大學(xué)物理期末試題及答案PPT課件

1、習(xí)題課 22,基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,一、選擇題（每題3分，共27分）,1、質(zhì)量為20g 的子彈沿 x 軸正方向以 500m/s 的速率射 入一木塊后，與木塊一起仍沿x軸正方向以 50 m/s 的速 率前進(jìn)，在此過(guò)程中，木塊所受的沖量大小為:,（A) 9 N.s,（B) -9 N.s,（C) 10 N.s,（D) -10 N.s,I = (M+m)vt - mvo,mvo2 /2 = (M+m)vt2/2,I = mv02/vt - mvo,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,2、質(zhì)量為 m=0.5kg的質(zhì)點(diǎn)，在oxy 平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn) 動(dòng)方程為：x =5t ,y =0.5t

2、2 (SI)。從t =2s 到t =4s這段時(shí) 間內(nèi)，外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做得功為：,（A) 1.5 J,（B) 3 J,（C) 4.5 J,（D) -1.5 J,t =2s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度：,vx=5, vy=2. v02=29,t =4s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度：,vx=5, vy=4. vt2=41,Ek = W = (mvt2-mv02)/2,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,3、一顆人造地球衛(wèi)星到地球中心的最大距離和最小距離分 別是RA和RB，設(shè)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的角動(dòng)量分別為L(zhǎng)A和LB，動(dòng)能分 別是EkA和EkB。則應(yīng)有：,（A） LALB ，EkAEkB,（B） LALB ，EkAEkB,（C） LALB ，E

3、kAEkB,（D） LALB ，EkAEkB,（E） LALB ，EkAEkB,角動(dòng)量守恒 機(jī)械能守恒,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,4、 有兩個(gè)大小不相同的金屬球，大球直徑時(shí)小球的2 倍，大球帶電，小球不帶電，二者相距很遠(yuǎn)。今用細(xì)長(zhǎng) 導(dǎo)線(xiàn)將二者相連，在忽略導(dǎo)線(xiàn)的影響下，大球與小球的 帶電之比是：,（A) 2,(B) 1,(C) 1/2,(D) 0,導(dǎo)線(xiàn)相連，電勢(shì)相同。,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,（5）圖中六根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)互相絕緣，通過(guò)電流均 為I，區(qū)域、均為相等的正方形，那個(gè)區(qū) 域指向紙內(nèi)的磁通量最大？,（A） 最大,（B） 最大,（C） 最大,（D） 最大,（E） 最大不止一個(gè),物理工

4、程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,6、如圖兩個(gè)半徑為R的金屬圓環(huán)，在a、b兩點(diǎn)接觸（a b連線(xiàn)為圓環(huán)直徑），并相互垂直放置。電流 I 沿 ab 連 線(xiàn)方向由 a 端流入，由 b 端流出，則環(huán)中心O的磁感應(yīng) 大小為：,（A) 0,(B),(C),(E),(D),物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,7、磁介質(zhì)有三種，用相對(duì)磁導(dǎo)率r表征他們各自的特性 時(shí)：,（A) 順磁質(zhì)r0，抗磁質(zhì)r0，鐵磁質(zhì)r1。,（B) 順磁質(zhì)r1，抗磁質(zhì)r = 1，鐵磁質(zhì)r1。,（C) 順磁質(zhì)r1，抗磁質(zhì)r 1，鐵磁質(zhì)r1。,（D) 順磁質(zhì)r 0，抗磁質(zhì)r 1，鐵磁質(zhì)r0。,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,8、一矩形線(xiàn)框長(zhǎng)為a寬為b，置于均勻

5、磁場(chǎng)中。線(xiàn)框繞 OO軸，以勻角速度旋轉(zhuǎn)（如圖所示）。設(shè) t =0時(shí)， 線(xiàn)框平面位于紙面內(nèi)，則任一時(shí)刻線(xiàn)框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 大小為：,(A),(E),(C),(B),(D),物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,9、在圓柱型空間內(nèi)，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)， 如圖所示。B的大小以速率dB/dt變化。磁場(chǎng)中有A、B兩 點(diǎn)，其間可以放置直導(dǎo)線(xiàn) 和彎曲導(dǎo)線(xiàn) ，則：,（A) 電動(dòng)勢(shì)只在 導(dǎo)線(xiàn)中產(chǎn)生。,（B) 電動(dòng)勢(shì)只在 導(dǎo)線(xiàn)中產(chǎn)生。,（C) 電動(dòng)勢(shì)在 和 中都產(chǎn)生， 且兩者大小相等。,（D) 導(dǎo)線(xiàn)中的電動(dòng)勢(shì)小于 導(dǎo)線(xiàn)中 的電動(dòng)勢(shì)。,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,二、填空題（本題共25分）,1、在水平飛行的飛

6、機(jī)上，向前發(fā)射一顆炮彈。若發(fā)射 后飛機(jī)的速度為v0，炮彈相對(duì)于飛機(jī)的速度為v，略去 空氣阻力，則：,（1）以地球?yàn)閰⒄障?，炮彈的軌跡方程為 。,（2）以飛機(jī)為參照系，炮彈的軌跡方程為 。,設(shè)兩種參照系中坐標(biāo)原點(diǎn)均在發(fā)射處，x軸為速度方 向，y軸方向向下。,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,2、在如圖所示的裝置中，若兩個(gè)滑輪與繩子的質(zhì)量以及滑輪 與軸間的摩擦都可以忽略不計(jì)，繩子不可伸長(zhǎng)。則在外力F的 作用下，物體m1和m2的加速度為 。 m1 和m2之間繩子的張力為 。,分析受力，得牛頓方程：,分別建立m1、m2的牛頓定律方程， 可得m1m2間繩子的張力。,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,3、質(zhì)量為m

7、的小球，用輕繩AB、 BC連接，如圖，其中 AB水平，剪斷繩AB前后的瞬間，繩BC中的張力比T/T = 。,剪斷前：,剪斷后瞬間：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,4、質(zhì)量為0.05kg的小塊物體， 置于光滑水平的桌面上，有一 繩一端連接此物，另一端穿過(guò) 桌面中心的小孔（如圖所示）。 該物體原以 3 rad / s 的角速度 在距離小孔0.2m的圓周上轉(zhuǎn)動(dòng)，今將繩緩緩?fù)吕?，使?物體之轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減為0.1m，則物體的角速度= 。,利用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量守恒,12,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,5、如圖所示，一斜面傾角為，用與斜面成的恒力F 將一質(zhì)量為m的物體沿斜面拉升了高度h，物體與斜 面的摩擦系數(shù)

8、為，摩擦力在此過(guò)程中所做的功Wf = 。,物體在斜面上的路程為：,在外力和重力的作用下，物體對(duì)斜面的正壓力為：,摩擦力在此過(guò)程中所做的功：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,6、質(zhì)量為m 的物體，初始速度極小，在外力作用下從原 點(diǎn)起沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，所受外力方向沿x軸正向，大小為 F = kx. 物體從原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 x0 的點(diǎn)的過(guò)程中所受外力的 沖量為 。,由牛頓定律：,兩邊積分：,由沖量定理：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,7、描述靜電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)基本物理量是 ， 和 ；它們的定義式是 ， 和 。,電場(chǎng)強(qiáng)度,電勢(shì),（Ua = 0),物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,1、一根放在水平光滑桌面上的勻質(zhì)棒，可

9、以繞通過(guò)其一 端的垂直光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。棒的質(zhì)量為 m=1.5 kg,長(zhǎng)度 為l=1.0m, 對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J = ml2 /3。初始時(shí)棒靜 止，今有一水平運(yùn)動(dòng)的子彈垂直地射入棒的另一端， 并留在棒中，如圖所示，子彈的質(zhì)量為 m = 20g,速 率為v = 400 m/s。求：,（1）棒開(kāi)始和子彈一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度；,（2）若棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到大小為Mr=4.0 N.m 的恒定阻力矩作用，棒能轉(zhuǎn)多大角度。,三、計(jì)算題（每題10分，共40分）,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,解：,（1）由角動(dòng)量守恒,所以：,（2）由轉(zhuǎn)動(dòng)定理：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,2、如圖所示一厚度為d的“無(wú)限大”均勻帶 電平

10、板電荷體密度為。試求板內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng) 分布，并畫(huà)出場(chǎng)強(qiáng)隨坐標(biāo)x變化的曲線(xiàn)，即 E-x曲線(xiàn)（設(shè)原點(diǎn)在帶電平板的中央平面上 0 x軸垂直于平板）。,解：,由電荷分布的對(duì)稱(chēng)性可知：,離中心平面同距離處場(chǎng)強(qiáng) 均沿x軸方向,且大小相等方向相反,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,在板內(nèi)做底面積為S的圓柱面S1，兩底面距中心平 面的距離均為lxl，由高斯定理得：,得到：,即：,在板內(nèi)做底面積為S的圓柱面S1， 兩底面距中心平面的距離均為lxl，由 高斯定理得：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,得到：,即：,E-x曲線(xiàn)見(jiàn)右圖,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,3、一電容器由兩個(gè)很長(zhǎng)的同軸薄圓筒組成， 內(nèi)外筒半徑分別為R1=2

11、cm,R2=5cm，其間 充滿(mǎn)相對(duì)電容率為r的各向同性均勻介質(zhì)。 電容器接在電壓U=32V的電源上（如圖） 試求距離軸線(xiàn)R=3.5cm處的A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng) 度和A點(diǎn)與外筒間的電勢(shì)差。,解：,設(shè)內(nèi)外筒沿軸向單位長(zhǎng)度上的帶電量為1、2,由高斯定理可得兩筒間的電場(chǎng)強(qiáng)度為：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,則，兩筒間的電勢(shì)差為：,得到：,于是可以得到A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,A點(diǎn)與外筒間的電勢(shì)差為：,物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心,4、如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬細(xì)桿ab 繞垂直軸O1O2以角速度在平面內(nèi)旋 轉(zhuǎn)。 O1O2在離細(xì)桿a端L /5處。若已 知地磁場(chǎng)在豎直方向的分量為B。求ab 兩端間的電勢(shì)差Ua-Ub.,解：,Ob間的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：,b點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn),物理工程學(xué)院基礎(chǔ)理論教學(xué)中心