2011大学物理上试题解答.doc

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1、2011大学物理上期末试卷解答一、选择题1.（本题3分，答案：B）两个匀质圆盘A和B的密度分别为ρA和ρB,若ρA＞ρB,但两圆盘的半径质量与厚度相同,如两圆盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量分别为JA和JB,则(A)JA>JB.(B)JA

2、生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起随杆转动，则这一系统碰撞后的转动角速度(A)(B)(C)(D)(E)3.（本题3分，答案：D）点电荷Q被曲面S所包围，从无穷远处引入另一点电荷q至曲面外一点，如图所示，则引入前后(A)曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变.(B)曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变.(C)曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化.(D)曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化.M···aa+qP图4.34.（本题3分，答案：D）如图4.3所示，在点电荷+q的电场中，若取图中M点为电势零点，则P点的电势为(A)q/4pe0a.(B)q

3、/8pe0a.(C)-q/4pe0a.(D)-q/8pe0a.5．（本题3分，答案：D）半径分别为R和r的两个金属球，相距很远.用一根长导线将两球连接,并使它们带电.在忽略导线影响的情况下，两球表面的电荷面密度之比sR/sr为:(A)R/r.(B)R2/r2.(C)r2/R2.(D)r/R.二、填空题6.（本题3分）地球的自转角速度可以认为是恒定的，地球对于自转的转动惯量J＝9.8×1037kg·m2．地球对于自转轴的角动量L＝___．（答：7.1×1033kg·m2/s）7．（本题3分）图中曲线表示一种球对称性静电场的电势分布，r表示离对称中心的距离．这是由______

4、___产生的电场．（答案：半径为R的均匀带正电球面）8.（本题3分）半径为0.5cm的无限长直圆柱形导体上，沿轴线方向均匀地流着I=3A的电流．作一个半径r=5cm、长l=5cm且与电流同轴的圆柱形闭合曲面S，则该曲面上的磁感强度沿曲面的积分_______．（答案：0）9．（本题3分）如图所示，在真空中有一半径为a的3/4圆弧形的导线，其中通以稳恒电流I，导线置于均匀外磁场中，且与导线所在平面垂直．则该载流导线bc所受的磁力大小为_____．（答案：）10.（本题4分）判断在下述情况下，线圈中有无感应电流，若有，在图中标明感应电流的方向．(1)两圆环形导体互相垂直地放置．

5、两环的中心重合，且彼此绝缘，当B环中的电流发生变化时，在A环中____（答案：无感应电流）．(2)无限长载流直导线处在导体圆环所在平面并通过环的中心，载流直导线与圆环互相绝缘，当圆环以直导线为轴匀速转动时，圆环中___（答案：无感应电流）．三、计算题11.质量为M1＝24kg的圆轮，可绕水平光滑固定轴转动，一轻绳缠绕于轮上，另一端通过质量为M2＝5.0kg的圆盘形定滑轮悬有m＝5.0kg的物体，求当重物由静止开始下降了h=0.5m时，（1）物体的速度，（2）绳中的张力.解：各物体的受力情况如图所示．图2分由转动定律、牛顿第二定律及运动学方程，可列出以下联立方程：T1R＝J

6、1b1＝方程各1分共5分T2r－T1r＝J2b2＝mg－T2＝ma,a＝Rb1＝rb2,v2＝2ah求解联立方程，得m/s2=2m/s1分T2＝m(g－a)＝58N1分T1＝＝48N1分12.（本题10分）一段半径为的细圆弧，对圆心的张角为，其上分布有正电荷，试以表示出圆心O处的电场强度.解：取坐标xOy如图，由对称性可知：2分4分13.电荷面密度分别为+σ和-σ的两块“无限大”均匀带电平行平面，处于与平面垂直的x轴上的+a和-a的位置上.设坐标原点O处电势为零，求空间的电势分布表示式并画出其曲线.解：由高斯定理可得场强分布为：E=-s/e0(－a＜x＜a)1分E=0(

7、－∞＜x＜－a，a＜x＜＋∞)1分由此可求电势分布：在－∞＜x≤－a区间2分在－a≤x≤a区间2分在a≤x＜∞区间2分，图2分14（本题5分）半径R的均匀环形导线在b、c两点处分别与两根互相垂直的载流导线相连接，已知环与二导线共面，如图所示若直导线中的电流强度I，求：环心O处磁感强度大小和方向.解：ab和cd两部分流在O点产生的磁场方向相同，相当于一根直载流导线在O点产生的磁场：1分bc两段在O点产生的磁场大小相等，方向相反而抵消．2分所以O点的磁感强度为1分方向垂直纸面向外．1分15.（本题10分）横截面为矩形的环形螺线管，