机械能守恒 类型：A 答案： A
5.将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，如果在绳端挂一质量为m 的重物时，飞轮的角加速度为β1. 如果以拉力mg 代替重物拉绳时, 飞轮的角加速度将[ ] (A) 小于β1. (B) 大于β1 (C) 等于β1. (D) 不能确定
知识点：转动定律 类型：B 答案：B
6.已知一高斯面所包围的体积内电量代数和
∑i
q =0，则可肯定[ ]
（A ）高斯面上各点场强均为零。

（B ）穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。

（C ）穿过整个高斯面的电通量为零。

（D ）以上说法都不对。

知识点： 高斯定理 类型：A 答案：C
7．下列说法中正确的是[ ]
（A ）电场强度为0的点，电势也一定为0 （B ）电场强度不为0的点，电势也一定不为0 （C ）电势为0的点，则电场强度也一定为0
（D ）电势在某一区域为常数，则电场强度在该区域也必定为0 知识点：电场强度与电势 类型：A 答案：D
8.有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I ，若将该导线弯成匝数N=2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则该线圈中心的磁感强度和线圈的磁距分别是原来的[ ] （A ）4倍和1/8 （A ）4倍和1/2 （A ）2倍和1/4 （A ）2倍和1/2 知识点：毕-萨定律应用，磁距 类型：B 答案：B
9.在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线，流过的电流为I ，则圆心处的磁感强度为[ ]
(A) R I π40μ． (B) R I π20μ (C) 0． (D) R
I 40μ．
知识点：毕萨定律应用 类型：A
答案：D
10．一矩形线圈，它的一半置于稳定均匀磁场中，另一半位于磁场外，如右图所示，磁感应强度
的方向与纸面垂直向里。

欲使线圈中感应电流为顺时针方向则[ ]
A ．线圈应沿 轴正向平动；
B ．线圈应沿
轴正向平动；
C ．线圈应沿 轴负向平动；
D ．线圈应沿
轴负向平动
知识点：愣次定律 类型：C 答案：A
二、判断题（每题2分,共10分）
1.物体能做加速度不断减小,而速度却不断增大的运动。

[√ ]
知识点：曲线运动 类型：A
2、质点系机械能守恒的条件是：系统的非保守内力和系统合外力做功之和为零。

[√ ] 知识点：机械能守恒定律 类型：A
3、对定轴转动刚体，内力矩不会改变其角加速度.[ √ ] 知识点：转动定律 类型：A
4、毕-萨定律说明电流元在空间某点产生的磁感应强度的大小与电流元到该点的距离成反比。

[× ] 知识点 毕-萨定律 类型：A
5、由于电磁感应定律i d dt
φ
ε=-
中的负号，磁通量变化得越快，感应电动势越小。

[× ] 知识点：电磁感应定律 类型：A
三、填空题（每题4分，共20分）
1、某质点在力i x F
)54(+=（SI ）的作用下沿x 轴作直线运动，在
从x=0移动到x=10m 的过程中，力所做的功为 （SI ），
该质点动能的增量ΔE k = （SI ）。

知识点： 力的空间积累，动能定律 ,功 类型：A 答案： 290 J ； 290 J
2.半径为r = 1.5m 的飞轮作匀变速转动,初角速度ω 0=10 rad/s,角加速度β =－5 rad/s 2
, 则经过t = 时（t ≠ 0）角位移为零,而此时边缘上点的线速度v = . 知识点：刚体转动 类型：A 类 答案：4 s ; 15 m/s
3．一半径为R ，均匀带点为Q 的球壳，当 r<R 时，电场强度为__________，当r>R 时，电场强度为____________。

知识点：高斯定理； 类型：A
答案：0 ，
2
04r
Q πε
4.一无限长载流直导线，通有电流I ，弯成如图形状，设各线段皆在纸面内，则P 点磁感强度的大小为 知识点：毕萨定律应用 类型：A
答案：
a I B πμ830=
5动生电动势的产生的原因是： 知识点：动生电动势 类型：A
答案：由于运动导体中的电荷在磁场中受洛仑兹力的结果
四、计算题（每题10分,共40分）
1、质点沿X 轴作加速运动，0=t 时0x x =，0v v = .求：（1）kt
a =时任意时刻的速度与位置；（2）kv a -=时，任意时刻的速度与位置
知识点：牛顿第二定律 难度：A 解：（1）
200210kt v v ktdt dv dt dv a t v v +=⇒=⇒=⎰⎰
30002006
1
)21(0
0kt t v x x dx dt kt v dx vdt dt dx v t x x t x x ++=⇒=+⇒=⇒=⎰⎰⎰⎰
（2）
kt t v v e v v kdt v dv v
dv
kdt dt dv kv dt dv a -=⇒-=⇒=-⇒=-⇒=
⎰⎰000 )1(1
000000
0--=⇒=⇒=⇒=--⎰⎰⎰⎰kt t x x kt t x x e v k
x x dx dt e v dx vdt dt dx v
2.一轴承光滑的定滑轮,质量为M = 2.00 kg,半径为R = 0.100 m,一根不能伸长的轻绳,一端缠绕在定滑轮上,另一端系有一质量为m = 5.00 kg 的物体,如图所示.已知定滑轮的转动惯量
为J =MR 2
/2.其初角速度ω 0=10.0 rad/s,方向垂直纸面向里.求:
(1) 定滑轮的角加速度; (2) 定滑轮的角速度变化到ω = 0时,物体上升的高度; (3)当物体回到原来位置时,定滑轮的角速度.
知识点：转动定律，机械能守恒 类型：A 解：(1) βJ M g =-；mgR M g =； 得：490-=β kg · m
2
(2) 49-==βR a m/s 2
; 100==ωR v m/s ；at v at h ==
02
;2
1 得：01.0=h m
(3) R v J mv mgh ωω=+=
;2
1212
2； 得：04.4=ω rad/s
3.金属球壳带电量为+Q ，内外径分别为a 和b ，在腔内距球心r 处有一点电荷q ，求球心的电势。

知识点：电势 类型：B 解：点电荷在球心的电势为
r
40πεq
由于球壳内部场强为零，所以球壳内表面的感应电荷为-q ，在球心处的电势为-
a
40πεq ，而球
壳外表面的电荷为Q+q ，在球心处的电势为
b
q
Q 04πε+，所以球心处的电势为：r 40πεq
-
a
40πεq
+
b
q
Q 04πε+ 4．长为L 的导体杆AB 与无限长直流I 共面。

当杆以速度v 竖直向上运动时，求AB 上的电动势大小和方向。

知识点：动生电动势 类型：A
解：以电流位置为坐标原点，水平方向建立X 坐标轴。

在杆上取一元线段dl ，其坐标为x ，杆AB 上的电动势为
(
)
0cos302o i I d v B dl v dl x
μεεπ==⨯⋅=⎰⎰
⎰
030cos dl dx = 代入上式
cos300
cos302cos30a L o i a
Iv d dx x μεεπ+∴==⎰⎰
02ln 2a L Iv
a
μπ
+
=
方向由B 指向
A。