武汉理工大学大学物理B试卷A卷及答案

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名

学

号

专

业

班

级

学

院

武汉理工大学考试试卷（A卷）

2014~ 2015 学年2 学期大学物理B 课程闭卷

时间120分钟，80学时，5学分，总分100分2015年06月25日

题号一二三1 三2 三3 三4 三5 三6 三7 合计

满分15 16 9 10 10 10 10 10 10 100

得分

一、选择题（共15分）

1．（本题3分）在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为a，如图．今在此导体上通以电流I，电流在截面上均匀分布，则空

心部分轴线上O′点的磁感强度的大小为（）

（A）

2

2

2

I a

a R

μ

π

⋅（B）

22

2

2

I a r

a R

μ

π

-

⋅

（C）

2

22

2

I a

a R r

μ

π

⋅

-

（D）

22

22

()

2

I a r

a R a

μ

π

-

2．（本题3分）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（）

（A）

t

r

d

d

.（B）

t

r

d

d

.（C）

t

r

d

d

.（D）

2

2

d

d

d

d

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

+

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

t

y

t

x

3．（本题3分）关于同时性的以下结论中，正确的是（）

(A) 在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生．

(B) 在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生．

(C) 在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生．

(D) 在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生.

4. （本题3分）在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的1.2倍，则散射光光子

能量ε与反冲电子动能E k之比ε/ E k为（）

（A）2．（B）3．（C）4．（D）5．

5．（本题3分）边长为a的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷3q、4q、5q．若将另一正点电荷Q从无穷远处移到三角形的中心O处，外力所作的功为：（）

得分

（共6页第1页）

5000A的光沿A，则至少为

的“无限长”均匀带电薄圆筒，电荷线密度为．在它的电场作用下，（共6页第2页）

（共6页 第3页）

2．（本题10分）有一质量为m 1、长为l 的均匀细棒，静止平放在滑动摩擦系数为μ的水平桌面上，它可绕通过其端点O 且与桌面垂直的固定光滑轴转动，摩擦力矩11

2

f M m gl μ=-。另有一水平运动的质量为m 2的小滑块，从侧面垂直于棒与棒的另一端A 相

碰撞，设碰撞时间极短。已知小滑块在碰撞前后的速率分别为0v 和

0/2v ，如图所示．求:

①证明棒对过O 点转轴的转动惯量2

113

J m l =

； ②细棒开始转动时的角速度0ω、角加速度α、转动动能k E .

3．(本题10分) 一圆柱形电容器由两个同轴金属圆筒组成，且处在真空中，

内、外圆筒半径分别为1R 和2R ，长度都是l ，内、外圆筒分别带有等量异号电荷+Q 和-Q ，设

)(,1212R R R R l ->>>>，略去边缘效应. 求：

(1) 电容器间的电场强度大小分布和两极板间的电势差； (2) 电容器的电容和电容器所贮存的能量.

得分

得分

（共6页 第4页）

4．（本题10分）一无限长圆柱形铜导体(磁导率μ 0)，半径为R ，通有均匀分布的电流I ．今取一矩形平面S (长为1 m ，宽为2 R )，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量．

5．(本题10分) 一内外半径分别为R1, R2的均匀带电平面圆环，电荷面

密度为σ，其中心有一半径为r 的导体小环（R1 >>r ），二者同心共面如图．设带电圆环以变角速度ω绕垂直于环面的中心轴旋转，导体小环中的感应电流i 等于多少？（已知小环的电阻为R ＇）？

得分

I

S

2R 1 m

得分

（共6页第5页）

（共6页第6页）

（共6页 第7页）

参考答案： 一、 选择题 CDCDB 二、 填空题

1. 2

0/4Q r πε， 0， 0/4Q r πε， 02/4Q R πε 2. 250

3. 2

/102⎪

⎪⎭

⎫ ⎝⎛πm q ελ

4. 02Q R

μωπ,2

4Q R ω

5. 9.6J

三、 计算题

1. 解：（1） 由牛顿第二定律得 dv

m

kv dt

=- 分离变量并积分得

0v

t

v dv k

dt v m =-⎰⎰ 0ln v k t v m =- 0k

t m

v v e

-

=

（2）由 0k

t m dx

v v e dt

-== 分离变量并积分得

k x

t

t m

dx v e

dt -=⎰⎰

0(1)k t m v m

x e k

-=- （3） 0.....v m

t x k

→∞=

将 11

012,/0.25v m s k m s --=⋅= 代入上式得

m x 4825

.012

==