普通物理(一)上08卷含答案
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大学 普通物理(一)上 课程试卷(08)卷 共6页
考试形式 闭 卷 年 月
院系 年级 专业 学号 成绩
一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式) 1、一长为l 的轻质细杆,两端分别固定质量为m 和2m 的小球,此系统在竖直平面可绕过中点O 且与杆垂直的水平光滑固定轴
转动。开始时杆与水平成60°角静止,释放后,此刚体系统绕O 轴转动。系统的转动惯量I= 。当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩M= ;角加速度β= 。
2、质量为m ,长为1米的细棒,悬挂于离端点1/4米处的支点P ,成为复摆,细棒对支点的转动惯量I P = ,细棒作简谐振动的周期T= ,相应于单摆的等值摆长是 。
3、图示水平管子,粗的一段截面积S 1=0.1m 2,水的流速v 1=5m/s ,细的一段截面积S 2=0.05m 2
,压强P 2=2×105
Pa,则粗段中水的压强P 1= 。
4、半径为R 的均匀带细圆环,带有电量Q ,圆环中心的电势U= ,圆环中心的电场强度E= 。
60°
m
2m
o
S 1
S 2
5、电偶极矩P 的单位为 ,如图离开电偶极子距离r 处的电势U= 。
6、点电荷q 位于带有电量Q 的金属球壳的中心,球壳的外半径分别为R 1和R 2,球壳(R 1 7、螺线环横截面是半径为a 的圆,中心线的平均半径为R 且R>>a ,其上均匀密绕两组线圈,匝数分别为N 1和N 2,这两个线圈的自感分别为L 1= ,L 2= ,两线圈的互感M= 。 8、一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场B 中以匀角速度ω旋转着,B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图。设t=0时,铜 棒与Ob 成θ角,则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电势是: ,且 点电势比 点高。 p r B 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、飞轮的质量为60kg,直径为0.50m,转速为 假定闸瓦与飞轮之间的磨擦系数μ=0.40,飞轮的 质量全部分布在圆周上。尺寸如图所示。 2、一物体作简谐振动,其速度最大值v m=3×10-2m/s,其振幅A=2×10-2m,若t=0时,物体位于平衡位置且向x轴的负方向运动,求: (1)振动周期T; (2)加速度的最大值a m; (3)振动方程。 3、对于图示的电路,其中C1=10µF,C2=5µF,C3=4µF, 电压U=100V,求: (1)各电容器两极板间电压;(2)各电容器带电量; (3)电容器组总的带电量;(4)电容器组合的等效电容。U C1C2 C3 4、平行板电容器,极板间充以电介质,设其相对介电常数为εr ,电导率为σ,当电容器带有电量Q 时,证明电介质中的“漏泄”电流为0 εεσr Q i =。 5 、一束单价铜离子以1.0×105米/秒的速率进入质谱仪的均匀磁场,转过180°后各离子打在照相底片上,如磁感应强度为0.5特斯拉。计算质量为63u 和65u 的二同位素分开的距离(已知1u=1.66×10-27千克) 6、两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B两点,如图所示,并且与很远的电源相连。求环中心的磁感强度。 I 大学普通物理(一)上课程(08)卷参考答案 共2页 院系 理、工、材料 专业 一、填空:(每空2分,共40分) 1、l g mgl M ml I 32,21,432= == β 2、m m l s g l T l m I p 583.012 7 ,533.11272,48702===== π 3、Pa p p v p v 5122 212110375.2,2 121⨯=+=+ρρ 4、0,410 =⋅ = E R Q U πε 5、库仑•米(c •m),2 041r p U ⋅=πε 6、2 2141,0R Q q U U E +⋅===πε 7、 R a N N R a N R a N 2, 2, 22 21022202210μμμ 8、b L B ,0,2 1 2ω 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、20229.20,41 s rad t md mR I -=-== =ωωβ 05.0)75.05.0(=⋅'-+N F N F N N I R N R F r 314,,=='⋅=⋅=⋅βμ 2、①s T s A v A v m m 19.42,5.1,1==== =-ω π ωω故 ②2 22105.4s m v A a m m -⨯===ωω ③)2 5.1cos(02.0,2π π φ+== t x 故 3、V U V U U U U V U U 94.7819 1500 ,05.2119400415,100)1(3213131==== =⇒==+ c c U C Q c c U C Q c c U C Q μμμμμμ76.31594.78425.10505.21505.21005.2110)2(333222111=⨯===⨯===⨯== c Q μ76.315)3(= F U Q C μ1576.3100 76.315)4(=== 4、设平行板面积为S,板间距d 板间电场S Q E r 0εε=,板间电压S Qd Ed U r 0εε= = 板间电阻S d R σ=,漏泄电流00εεσσεεr r Q d S S Qd R U i =⨯== 5、解: 米319 27 5212121104.850 .0106.11066.1)6365(100.12)(2)(2---⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=-=-=∆qB v m qB v m R R D D 6、解:长直导线的电流对O 点的磁感应强度无贡献 2 1 100 210441 1r l I r dl I B l I πμπ μ==⎰ 2 2 2042r l I B I πμ= ,,212112 1 212 21=∴=∴= ==总方向相反与又B B B B B l l s l l s l l R R I I I I I I ρρ U C 1 C 2C 3 U 3 U 1=U 2