南京師范大學2013-2014大學物理(上)期末模擬試題及答案

1、南京師范大學2013-2014上學期大學物理期末模擬試題及答案一、 選擇題（30分，每題3分）1、如圖所示，湖中有一小船，有人用繩繞過岸上一定高度處的定滑輪拉湖中的船向岸邊運動設該人以勻速率收繩，繩不伸長、湖水靜止，則小船的運動是 (A) 勻加速運動 (B) 勻減速運動 (C) 變加速運動 (D) 變減速運動(E) 勻速直線運動 2、有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，原長為l0，將它吊在天花板上當它下端掛一托盤平衡時，其長度變?yōu)閘1然后在托盤中放一重物，彈簧長度變?yōu)閘2，則由l1伸長至l2的過程中，彈性力所作的功為(A) (B) (C) (D) 3、質(zhì)量為m的一艘宇宙飛船關閉發(fā)動機返回地球時，可認為該

2、飛船只在地球的引力場中運動已知地球質(zhì)量為M，萬有引力恒量為G，則當它從距地球中心R1處下降到R2處時，飛船增加的動能應等于 (A) (B) (C) (D) (E) 4、質(zhì)點的質(zhì)量為m，置于光滑球面的頂點A處(球面固定不動)，如圖所示當它由靜止開始下滑到球面上B點時，它的加速度的大小為 (A) (B) (C) (D) 5、如圖所示，兩個同心的均勻帶電球面，內(nèi)球面半徑為R1、帶電荷Q1，外球面半徑為R2、帶電荷Q2 .設無窮遠處為電勢零點，則在兩個球面之間、距離球心為r處的P點的電勢U為：(A) (B)(C) (D) 6、面積為S的空氣平行板電容器，極板上分別帶電量±q，若不考慮邊緣效應

3、，則兩極板間的相互作用力為 (A) (B) (C) (D) 7、一無限長直導體薄板寬為l，板面與z軸垂直，板的長度方向沿y軸，板的兩側與一個伏特計相接，如圖整個系統(tǒng)放在磁感強度為的均勻磁場中，的方向沿z軸正方向如果伏特計與導體平板均以速度向y軸正方向移動，則伏特計指示的電壓值為 (A) 0 (B) vBl (C) vBl (D) 2vBl 8、兩根無限長平行直導線載有大小相等方向相反的電流I，并各以dI /dt的變化率增長，一矩形線圈位于導線平面內(nèi)(如圖)，則： (A) 線圈中無感應電流 (B) 線圈中感應電流為順時針方向 (C) 線圈中感應電流為逆時針方向 (D) 線圈中感應電流方向不確定

4、9、有下列幾種說法： (1) 所有慣性系對物理基本規(guī)律都是等價的 (2) 在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關 (3) 在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同若問其中哪些說法是正確的, 答案是 (A) 只有(1)、(2)是正確的 (B) 只有(1)、(3)是正確的 (C) 只有(2)、(3)是正確的 (D) 三種說法都是正確的 10、一勻質(zhì)矩形薄板，在它靜止時測得其長為a，寬為b，質(zhì)量為m0由此可算出其面積密度為m0 /ab假定該薄板沿長度方向以接近光速的速度v作勻速直線運動，此時再測算該矩形薄板的面積密度則為 (A) (B) (C) (D) 二、填空題（28分）11

5、、（3分）一質(zhì)點作半徑為 0.1 m的圓周運動，其角位置的運動學方程為： (SI)則其切向加速度為=_12、（3分） 一圓錐擺擺長為l、擺錘質(zhì)量為m，在水平面上作勻速圓周運動，擺線與鉛直線夾角q，則 (1) 擺線的張力T_； (2) 擺錘的速率v_ 13、（3分）設作用在質(zhì)量為1 kg的物體上的力F6t3（SI）如果物體在這一力的作用下，由靜止開始沿直線運動，在0到2.0 s的時間間隔內(nèi)，這個力作用在物體上的沖量大小_ 14、（3分）兩根相互平行的“無限長”均勻帶正電直線1、2，相距為d，其電荷線密度分別為l1和l2如圖所示，則場強等于零的點與直線1的距離a為_ 15、（4分）靜電場中有一質(zhì)子

6、(帶電荷e1.6×10-19 ) 沿圖示路徑從a點經(jīng)c點移動到b點時，電場力作功8×10-15 J則當質(zhì)子從b點沿另一路徑回到a點過程中，電場力作功A_；若設a點電勢為零，則b點電勢Ub_ . 16、（4分）一條無限長直導線載有10 A的電流在離它 0.5 m遠的地方它產(chǎn)生的磁感強度B為_ 一條長直載流導線，在離它 1 cm處產(chǎn)生的磁感強度是10-4 T，它所載的電流為_ 17、（5分）四根輻條的金屬輪子在均勻磁場中轉動，轉軸與平行，輪子和輻條都是導體，輻條長為R，輪子轉速為n，則輪子中心O與輪邊緣b之間的感應電動勢為_，電勢最高點是在_處 18、（3分） 反映電磁場基本性

7、質(zhì)和規(guī)律的積分形式的麥克斯韋方程組為 ， ， ， 試判斷下列結論是包含于或等效于哪一個麥克斯韋方程式的將你確定的方程式用代號填在相應結論后的空白處 (1) 變化的磁場一定伴隨有電場；_ (2) 磁感線是無頭無尾的；_ (3) 電荷總伴隨有電場_ 三、 計算題（32分）19、（5分） 質(zhì)量為m，速率為v的小球，以入射角a斜向與墻壁相碰，又以原速率沿反射角a方向從墻壁彈回設碰撞時間為，求墻壁受到的平均沖力20、（10分） 一質(zhì)量為m的物體懸于一條輕繩的一端，繩另一端繞在一輪軸的軸上，如圖所示軸水平且垂直于輪軸面，其半徑為r，整個裝置架在光滑的固定軸承之上當物體從靜止釋放后，在時間t內(nèi)下降了一段距離

8、S試求整個輪軸的轉動慣量(用m、r、t和S表示) 21、（10分） 如圖所示，長直導線中電流為i，矩形線框abcd與長直導線共面，且adAB，dc邊固定，ab邊沿da及cb以速度無摩擦地勻速平動t = 0時，ab邊與cd邊重合設線框自感忽略不計 (1) 如i =I0，求ab中的感應電動勢ab兩點哪點電勢高？ (2)如i =I0coswt，求ab邊運動到圖示位置時線框中的總感應電動勢 22、（5分） 一電子以0.99c (c為真空中光速)的速率運動試求： (1) 電子的總能量是多少？ (2) 電子的經(jīng)典力學的動能與相對論動能之比是多少？(電子靜止質(zhì)量me=9.11×10-31 kg)四

9、、證明題（5分）23、（5分） 在一任意形狀的空腔導體內(nèi)放一任意形狀的帶電體，總電荷為q，如圖所示試證明，在靜電平衡時，整個空腔內(nèi)表面上的感生電荷總是等于-q 五、問答題（5分）24、（5分） 電荷為q1的一個點電荷處在一高斯球面的中心處，問在下列三種情況下，穿過此高斯面的電場強度通量是否會改變？電場強度通量各是多少？(1) 將電荷為q2的第二個點電荷放在高斯面外的附近處； (2) 將上述的q2放在高斯面內(nèi)的任意處； (3) 將原來的點電荷移離高斯面的球心，但仍在高斯面內(nèi) 南京師范大學2013-2014上學期大學物理期末模擬試題及答案一、 選擇題（30分，每題3分）1、C；2、C；3、C；4、

10、D；5、C；6、B；7、A；8、B；9、D；10、C二、填空題（28分）11、0.1 m/s2 3分12、 1分 2分13、 18 N·s 3分14、 3分15、8×10-15 J 2分5×104 V 2分16、 4×10-6 T 2分 5 A 2分17、 pBnR2 3分 O 2分18、 1分 1分 1分三、計算題（32分）19、解：建立圖示坐標，以vx 、vy表示小球反射速度的x和y分量,則由動量定理，小球受到的沖量的x,y分量的表達式如下： x方向： 1分 y方向： 1分 v x=v cos a 方向沿x正向 1分根據(jù)牛頓第三定律，墻受的平均沖力

11、1分方向垂直墻面指向墻內(nèi) 1分amvmva解法二：作動量矢量圖，由圖知方向垂直于墻向外 2分由動量定理: 得 1分不計小球重力，即為墻對球沖力 1分 由牛頓第三定律,墻受的平均沖力 1分方向垂直于墻，指向墻內(nèi) 20、解：設繩子對物體(或繩子對輪軸)的拉力為T，則根據(jù)牛頓運動定律和轉動定律得： mg­Tma 2分 T rJb 2分由運動學關系有： a = rb 2分由、式解得： Jm( ga) r2 / a 又根據(jù)已知條件 v00 S， a2S / t2 2分將式代入式得：Jmr2(1) 2分21、解：(1)所處的磁場不均勻，建立坐標ox，x沿ab方向，原點在長直導線處，則x處的磁場為 ， i =I0 2分沿a b方向 3分故 1分 (2) ，以abcda作為回路正方向， 2分上式中， 則有 4分22、解：(1) =5.8×10-13 J 2分 (2) = 4.01×10-14 J = 4.99×10-13 J 8.04×10-2 3分四、證明題（5分）23、證：設內(nèi)表面上感生電量為q在導體內(nèi)