贵州大学2010—2011学年第二学期考试试卷
大学物理4-1
注意事项：
1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。
2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。
3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。
4. 满分100分，考试时间为120分钟。
专业 学号 姓名_________________
一、选择题（共30分，每小题3分）
1.一质点在平面上运动,运动方程为:Bt At 22+=,其中A,B 为常数.则该质点作( B )
(A)匀速直线运动 (B)变速直线运动 (C)抛物线运动 (D)一般曲线运动
知识点：速度、加速度；难度：B ； 答案：（B ）
2.如图，滑轮、绳子质量及运动中的摩擦阻力都忽略不计，物体A 的质 量m 1
大于物体B
的质量m 2．在A 、B 运动过程中弹簧秤S 的读数是 （ D ）
(A) .)(21g m m + (B) .)(21g m m -
(C)
.22121g m m m m + (D) .42
12
1g m m m m +
知识点：牛顿定律及应用；难度：C ； 答案：（D)
3.关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 ( C )
(A) 只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关.
(B) 取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关.
1
(C) 取决于刚体的质量，质量的空间分布和轴的位置.
(D) 只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关. 知识点：刚体 类型：A 答案：C
4. 一导体放在静电场中，当达到静电平衡时（ D ）
（A ）整个导体都是等势体 （B ）导体表面是等势面
（C ）导体表面处电场强度的方向都与导体表面垂直 （D ）以上均正确 知识点：静电平衡 类型：A 答案：D
5.如图，一个带电量为q 的点电荷位于正立方体的中心上，则通过其中一侧面的
电场强度通量等于：（ B ）
（A ）
04εq (B) 06εq
(C)
06πεq
(D) 04πεq
知识点：静电平衡 类型：A 答案：B
6. 一质点的运动学方程为x=x(t)，y=y(t)，在计算该点的速度和加速度时,下列四种算法中，正确的是( D )
(A)先算2
2
y x r +=，后根据下式求结果:22dt
r d a dt
dr
v ==
(B) 2
2)
()(dt dy dt dx v +=2
222)()(ρ
v dt s d a +=
(C)2
222222
2)()()
()(dt
y d dt x d a dt
dy dt dx v +=+=
(D) dt
y
d dt x d dt
dy dt dx 2222+=+=
知识点：速度 加速度 类型：A
答案：D
7. 磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为R ，x 坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上．图(A)～(D)哪一条曲线表示B －x 的关系？ ( B )
知识点 安培环路定理 类型B 答案B
8. 取一闭合积分回路 L ，使三根载流导线穿过它所围成的面．现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则 ( B )
(A)回路L 内的∑I 不变，L 上各点的B 不变． (B)回路L 内的∑I 不变，L 上各点的B 改变. (C)回路L 内的∑I 改变，L 上各点的B 不变. (D)回路L 内的∑I 改变，L 上各点的B 改变.
知识点：安培环路定理 类型：A
答案：B
9. 在尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则两环中 ( C)
(A)．感应电动势相同，感应电流相同； (B)．感应电动势不同，感应电流不同； (C)．感应电动势相同，感应电流不同；
(D)．感应电动势不同，感应电流相同。 知识点：感应电动势、感应电流 类型：A 答案：C
10.考虑下列四个实例，你认为哪一个实例中物体和地球构成的系统的机械能不守恒? （）
(A) 物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升 (B)
物体作圆锥摆运动
(C) 抛出的铁饼作斜抛运动（不计空气阻力） (D) 物体在光滑斜面上自由滑下 知识点：机械能守恒；类型：A ； 答案：（A ）
二、判断题（共10分,每小题2分）判断题（每题2分，共10
分）
1. 质点系中的一对内力不能改变质点系的总动能。（） 知识点：功能原理；类型：A 类；答案 （ × ）；
2. 质量相同，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩作用下，运动状态一定相同.（） 知识点：转动惯量，转动定律；类型：A ；答案 （×）；
3．当闭合曲面内电荷代数和为零时，高斯面上场强处处为零。( )
知识点：点电荷的电场；类型：A ；答案：（×）；
4．磁场的高斯定理说明磁感线既不能起始也不能终止，是连续的，反映了磁场是“无源”的这一特性。 （ ） 知识点：磁场的高斯定理； 类型：A ；答案：（√ ）；
5、动生电动势产生的根本原因是由于运动导体中的电荷在磁场中受洛仑兹力的结果。（ ） 知识点：动生电动势；类型A ；答案：（√）；
三、填空题（共20分,每小题4
分）
1、一质点沿半径为1m 的圆周运动,其位移θ随时间t 的变化规律是)(5102SI t +=θ,在t=2s 时,它的切向加速度=t a ( ),法向加速度=n a ( ) 知识点：圆周运动；类型：A 答案：222
400/10-⋅====s m r a s m r a n t ωα
2、某质点在力i x F
)(54+=（SI ）的作用下沿x 轴作直线运动，在从x=0移动到x=10m
的过程中，力所做的功为 （SI ），该质点动能的增量ΔE k = （SI ）。
知识点：力的空间积累，动能定律，功；类型：A ； 答案： 290 J ； 290 J
3、一个转动惯量为J 的圆盘绕一固定轴转动，初角速度为0ω。设它所受阻力矩与转动角速度成正比M k ω=- (k 为正常数)。它的角速度从0ω变为0/2ω所需时间是 ，在上述过程中阻力矩所做的功为 . 知识点：转动定律，动能定理；类型：C 类；
答案：(/)ln 2J k ; 2
03/8J ω-；
4、如图，一曲线电流，尺寸如图，圆心O 处的磁感应强度为 .
知识点：毕萨定律应用；类型：A 答案： 2
020101
04444R I
R I R I R I
μπμπμμ--+
5、一匝数N=1000的线圈，通过每匝线圈的磁通量
，则任意时
刻线圈感应电动势的大小 。 知识点：法拉第电磁感应定律；类型 B 答案：t ππ10cos 1058⨯
四、计算题（每题10分，共30分）
1. 一质量为m 的小球由地面以速度0v 竖直上抛，若空气对
其阻力的值为2mkv f =，其中k 为常量，求小球在上升
过程中任一位置时的速度。
知识点：牛顿第二定律应用；难度：B 类
解：（1）)(22kv g m mkv mg ma F +-=--==
得)(2kv g a +-= ①
因为dy dv
v dt dv a == ②
由①②得⎰⎰+=-v v y kv g vdv
dy 02
解得[]
ky e kv g g k
v 22
0)(1-+-=
2． 一轴承光滑的定滑轮,质量为M = 2.00 kg,半径为R = 0.100 m,一根不能伸长的轻绳
,一端缠绕在定滑轮上,另一端系有一质量为m = 5.00 kg 的物体,如图所示.已知定滑轮的转动惯量为J =MR 2/2.其初角速度ω 0=10.0 rad/s,方向垂直纸面向里.求:
(1) 定滑轮的角加速度;
(2) 定滑轮的角速度变化到ω = 0时,物体上升的高度; (3)当物体回到原来位置时,定滑轮的角速度. 知识点：转动定律；机械能守恒；类型：A
解：(1) βJ M g =-；mgR M g =； 得：490-=β kg · m 2
(2) 49-==βR a m/s 2 ; 100==ωR v m/s ；at v at h ==02
;2
1 得：01.0=h m (3) R v J mv mgh ωω=+=
;2
1212
2； 0
得：04.4=ω rad/s
3.一个半径为R 的球体内的电荷体密度为ρ=kr ，式中r 是径向距离，k 是常量。求空间的电场强度分布。 知识点：静电场 高斯定理 ；类型：A
解：在球体作半径为r 的同心高斯球面1s ，设1s 上的电场强度为1E ，对1s 运用高斯定理，有
⎰⎰=
=∙dV
r E S d E ρεπ0
2111
4
式中⎰dV ρ是2S 所围的电荷量
⎰dV ρ=⎰⎰==r
r
kr dr r k dr r
kr 0
4302
44πππ
所以，在球体内离球心r 处的电场强度为
)R r (e kr )r (r <<=04E 0
2
1ε
在球外作半径为r 的同心高斯球面2S ，设2S 上的电场强度为2E
，对2S 运用高斯定理，有
⎰⎰
=
=∙dV r E S d E s ρεπ0
222142
2S 包围了整个球体
40
32
44kR dr r k dr r
kr dV r
r
πππρ===⎰⎰⎰
所以，在球体外离球心r 处的电场强度为
)R r (e r kR )r (r >= 2
0424E ε
4. 长为L 的导体杆AB 与无限长直流I 共面。当杆以速度v 竖直向
上运动时，求AB 上的电动势大小和方向。 知识点：动生电动势 ；类型：A
解：以电流位置为坐标原点，水平方向建立X 坐标轴。在杆上取一元线段dl ，其坐标为x ，杆AB 上的电动势为
()0cos302o i I d v B dl v dl x μεεπ==⨯⋅=⎰⎰⎰ 030cos dl dx = 代入上式 0
0cos300cos302cos30a L o i a Iv d dx x μεεπ+∴==⎰⎰
02ln 2a L Iv a μπ= 方向由B 指向A
