苏大 - 基础物理 - (上)题库 - 试卷及答案

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(01)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一飞轮以角速度ω0绕轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为I;另一个转动惯量为2I的静止飞轮突然被啮合到同一轴上,啮合后整个系统的角速度ω= 。

2、一飞轮以600转/分的转速旋转,转动惯量为2.5kg2m2,现加一恒定的制动力矩使飞轮在1s内停止转动,则该恒定制动力矩的大小M= 。

3、质量为m=0.1kg的质点作半径为r=1m的匀速圆周运动,速率为v=1m/s,当它走过

1圆2??周时,动量增量?P= ,角动量增量?L= 。

4、一水平管子的横截面积在粗处为S1=50cm2,细处S2=20cm2,管中水的流量Q=3000cm3/s,则粗处水的流速为v1= ,细处水的流速为v2= 。水管中心轴线上1处与2处的压强差P1-P2= 。

5、半径为R的均匀带电球面,带有电量Q,球心处的电场强度E= ,电势U= 。

6、图示电路中,开关S开启时,UAB= ,开关S闭合后AB中的电流I= ,开关S闭合后A点对地电位UAO= 。

6ΩA3ΩOS3ΩB6Ω+36V12

7、电路中各已知量已注明,电路中电流I= ,ab间电压Uab= 。

aε,rRb

8、如图所示,磁场B方向与线圈平面垂直向内,如果通过该线圈

?ε,rBR的磁通量与时间的关系为:Φ=6t2+7t+1,Φ的单位为10-3Wb,t的单位为秒。当t=2秒时,回路的感应电动势ε= 。

?? 9、空气平板电容器内电场强度为E,此电容放在磁感强度为B的均

++v0

01-1

+B-+---匀磁场内。如图所示,有一电子以速度v0进入电容器内,v0的方向与平板电容器的极板平行。当磁感强度与电场强度的大小满足 关系时,电子才能保持直线运动。 10、图中各导线中电流均为2安培。磁导率μ0已知为4π310-7

T2m/A,那么闭合平面曲线l上的磁感应强度的线积分为

l?????B?dl? 。

l11、螺绕环中心线周长l=20cm,总匝数N=200,通有电流I=0.2A,环内充满μr=500的磁介质,环内磁场强度H= ,磁感强度B= ,螺绕环储藏的磁场能量密度w= 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、半径为R,质量为M的均匀圆盘能绕其水平轴转动,一细绳绕在圆盘的边缘,绳上挂质量为m的重物,使圆盘得以转动。 (1)求圆盘的角加速度;

(2)当物体从静止出发下降距离h时,物体和圆盘的动能各为多少?

2、某质点作简谐振动,周期为2s,振幅为0.06m,计时开始时(t=0),质点恰好在负向最大位移处,求:

(1)该质点的振动方程;

(2)若此振动以速度v=2m/s沿x轴正方向传播,求波动方程; (3)该波的波长。

3、图示电路,开始时C1和C2均未带电,开关S倒向1对C1充电后,再把开关S拉向2,如果C1=5μF,C2=1μF,求: (1)两电容器的电压为多少?

(2)开关S从1倒向2,电容器储存的电场能损失多少? 4、求均匀带电圆环轴线上离圆心距离a处的电势,设圆环半径为R,带有电量Q。

5、两根长直导线互相平行地放置在真空中,如图所示,导线中通有同向电流I1=I2=10安培,求P点的磁感应强度。已知

PRPahMR1S+100VC12C2PI1?PI2?0.50米,PI1垂直PI2。

I1I26、直径为0.254cm的长直铜导线载有电流10A,铜的电阻率ρ=1.7310-8Ω2m,求:

01-2

(1)导线表面处的磁场能量密度ωm; (2)导线表面处的电场能量密度ωe。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(02)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、半径为R的圆盘绕通过其中心且与盘面垂直的水平轴以角速度ω转动,若一质量为m的小碎块从盘的边缘裂开,恰好沿铅直方向上抛,小碎块所能达到的最大高度h= 。 2、一驻波的表达式为y=2Acos(2πx/λ)cos(2πνt),两个相邻波腹之间的距离是 。

3、一水平水管的横截面积在粗处为A1=40cm2,细处为A2=10cm2。管中水的流量为Q=3000cm3/s,则粗处水的流速为v1= ,细处水的流速为v2= 。水管中心轴线上1处与2处的压强差P1-P2= 。

4、两劲度系数均为k的弹簧串联起来后,下挂一质量为m的重物,系统简谐振动周期为 ;若并联后再下挂重物m,其简谐振动周期为 。 5、固定于y轴上两点y=a和y=-a的两个正点电荷,电量均为q,现将另一个正点电荷q0放在坐标原点,则q0的电势能W= 。如果点电荷q0的质量为m,当把q0点电荷从坐标原点沿x轴方向稍许移动一下,在无穷远处,q0点电荷的速度v= 。

qR2R1126、点电荷q位于原不带电的导体球壳的中心,球壳内外半径分别为R1和R2,球壳内表面感应电荷= ,球壳外表面感应电荷= ,球壳电势U= 。 7、极板面积为S,极板间距为d的空气平板电容器带有电量Q,现平行插入厚度

+Qd的金属板,则金属板内电场Eˊ2-Q= ,插入金属板后电容器储能W= 。 8、导线ABCD如图所示,载有电流I,其中BC段为半径为R的半圆,O为其圆心,AB、CD沿直径方向,载流导线在O点的磁感应强度为 ,其方向为 。

9、将磁铁插入一半径为r的绝缘环,使环中的磁通量的变化为

ABOCDd?,此时环中的感生电动dt 01-3

势?i= ,感生电流i= 。

10、一半径为R=0.1米的半圆形闭合线圈载有电流10安培,放在均匀外磁场中,磁场方向与线圈平面平行,B=0.5特斯拉,线圈所受磁力距M= ,半圆形通电导线所受磁场力的大小为 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一轻绳绕于半径r=0.2m的飞轮边缘,现以恒力F=98N拉绳的一端,使飞轮由静止开始转动,已知飞轮的转动惯量I=0.5Kg?m2,飞轮与轴承之间的摩擦不计。求:

(1)飞轮的角加速度;

(2)绳子下拉5m时,飞轮的角速度和飞轮获得的动能?

F=98NrBI

2、一个水平面上的弹簧振子(劲度系数为k,重物质量为M),当它作振幅为A的无阻尼自由振动时,有一块质量为m的粘土,从高度为h处自由下落,在M通过平衡位

OxhM置时,粘土正好落在物体M上,求系统振动周期和振幅。 3、图示电路中,每个电容C1=3μF,C2=2μF,ab两点电压U=900V。求:

(1)电容器组合的等效电容; (2)c、d间的电势差Ucd。

bC1UC2C1aeC1cC1C2C1f4ΩC1dC1

4、图示网络中各已知量已标出。求 (1)通过两个电池中的电流各为多少; (2)连线ab中的电流。

5Ω7Ω6Va3V3.5Ω2.5Ωb

5、如图所示长直导线旁有一矩形线圈且CD与长直导线平行,导线中通有电流I1=20安培,线圈中通有电流I2=10安培。已知a=1.0厘米,b=9.0厘米,l=20厘米。求线圈每边所受的力。

DI1aCbI2ElF 01-4

6、半径R=10cm,截面积S=5cm2的螺绕环均匀地绕有N1=1000匝线圈。另有N2=500匝线圈均匀地绕在第一组线圈的外面,求互感系数。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(03)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式) 1、质量为m,半径为R的细圆环,悬挂于图示的支点P成为一复摆,圆环对

CP质心C的转动惯量IC= ,对支点P的转动惯量IP= ,圆环作简谐振动的周期T= 。

2、波动方程y=0.05cos(10πt-4πx),式中单位采用国际单位制,则波速

v= ,波入λ= ,频率ν= ,波的传播方向为 。

6Ω+36V3、图示电路中,开关S开启时,UAB= ,开关S闭合后,AB中的电流I= ,开关S闭合后A点对地电势UAO= 。

3ΩSB6ΩOA3Ω

4、半径为R0,带电q 的金属球,位于原不带电的金属球壳(内、外半径分别为R1和R2)的中心,球壳内表面感应电荷= ,球壳电势U= , 5、电流密度j的单位 ,电导率σ的单位 。 6、如图所示电子在a点具有速率为v0=107m/s,为了使电子能沿半圆周运动到达b点,必须加一匀强磁场,其大小为 ,其方向为 ;电子自a点运动到b点所需时间为 ,在此过程中磁场对电子所作的功为 。 (已知电子质量为9.11310-31千克;电子电量为1.6310-19库仑)。

qR0R2R1v0a10cmb7、在磁感应强度为B的匀强磁场中,平面线圈L1面积为A1通有电流I1,此线圈所受的最大力矩为 ,若另一平面线圈L2也置于该磁场中,电流为I2=

1I1,面积2S2=

1S1,则它们所受的最大磁力矩之比为M1/M2= 。 2二、计算题:(每小题10分,共60分)

01-5

1、如图所示,质量M=2.0kg的笼子,用轻弹簧悬挂起来,静止在平衡位置,弹簧伸长x0=0.10m。今有质量m=2.0kg的油灰由距离笼底高h=0.30m处自由落到笼子上,求笼子向下移动的最大距离。 问什么不能全程考察呢?

2、长为l,质量为m均质细棒,可绕固定轴O(棒的一个端点),在竖直平面内无摩擦转动,如图所示。棒原静止在水平位置,将其释放后当转过θ角时,求棒的角加速度β、角速度ω。

3、2μF和4μF的两电容器并联,接在1000V的直流电源上 (1)求每个电容器上的电量以及电压;

(2)将充了电的两个电容器与电源断开,彼此之间也断开,再重新将异号的两端相连接,试求每个电容器上最终的电量和电压。

4、均匀带电直线,长为L,线电荷密度为λ,求带电直线延长线上一点P的电场强度。如图所示,P点和直线一端的距离为d。

5、两平行长直导线相距d=40厘米,每根导线载有电流I1=I2=20安培,如图所示。求:(1)两导线所在平面内与该两导线等距的P点处的磁感应强度;(2)通过图中斜线所示面积的磁感应通量,已知r1 =10厘米,l=25厘米。

hOθLdPr1I1lr2Pr1I2?dB6、在图示虚线圆内,有均匀磁场B它正以?0.1T/S减少设

dt某时刻B=0.5T,求:

(1)在半径r=10cm的导体圆环的任一点上涡旋电场E的大小和方向; (2)如果导体圆环的电阻为2Ω求环内的电流;

(3)如果在环上某一点切开,并把两端稍许分开,则两端间电势差为多少?

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(04)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一飞轮的角速度在5 s内由90 rad·s-1均匀地减到80 rad·s-1,那末飞轮的角加速度β= ,在此5 s内的角位移Δθ= ,再经 秒,飞轮将停aOBb 01-6

止转动。

2、某弹簧振子的总能量为2310-5J,当振动物体离开平衡位置EP= ,动能Ek= 。

3、一质量为10 kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t = 0时物体位于原点,速率为零,如果物体在作用力F=(5 + 4x)(F的单位为N)的作用下运动了2 m,它的加速度a = ,速度v = 。

4、半径为R的均匀带电Q的球面,球面内电场强度E= ,球面内电势U= 。

5、两无限大的平行平面均匀带电板,电荷面密度分别为±σ,极板间电场强度E= ,如两极板间距为d,则两极板电势差ΔU= 。

6、电路中各已知量已注明,电路中电流I= ,ac间电势差Uac= ,ab间电势差Uab= 。

abc1振幅处,其势能2+σσ-ε,rR ε,rR7、在一个自感系数为L的线圈中有电流I,此线圈自感磁能为 ,而二个电流分别为I1,I2的互感系数为M的线圈间的互感磁能为 。

8、无限长载流圆柱体内通有电流I,且电流沿截面均匀分布,那末圆柱体内与轴线距离为r处的磁感应强度为 。

9、直径为8cm的圆形单匝线圈载有电流1A,放在B=0.6T的均匀磁场中,则此线圈所受的

?最大磁力矩为 ,线圈平面的法线与B的夹角α等于

时所受转矩刚好是最大转矩的一半。此线圈磁矩的大小为 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、某冲床上的飞轮的转动惯量为4.0310kg2m,当它的转速达到每分钟30转时,它的转动动能是多少?每冲一次,其转速降为每分钟10转。求每冲一次飞轮所做的功。

2、一平面简谐波沿x轴正向传播,波的振幅A=10cm,波的圆频率? =7πrad/s,当t=1.0s时,x=10cm处的a质点正通过其平衡位置向y轴负方向运动,而x=20cm处的b质点正通过y=5.0cm点向y轴正方向运动,设该波波长λ>10cm,求该平面波的表达式。

01-7

3

2

3、2μF和4μF的两电容器串联,接在600V的直流电源上 (1)求每个电容器上的电量以及电压;

(2)将充了电的两个电容器与电源断开,彼此之间也断开,再重新将同号的两端相连接在一起,试求每个电容器上最终的电荷和电压。

4、有半径为a的半球形电极与大地接触,大地的电阻率为ρ,假设电流通过接地电极均匀地向无穷远处流散,试求接地电阻。

5、长直导线均匀载有电流I,今在导线内部作一矩形平面S,其中一边沿长直线对称轴,另一边在导线侧面,如图所示,试计算通过S平面的磁通量。(沿导线长度方向取1m)取磁导率μ=μ0.

Is6、长直导线通有电流I=5.0安培,相距d=5.0厘米处有一矩形线圈,共1000匝。线圈以速度v=3.0厘米/秒沿垂直于长导线的方向向右运动,求线圈中的感生电动势。已知线圈长l=4.0厘米宽a=2.0厘米。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(05)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

dalv1、一飞轮作匀减速转动,在5S内角速度由40πrad/S减到10πrad/S,则飞轮在这5S内总共转过了 圈,飞轮再经 的时间才能停止转动。

2、一横波的波动方程为y=0.02sin2π( 100t-0.4x ) ( SI ),则振幅是 ,波长是 ,频率是 ,波的传播速度是 。

3、一水平水管粗处的横截面积为S1=40cm2,细处为S2=10cm2,管中水的流量为Q=6000cm3/S,则水管中心轴线上1处与2处的压强差P1-P2= 。 4、相距l的正负点电荷±q组成电偶极子,电偶极矩p= 。该电偶极子在图示的A点(r>>l)的电势UA= 。

5、点电荷+q和-q的静电场中,作出如图的二个球形

-ql+qrAs2s1+q-q 01-8

闭合面S1和S2、通过S1的电场通量φ1= , 通过S2的电场通量φ2= 。

6、点电荷q位于原先带电Q的导体球壳的中心,球壳的 内外半径分别为R1和R2,球壳内表面带电= , 球壳外表面带电= ,球壳电势U= 。

7、已知在一个面积为S的平面闭合线圈的范围内,有一随时间变化的均匀磁场B(t),则此闭合线圈内的感应电动势ε= 。 8、半圆形闭合线圈半径为R,载有电流I,它放在图示的 均匀磁场B中,它的直线部份受的磁场力大小为 弯曲部份受的磁场力大小为 ,整个闭合导线 所受磁场力为 。

qR2R1IRIBI9、如图所示,磁感应强度B沿闭合 曲线L的环流∮LB2dl= 。

1I2

10、两根平行长直细导线分别载有电流100A和50A, 方向如图所示,在图示A、B、C三个空间内有可能 磁感应强度为零的点的区域为 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一根质量为M长为L的均匀细棒,可以在竖直平面内绕通过其一端的水平轴O转动。开始时棒自由下垂,有一质量为m的小球沿光滑水平平面以速度V滚来,与棒做完全非弹性碰撞,求碰撞后棒摆过的最大角度θ。

2、平面简谐波沿X轴正向传播,其波源振动周期T=2S,

ABC50A100AmvOMLθy(cm) 01-9

1002040x(m)t=0.5S时的波形如图所示,求: (1)写出O点的振动方程; (2)写出该平面谐波的波动方程。

3、图示电路中,C1=10μF,C2=5μF,C3=4μF,电压U=100V,求: (1)电容器组合的等效电容, (2)各电容器储能。

RC1UC2C34、图示电路中各已知量已标明,求电阻Ri上的电压为多少?

εR1ε2Ri5、内外半径分别为a和b的中空无限长导体圆柱,通有电流I,电流均匀分布于截面,求在rb区域的磁感应强度的大小。

6、圆形线圈a由50匝细线绕成,横截面积为4.0厘米,放在另一个半径为20厘米,匝数为100匝的另一圆形线圈b的中心,两线圈同轴共面。 求:(1)两线圈的互感系数;

(2)当线圈b中的电流以50安/秒的变化率减少时,线圈a内磁通量的变化率。 (3)线圈a中的感生电动势的大小。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(06)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动,当这物块的位移等于振幅的一半时,其动能是总能量的 (设平衡位置处势能为零)当这物块在平衡位置时,弹簧的长度比原长伸长△l,这一振动系统的周期为 。

2

I 01-10

2、一平面简谐波的波动方程为y=0.25cos(125t-0.37x)(SI),其圆频率 ω= ,波速V= ,波长λ= 。

3、一飞轮以角速度ω0绕轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为I,另一个转动惯量为5I的静止飞轮突然被啮合到同一个轴上,啮合后整个系统的角速度ω= 。 4、图示水平管子,粗的一段截面积S1=1m2,水的

S1流速为V1=5m/s,细的一段截面积S2=0.5m,压强 P2=23105Pa,则粗段中水的压强P1= 。

5、电偶极矩p的单位为 。闭合球面中心放置一电偶极矩为p的电偶极子则通过闭合球面的电场E的通量φ= 。

6、点电荷q位于导体球壳(内外半径分别为R1和R2)的中心,导体球壳内表面电势U1= 。球壳外表面U2= ,球壳外离开球心距离r处的电势U= 。

p2

S2qR2R17、固定于y轴上两点y=a和y=-a的两个正点电荷,电量均为q,现将另一个负点电荷-q0(质量m)放在x轴上相当远处,当把-q0向坐标原点稍微移动一下,当-q0经过坐标原点时速度V= ,-q0在坐标原点的电势能W= 。 8、如图所示带负电的粒子束垂直地射入两磁铁之间

NSv的水平磁场,则:粒子将向 运动。

9、长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成,两导体中有等值反向均匀电流I通过,其间充满磁导率为μ的均匀磁介质。介质中离中心轴距离为r的某点外的磁场强度的大小H= ,磁感应强度的大小B= 。

10、试求图中所示闭合回路L的∮LB2dl= 。

I1I2LI5I6I3I4

11、单匝平面闭合线圈载有电流I面积为S,它放在磁感应强度为B的均匀磁场中,所受力矩为 。

01-11

12、真空中一根无限长直导线中有电流强度为I的电流,则距导线垂直距离为a的某点的磁能密度wm= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、如图所示,一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联,绳子质量可以忽

MR略,它与定滑轮之间无滑动,假定一滑轮质量为M,半径为R,滑轮轴光滑,试求该物体由静止开始下落的过程中,下落速度与时间的关系。

2、质量m为5.6g的子弹A,以V0=501m/s的速率水平地射入一静止在水平面上的质量M为2Kg的木块B内,A射入B后,B向前移动了50cm后而停止, 求:(1)B与水平面间的摩擦系数; (2)木块对子弹所作的功W1; (3)子弹对木块所作的功W2。

3、金属平板面积S,间距d的空气电容器带有电量±Q,现插入面积介电常数为εr)。

求:(1)空气内的电场强度; (2)介质板内的电场强度; (3)两极板的电势差。

4、图示电路中各已知量已标明,求每个电阻中流过的电流。

24V2Ω16Ω18Ω30VmS的电介质板(相对2+Qεr-Q

5、半径为R的圆环,均匀带电,单位长度所带电量为λ,以每秒n转绕通过环心并与环面垂直的转轴作匀角速度转动。

求:(1)环心P点的磁感应强度;(2)轴线上任一点Q的磁感应强度。

PRQxIda 01-12 l6、长直导线通有交变电流I=5sin100πt安培,在与其距离d=5.0厘米处有一矩形线圈。如图所示,矩形线圈与导线共面,线圈的长边与导线平行。线圈共有1000匝,长l=4.0厘米宽a=2.0厘米,求矩形线圈中的感生电动势的大小。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(07)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一长为2L的轻质细杆,两端分别固定质量为m和2m的小球,此系统在竖直平面内可绕过中点O且与杆垂直的水平光滑固定轴转动,开始时杆与水平成60°角静止,释放后此刚体系统绕O轴转动,系统的转动惯量I= 。当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩M= ;角加速度β= 。

2、一飞轮以角速度ω0绕轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为I,另一个转动惯量为3I的静止飞轮突然被啮合到同一个轴上,啮合后整个系统的角速度ω= 。

3、一质点从t=0时刻由静止开始作圆周运动,切向加速度的大小为at,是常数。在t时刻,质点的速率为 ;假如在t时间内质点走过1/5圆周,则运动轨迹的半径为 ,质点在t时刻的法向加速度的大小为 。

4、固定与y轴上两点y=a和y=-a的两个正点电荷,电量均为q,现将另一个质量为m的正点电荷q0放在坐标原点,则q0的电势能W= ,当把q0点电荷从坐标原点沿x轴方向稍许移动一下,在无穷远处,q0点电荷的速度可以达到v= 。

5、半径为R的均匀带电球面,带电量Q,球面内任一点电场E= ,电势U= 。

6、电偶极子的电偶极矩P的单位为 。如图,离开电偶极子距离r处的电势U= ;如有一包围电偶极子的闭合曲面,则该闭合曲面的电场的通量φ= 。

7、如图所示,在平面内将直导线弯成半径为R的半圆与两射线,两射线的延长线均通过圆心O,如果导线中

OprB

01-13

I通有电流I,那末O点的磁感应强度的大小为 。

8、半径为R的半圆形闭合线圈,载有电流I,放在图示的均匀磁场B中,则直线部分受的磁场力F= ,线圈受磁场合力F合= 。

9、螺绕环中心线周长l=10cm,总匝数N=200,通有电流I=0.01A,环内磁场强度H= ,磁感强度B= 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一轻弹簧在60N的拉力下伸长30cm,现把质量为4kg的物体悬挂在该弹簧的下端使之静止,再把物体向下拉10cm,然后由静止释放并开始计时。求:

(1)物体的振动方程;(2)物体在平衡位置上方5cm时弹簧时对物体的拉力;(3)物体从第一次越过平衡位置时刻起到它运动到上方5cm处所需要的最短时间。

2、一物体与斜面间的磨擦系数μ=0.20,斜面固定,倾角α=45°,现给予物体以初速度v0=10m/s,使它沿斜面向上滑,如图所示。求: (1)物体能够上升的最大高度h;

(2)该物体达到最高点后,沿斜面返回到原出发点时的速率v。 3、金属平板面积S,间距d的空气电容器,现插入面积为

v0αhS的电介质板,相对介电常数为εr。求: 2(1)求插入介质板后电容C;

(2)两极板间加上电压U,求介质板内以及空气中的电场强度。

4、图示电路中各已知量已标明,求: (1)a、c两点的电势差; (2)a、b两点的电势差。

5、长导线POQ中电流为20安培方向如图示,α=120°。A点在PO延长线上,AO?a?2.0厘米,求A点的磁

QεrU12V2Ω2Ωab10V4Ω8V2Ωc3ΩPIAaαoI 01-14

感应强度和方向。

6、有一根长直的载流导线直圆管,内半径为a,外半径为b,电流强度为I,电流沿轴线方向流动,并且均匀分布在管的圆环形横截面上。空间P点到轴线的距离为x。计算: (1)xb等处P点的磁感应强度的大小。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(08)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一长为l的轻质细杆,两端分别固定质量为m和2m的小球,此系统在竖直平面内可绕过中点O且与杆垂直的水平光滑固定轴转动。开始时杆与水平成60°角静止,释放后,此刚体系统绕O轴转动。系统的转动惯量I= 。当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩M= ;角加速度β= 。

2mo60°m2、质量为m,长为1米的细棒,悬挂于离端点1/4米处的支点P,成为复摆,细棒对支点的转动惯量IP= ,细棒作简谐振动的周期T= ,相应于单摆的等值摆长是 。

3、图示水平管子,粗的一段截面积S1=0.1m2,水的流速v1=5m/s,细的一段截面积S2=0.05m,压强P2=2310Pa,则粗段中水的压强P1= 。

4、半径为R的均匀带细圆环,带有电量Q,圆环中心的电势U= ,圆环中心的电场强度E= 。

5、电偶极矩P的单位为 ,如图离开电偶极子距离r处的电势U= 。

6、点电荷q位于带有电量Q的金属球壳的中心,球壳的内外半径分别为R1和R2,球壳内(R1

7、螺线环横截面是半径为a的圆,中心线的平均半径为R且R>>a,其上均匀密绕两组线圈,匝数分别为N1和N2,这两个线圈的自感分别为L1= ,L2= ,两线圈的互感M= 。

8、一根长度为L的铜棒,在均匀磁场B中以匀角速度ω旋转着,B的方向垂直铜棒转动的平面,如图。设t=0时,铜棒与Ob成θ角,则在任一时刻t这根铜

O2

5

S1S2pr??LbωBθ 01-15

棒两端之间的感应电势是: ,且 点电势比 点高。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、飞轮的质量为60kg,直径为0.50m,转速为1000转/分,现要求

在5秒内使其制动,求制动力F。假定闸瓦与飞轮之间的磨擦系数μ=0.40,飞轮的质量全部分布在圆周上。尺寸如图所示。

2、一物体作简谐振动,其速度最大值vm=3310-2m/s,其振幅A=2310-2m,若t=0时,物体位于平衡位置且向x轴的负方向运动,求: (1)振动周期T;(2)加速度的最大值am;(3)振动方程。

3、对于图示的电路,其中C1=10μF,C2=5μF,C3=4μF,电压U=100V,求: (1)各电容器两极板间电压; (2)各电容器带电量;(3)电容器组总的带电量;(4)电容器组合的等效电容。

O0.5m0.75mF闸瓦dOωC1UC3C24、平行板电容器,极板间充以电介质,设其相对介电常数为εr,电导率为σ,当电容器带有电量Q时,证明电介质中的“漏泄”电流为i?5

?Q。 ?r?0B5 、一束单价铜离子以1.0310米/秒的速率进入质谱仪的均匀磁场,转过180°后各离子打在照相底片上,如磁感应强度为0.5特斯拉。计算质量为63u和65u的二同位素分开的距离(已知1u=1.66310千克)

-27

6、两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B两点,如图所示,并且与很远的电源相连。求环中心的磁感强度。

I1l1OABI2l2-+

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(09)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一弹簧两端分别固定质量为m的物体A和B,然后用细绳把它们悬挂起来,如图所示。弹簧的质量忽略不计。当把细绳烧断的时刻,A物的加速度等于 ,B物体的加速度等于 。

2、作简谐运动的质点,在t=0时刻位移x= -0.05m,速度v0=0,振动频率

AB

01-16

?=0.25赫兹,则该振动的振幅A= ,初相位?= 弧度;用余弦函

数表示的振动方程为 。

3、均匀地将水注入一容器中,注入的流量为Q=150cm3/s,容器底有面积为S=0.5cm2的小孔,使水不断流出,稳定状态下,容器中水的深度h= 。

4、质量为m的质点以速度v沿一直线运动,则它对直线上任一点的角动量为 。

5、点电荷q位于原不带电的导体球壳的中心,球壳的内、外半径分别为R1和R2,球壳内表面感应电荷= ,球壳外表面的感应电荷= ,球壳的电势= 。

6、半径为R的均匀带电圆环,带电量为Q。圆环中心的电场E= ,该点的电势U= 。 7、电路中已知量已标明,

ABAB?ε,rRε,rR(a)图中UAB= , (b)图中UAB= 。

ε,r(a)Rε,rR(b)?8、面积为S的平面线圈置于磁感应强度为B的均匀磁场中,若线圈以匀角速度ω绕位于线

??圈平面内且垂直于B方向的固定轴旋转,在时刻t=0时B与线圈平面垂直。则在任意时刻t

时通过线圈的磁通量为 ,线圈中的感应电动势为 。 9、扇形闭合回路ABCD载有电流I,AD、BC沿半径方向,AB及CD弧的半径分别为R和r,圆心为O,θ=90°,那么O点的磁感应强度大小为 ,方向指向 。 10、在图示虚线圆内有均匀磁场B,它正以

ADθOCIB?dB?0.1T/s在减小,dt设某时刻B=0.5T,则在半径r=10cm的导体圆环上任一点的涡旋电

aOrBb?场E的大小为 。若导体圆环电阻为2Ω,则环内电流

I= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1 、一轻绳跨过两个质量均为m,半径均为r的均匀圆盘状定滑轮,绳的两端分别挂着质量为m和2m的重物,如图所示。绳与滑轮间无

m,rmm,r2m 01-17

相对滑动,滑轮轴光滑,两个定滑轮的转动惯量均为

12mr,将由两个定滑轮以及质量为m2和2m的重物组成的系统从静止释放,求两滑轮之间绳内的张力。 2、A、B为两平面简谐波的波源,振动表达式分别为

APx1?0.2?10?2cos2?t,x2?0.2?10?2cos(2?t?)

2它们传到P处时相遇,产生叠加。已知波速

?Bv?0.2m/s,PA?0.4m,PB?0.5m,求:

(1)波传到P处的相位差; (2)P处合振动的振幅?

3、对于图示的电路,其中C1=10μF,C2=5μF,C3=4μF,电压U=100V,求:

(1)电容器组合的等效电容; (2)各电容器两极板间电压; (3)电容器组储能。

4、有两个同心的导体球面,半径分别为ra和rb,共间充以电阻率为ρ的导电材料。试证:两球面间的电阻为R?UC3C1C2?11(?)。 4?rarb5、把一个2.0Kev的正电子射入磁感应强度为B的0.10特斯拉的均匀磁场内,其速度方向

??与B成89°角,路径是一个螺旋线,其轴为B的方向。试求此螺旋线的周期T和半径r。

6、一个塑料圆盘半径为R,带电量q均匀分布于表面,圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴转动,角速度为ω,试证明: (1)圆盘中心处的磁感应强度B?ωOR?0?q; 2?R(2)圆盘的磁偶极矩为Pm?1q?R2。 4苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(10)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、半径为r=1.5m的飞轮,初始角速度ω0=10rad/s,角加速度β=-5rad/s,则在t= 时角位移为零,而此时边缘上点的线速度v= .

01-18

2、两个质量相同半径相同的静止飞轮,甲轮密度均匀,乙轮密度与对轮中心的距离成正比,经外力矩做相同的功后,两者的角速度ω满足ω甲 ω乙(填<、=或>)。

3、波动方程y=0.05cos(10πt+4πx),式中单位为米、秒,则其波速v= ,波长λ= ,波的传播方向为 。

P4、质量为m,半径为R的均匀圆盘,转轴P在边缘成为一复摆,若测得圆盘作简谐振动的周期为T,则该地的重力加速度g= 。

5、极板面积为S,极板间距为d的空气平板电容器带有电量Q,平行插入厚度为

+Qd/2-QCd的金属板,金属板内电场E= ,极板2间的电势差ΔU= 。

6、电路中各已知量已注明,(电池的ε,r均相同,电阻均是R) 电路中电流I= , AC间电压UAC= , AB间电压UAB= 。

7、电流密度j的单位是 ,电导率σ的单位是 。

RRAε,rCε,rRε,rε,rRB?8、圆铜盘水平放置在均匀磁场中,B的方向垂直盘面向上,当铜盘通过盘

中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时,铜盘上有 产生,铜盘中心处O点与铜盘边缘处比较, 电势更高。 9、

9 、图中线框内的磁通量按ΦB=6t2+7t+1的规律变化,其中t以秒计,ΦB的单位为毫韦伯,当t=2秒时回路中感生电动势的大小ε= ,电流的方向为 。

10、一长直螺线管长为l,半径为R,总匝数为N,其自感系数

RBOL= ,如果螺线管通有电流i,那末螺线管内磁场能量Wm= 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一质量为m的物体悬挂于一条轻绳的一端,绳另一端绕在一

y(cm)r 01-19

12345-Amt(s)轮轴的轴上,轴水平且垂直于轮轴面,其半径为r,整个装置架在光滑的固定轴承之上。当物体从静止释放后,在时间t内下降了一段距离s,试求整个轮轴的转动惯量(用m,r,t和s表示)

2、一平面简谐波沿OX轴负方向传播,波长为λ,位于x轴上正向d处。质点P的振动规律如图所示。求:

(1)P处质点的振动方程; (2)若d=

1λ,求坐标原点O处质点的振动方程; 2(3)求此波的波动方程。

3、图示电路,开始时C1和C2均未带电,开关S倒向1对C1充电后,再把开关S拉向2。如果C1=5μF,C2=1μF,求: (1)两电容器各带电多少?

(2)第一个电容器损失的能量为多少?

4、求均匀带电圆环轴线上离圆心距离a处的电场强度,设圆环半径为R,带有电量Q。

5、半圆形闭合线圈半径R=0.1米,通有电流I=10安培,放在均匀磁场中,磁场方向与线圈平行,如图所示。B=0.5特斯拉。求: (1)线圈受力矩的大小和方向;

(2)求它的直线部份和弯曲部份受的磁场力。

6、在空间相隔20厘米的两根无限长直导线相互垂直放置,分别载有I1=2.0安培和I2=3.0安培的电流,如图所示。在两导线的垂线上离载有2.0安培电流导线距离为8.0厘米的P点处磁感应强度的大小和方向如何。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(11)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、质量为1kg的物体A和质量为2 kg的物体B一起向内挤压使弹簧压缩,弹簧两端与A、B不固定,把挤压后的系统放在一无摩擦的水平桌面上,静止释放。弹簧伸张后不再与A、B接触而降落在桌面上,物体B获得速率0.5m/s,那么物体A获得的速率为 ,压缩弹簧中储存的势能有 。

2、一轻绳绕于半径r=0.2m的飞轮边缘,现以恒力F=98N拉绳的一端,使飞轮由静止开始

8cmP20cmI2I1RPa1S+100VC12C2IRIB 01-20

转动。已知飞轮的转动惯量I=0.5kg?m2,飞轮与轴承间的摩擦不计,绳子拉下5m时,飞轮获得的动能Ek= ,角速度ω= 。

3、均匀地将水注入一容器中,注入的流量为Q=100cm3/s,容积底有面积S=0.5cm2的小孔,使水不断流出,达到稳定状态时,容器中水的深度h= 。(g取10m/s2) 4、已知波源在原点的平面简谐波的方程为y=Acos(Bt-Cx)式中A,B,C为正值恒量,则波的频率?= ,波长λ= 。

5、两根无限长均匀带电直线相互平行,相距a,电荷线密度分别为+λ和-λ,则每根带电直线单位长度受到的吸引力为 。

6、一平行板电容器,极板面积为S,两极板相距d。对该电容器充电,使两极板分别带有±Q的电量,则该电容器储存的电能为W= 。

7、静止电子经100V电压加速所能达到的速度为 。(电子质量

me?9.1?10?31kg,电子电量e?1.6?10?19C)。

8、一半径为R的均匀带电细圆环,带有电量q,则圆环中心的电场强度为 ;电势为 。(设无穷远处电势为零)

9、如图,两个电容器C1和C2串联后加上电压U,则电容器极板带电量的大小q= ;电容器C1两端的电压U1= 。 UC1C2

?10、图示载流导线在O点的磁感应强度B的大小为 ,方向是 。

?R2R1O

11、一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴OO′转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为ω,如图所示。当把线圈的角速度ω增大到原来的两倍时,线圈中感应电流的幅值增加到原来的 倍。(导线的电阻不能忽略)

12、在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S,S边线所

o'Bo ??在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为α,如图所示,则通过半球

面S的磁通量为 。

01-21

αnsB

13、在均匀磁场B中,刚性平面载流线圈所受合力为 。若此线圈的磁矩为m,则它

???受的力矩M= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一飞轮的角速度在5秒内由90rad2s-1均匀地减到80rad2s-1,求: (1)角加速度;(2)在此5s内的角位移;(3)再经几秒,轮将停止转动。

2、一块长为L=0.60m,质量为M=1kg的均匀薄木板,可绕水平轴OO′无摩擦地自由转动,木板对转轴的I=

1?3ML2。当木板静止在平衡位置时,有一质量为m=10?10kg的子弹垂直3击中木板A点,A离转轴OO′的距离l=0.36m,子弹击中木板前的速度为500m2s-1,穿出木板后的速度为200m2s-1,求: (1)子弹受的冲量。 (2)木板获得的角速度。

oo'LA

3、一均匀带电直线,长为L,电荷线密度为λ,求带电直线延长线上P点的电势。P点离带电直线一端的距离为d。(设无穷远处电势为零)

4、如图所示,?1?40V,?2?5V,?3?25V,R1?5?,R2?R3?10?, 求:(1)流过每个电阻中电流的大小和方向。 (2)电位差Uab。

ε1LdP aR2ε3

R1bε2R3 5、一根长直导线上载有电流200A,电流方向沿x轴正方向,把这根导线放在B0=10-3T的均匀外磁场中,方向沿y轴正方向。试确定磁感应强度为零的各点的位置。

6、一长直同轴电缆中部为实心导线,其半径为R1,磁导率近似认为是μ0,外面导体薄圆筒的半径为R2。

01-22

(1) 计算r≤R1处磁感强度。

(2) 试用能量方法计算其单位长度的自感系数。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(12)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、速率为v0的子弹打穿木板后,速率恰好变为零,设木板对子弹的阻力恒定不变,那么当子弹射入木板的深度等于木板厚度一半时,子弹的速率为 。

2、一质量为m的质点原来向北运动,速率为v,它突然受到外力打击,变为向西运动,速率仍为v,则外力的冲量大小为 。

3、一均匀细木棒,长为l,质量为M,静止在光滑的水平桌面上,棒能绕通过中点的垂直轴转动,今有一质量为m的子弹,以速度v射入木棒的一端(陷于木棒中)其方向垂直于木棒与转轴,射击后木棒的角速度ω= 。

4、一质点沿x轴作简谐振动,周期为π秒,当t=0时质点在平衡位置且向x轴正方向运动,如果用余弦函数表示该质点的振动方程,那么初相位Ф= ,质点从t=0所处的位置第一次到达x=A/2所用的时间Δt= 。

5、P,Q为两个以同相位、同频率、同振幅的相干波源,它们在同一介质中,设振幅为A,波长为λ,P与Q之间相距

3?,R为PQ连线上,PQ外侧的任意一点,那么P,Q发出的2波在R点的相位差Δф= ,R点的合振动的振幅为 。 6、两个都带正电荷的小球,总电量为6?10?10C,当它们相距1m时,相互间的斥力为

7.2?10?10N,则每个小球所带电量分别为 和 。

7、在半径为R的半球面的球心处,有一电量为q的点电荷,则通过该半球面的电通量为

?E? 。

8、BCD是以O为圆心,R为半径的半圆弧,A点有一电量为+q的点电荷,O点有一电量为-q的点电荷,AB?R。现将一单位正电荷从B点沿半圆弧轨道BCD移到D,则电场力所作的功为W= 。

+qABεC-qOR1RD 9、图示电路中的电流I= ,电阻R1上的电压U1= 。

R2

10、一边长为l的正方形线框,使其均匀带电,电荷线密度为λ,则与正方形中心处的电场强度的大小E= 。 11、如图所示,用均匀细金属丝构成一半径为R的圆环C,

01-23

CO2BAI1 电流I由导线索流入圆环A点,而后由圆环B点流出,进入导线2。设导线1和导线2与圆环共面,则环心O处的磁感强度大小为 ,方向为 。

12、两个线圈P和Q并联地接到一电动势恒定的电源上。线圈P的自感和电阻分别是线圈Q的2倍。当达到稳定状态后,线圈P的磁场能量与Q的磁场能量的比值是 。

??13、在圆柱形空间内有一磁感强度为B的均匀磁场,如图所示,B的大小

以速率

dB变化。有一长度为l0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1dtacbd (ab)和2(cd),则金属棒在这两个位置时,棒内的感应电动势的大小关系为?1 ?2。(填>,=,<)

14、一个单位长度上绕有n匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I的电流,管内充满相对磁导率为?r的磁介质,则管内中部附近的磁感强度B= ,磁场强度H= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 有一质量为m,长为l的均匀细杆,可绕一水平转轴O在竖直平面内无摩擦地转动,O

离杆的一端距离角速度ω。

l,如图。设杆在水平位置自由转下,当转过角度θ时,求棒的角加速度β,3

2、 如图所示,已知弹簧的劲度系数为k,两物体的质量分别是m1和m2。m1和m2之间的静摩擦系数为?0。m1和水平桌之间是光滑的,试求在保持m1、m2发生相对滑动之前,系统具有的最大振动能量。

Oθ m2m13、长为2l的带电细棒,左半部均匀带有正电荷,右半部均匀带有负电荷。电荷

线密度分别为+λ和-λ,如图所示。P点在棒的延长线上,距B端l,Q点在棒的垂直平分线上,到棒的垂直距离为l。 (1)求P点的电势UP; (2)求Q点的电势UQ。

All++++++------QOlBlP

4、一平行板电容器,极板面积为S,两极板相距d,现在两极板间平行插入一块相对介电常数为?r的电介质板,介质板厚度为

2求该电容器的电容C。 d,3d01-24

sε2r

3d

5、长为L=0.10m,带电量q=1.0?10?10C的均匀带电细棒,以速率v=1.0m2s-1

沿x轴正方向运动。当细棒运动到与y轴重合的位置时,细棒的下端点与坐标原点O的距离为a=0.10m,如图所示。求此时O点的磁感强度的大小和方向。

01-25

ylvaox 6、如图所示,线框中ab段能无摩擦地滑动,线框宽为l=9cm,设总电阻近以不变为R=2.3?10?,旁边有一条无限长载流直导线与线框共面且平行于框的长边,距离为d=1cm,忽略框的其它各边对ab段的作用,若长直导线上的电流I1=20A,导线ab以v=50 m2s-1的速度沿图示方向作匀速运动,试求:

(1) ab导线段上的感应电动势的大小和方向。 (2) ab导线段上的电流。 (3) 作用于ab段上的外力。

RbI1avld?2 苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(13)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一质点从t=0时刻由静止开始作圆周运动,切向加速度的大小为at是常数,质点的速率为 ;假如在t时间内质点走过1/5圆周,则质点在t时刻的法向加速度的大小为 。

2、如图所示,质量为M,半径为R的均匀圆盘可绕垂直于盘面的光滑轴O在竖直平面内转动。盘边A点固定着质量为m的质点。若盘自静止开始下摆,当OA从水平位置下摆的角度??30时,则系统的角速度ω= ,质点m的切向加速度at= 。

3、一个沿x轴作简谐运动的弹簧振子,振幅为A,周期为T,其振动方程用余弦函数表达,当t=0时,振子过x??A/2处向正方向运动,则振子的振动方程为x= 。 4、一横波沿绳子传播的波动方程为y?0.05cos(10?t?4?x),式中各物理量单位均为国际单位制。那么绳上各质点振动时的最大速度为 ,位于x=0.2m处的质点在t=1s时的相位,它是原点处质点在t= 时刻的相位。 5、玻尔氢原子模型中,质量为9.11?10?31?OθA kg的电子以向心加速度a?9.1?10m/s,绕

222原子核作匀速圆周运动,则电子的轨道半径为 ;电子的速度大小为 。

6、边长为a的立方形高斯面中心有一电量为q的点电荷,则通过该高斯面任一侧面的电通量为 。

7、一平行板电容器,圆形极板的半径为8.0cm,极板间距1.0mm,中间充满相对介电常数

?r?5.5的电介质。对它充电到100V,则极板上所带的电量Q= ;电容器贮有的电

能W= 。(?0?8.85?10?12c2/v?m)

8、真空中有一均匀带电细圆环,电荷线密度为λ,则其圆心处的电场强度 E0= ;电势U0= 。(远无穷处电势为零)

01-26

9、若通电流为I的导线弯成如图所示的形状(直线部分伸向无限远),则O点的磁感强度大小为

,方向是 。 RO10、半径为R,载有电流I的刚性圆形线圈,在图示均匀磁场B中,因电流的磁矩大小为 ,它在磁场中受到的力矩大小为 。

?IB 11、有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半径分别为r1和r2,管内充满均匀介质,其磁导率分别为μ1和μ2,设r1:r2?1:2,?1:?2?2:1,当两螺丝管串联在电路中通电流稳定后,其自感之比L1:L2? ,磁能之比

Wm1:Wm2? 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一子弹水平地穿过两个静止的前后并排放在光滑水平上的木块,木块的质量分别是m1和m2,设子弹穿过木块所用的时间分别为Δt1和Δt2,求子弹穿过两木块后,两木块的运动速度(设木块对子弹的阻力为恒力F)。

2、一半径r=5厘米的球,悬于长为l=10厘米的细线上成为复摆,如图所示。若把它视为摆长为L=l+r=15厘米的单摆,试问它的周期会产生多大误差?已知球体绕沿直径的转轴的转动惯量为

m1m2 22mr。 5ol

3、一均匀带电球体,电荷体密度为ρ,球体半径为R。

(1) 求球内和球外电场强度的分布; (2) 求球内距球心距离为r的一点的电势。

cr 4、两个同心导体半球面如图所示,半径分别为R1和R2,其间充满电阻率为ρ的均匀电介质,求两半球面间的电阻。

R1R2 5、一长直导线载有电流50A,离导线5.0cm处有一电子以速率1.0?10m?s运

01-27

7?1动。求下列情况下作用在电子上的洛仑兹力的大小和方向。(请在图上标出)

(1) 电子的速率v平行于导线。(图中(a)) (2) 设v垂直于导线并指向导线(图中(b))

??v1?(3) 设v垂直于导线和电子所构成的平面(图中(c))

6、如图所示,一直长导线通有电流I,旁边有一与它共面的长方形线圈ABCD

(a)Iv2dv3(c) (b)(AB=l,BC=a)以垂直于长导线方向的速度v向右运动,求线圈中感应电动势的表示式。(作为AB边到长直导线的距离x的函数)

IxADBCv

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(14)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一个步兵,他和枪的质量共为100kg,穿着带轮的溜冰鞋站着。现在他用自动步枪在水平方向上射出10发子弹,每颗子弹的质量为10g,而出口速度为750m/s,如果步兵可以无摩擦地向后运动,那么在第10次发射后他的速度是 ,如果发射了10s,对他的平均作用力是 。

2、今有劲度系数为k的弹簧(质量忽略不计),竖直放置,下端悬一小球,球的质量为m,使弹簧为原长而小球恰好与地面接触。今将弹簧上端缓慢地提起,直到小球刚能脱离地面为止,在此过程中外力作的功为 。 3、弹簧振子的总能量为2?10?5J,振子物体离开平衡位置1/2振幅处的势能

EP= ,动能Ek= 。

4、在实验室做驻波实验时,将一根长1m的弦线的一端系于电动音叉的一臂上,这音叉在垂直于弦线长度的方向上以60赫兹的频率作振动,且使弦线产生有四个波腹的振动,那么在弦线上波动的波长λ= ,波速v= 。

5、如图,若取P点的电势为零,则M点的电势为UM= 。

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qaPaM6、一平行板电容器的电容为10pF,充电到极板带电量为1.0?10?8C后,断开电源,则电容器储存的电能为W= ;若把两极板拉到原距离的两倍,则拉开前后电场能量的改变量ΔW= 。 7、玻尔的氢原子模型中,质量9.1?10?31kg的电子沿半径为5.3?10?11m的圆形轨道绕核

(一个质子)运动,则电子加速度的大小an= 。

8、若高斯面上场强处处不为零,能否说高斯面内无电荷? (填“能”或“不能”)

9、图示电路中各已知量已标明,则等值电容C= ;电容器C3上的电压U3= 。

UC1C3C2

??10、图示载流细线框abcda,ab弧的半径为R,dc弧的半径为r,圆心角

为?/2,电流I方向如图中所示,圆心O点的磁感强度大小为 ,方向为 。

Iadbco

11、如图所示,在一长直导线L中通有电流I,ABCD为一矩形线圈,它与L皆在纸面内,且AB边与L平行。当矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动势的方向为 。若矩形线圈绕AD边旋转,当BC边已离开纸面正向外运动时,线圈中的感应电动势的方向为 。

ILBCAD 12、发电厂的汇流条是两条3米长的平行铜棒,相距0.5m;当向外输电时,每条棒中的电流都是10000A。作为近似,把两棒当作无穷长的细线,则它们之间的相互作用力为 。

13、将一多面体放入非均匀磁场中,已知穿过其中一个面的磁通量为?,则穿过其它面的磁通量是 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 如图所示,长为l的匀质细杆,一端悬于O点,自由下垂。在O点同时悬一单摆,摆长也是l,摆的质量为m,单摆从水平位置由静止开始自由下摆,与自由下垂的细杆作完全弹性碰撞,碰撞后单摆恰好静止。求:

(1)细棒的质量M;(2)细棒摆动的最大角度?。

2、质量为10克的子弹,以1000米/秒的速度射入置于光滑平面上的木块并嵌入

木块中,致使弹簧压缩而作简谐振动,若木块的质量为4.99千克,弹簧的劲度系数为8000

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mlol 牛顿/米。试求:

(1)振动的振幅。(2)写出振动的运动学方程。

3、一竖直的无限大均匀带电平板附近有一固定点O,一质量m?2.0?10kg,带电量

?6q?4.0?10?8C的小球被用细线悬挂于O点,悬线与竖直方向成??30?角,求带电平板

的电荷面密度?。

4、求图示电路中各条支路中的电流。

R1=24Ωε1=6Voθm,q

R2=6Ωε2=3VR3=8Ω 5、如图所示,一半径为R=0.10m的半圆形闭合线圈,载有电流I=10A,放在均匀外磁场中,磁场方向与线圈平面平行,磁感强度B=0.5T。试求: (1) 线圈的磁矩m;

(2) 线圈所受的磁力矩的大小,在此力矩作用下线圈将转到何位置。

?IBR

6、一无限长直导线通以电流I?I0sin?t,和直导线在同一平面内有一矩形线框,其短边与直导线平行,线框的尺寸及位置如图所示,且b/c?3。试求: (1) 直导线和线框的互感系数。 (2) 线框中的互感电动势。

cIab

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(15)卷 共6页 一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t=0,物体位于原点,速度为零,如果物体在力F=(3+6x)牛顿的作用下移动了3m(x 以米为单位)它的加速度a= ,速度v= 。

2、如图所示,小球系在不可伸长的细线一端,线的另一端穿过一竖直小管,小球绕管轴沿半径为r的圆周作匀速圆周运动,每分钟转120转。今将管中的线向下拉一段,使小球作圆

r2

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r周运动的半径变为

r,此时小球每分钟转 转。 253、一水平管子,其中一段的横截面积为0.1m2,另一段的横截面积为0.05m2,第一段中水的流速为5m/s,第二段中的压强为2?10Pa,那么第二段中水的流速为 ,第一段中水的压强为 。

4、一横波表达式为y=0.2cosπ(5x-200t),其中物理量的单位均属国际单位制,则此波的频率?= ,波长λ= 。

5、带电量均为+q的两个点电荷分别固定在x=-a和x=a两点,另一电量为Q的点电荷放在y轴上某点,则电荷Q所受作用力大小为 ,当y= 时,Q所受作用力最大。

6、如图,一平板电容器充以两种介质,每种介质各占一半体积,则该电容器的电容C = 。

εr1

r的一点的电场强度E= ;电势U= 。 8、图示电路中,已知通过电源的电流为I,则电源的电动势?= ;通过电阻R1的电流I1= 。

εr2 7、一半径为R的均匀带电球面,总电量为Q,设无穷远处的电势为零,则在球内距球心为

IR1R2zRx

9、载流长直导线弯成如图所示的形状,则O点的磁感强度 Bx= ,By = ,Bz? 。 IoyI

10、有一根很长的同轴电缆是由同轴的圆柱形导体组成(如图所示),在这两个导体中有大小相等、方向相反的电流I流过。同轴电缆内外的磁感强度将随径向r变化。当b?r?a时,B= ,当r?c时,B= 。

boac

11、如图所示,真空中两条相距2a的平行长直导线,通以方向相反,大小相等的电流I,则两条导线距离的中点P处的磁场能量密度IPa2aI?mp= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 如图所示,两个圆轮的半径分别为R1和R2,质量分别为M1和

M2。二者都

R1

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oR2m1m2 可视为均匀圆盘而且同轴(通过两个圆轮的中心)固结在一起,可以绕一水平固定轴自由转动,今在两轮上各绕以细绳,绳端分别挂上质量m1和m2的两个物体。求在重力作用下,m2下落时轮的角加速度。

2、质量为4kg的物体悬于劲度系数400N/m的弹簧的下端并使之静止,再把物体向下拉20厘米,然后释放。(1)当物体在平衡位置上方10厘米处并向上运动时,物体的加速度多大?方向如何?

(2)物体从平衡位置运动到上方10厘米处所需的最短时间是多少?

(3)如果在振动物体上再放一小物体,按上述初始条件开始振动,那末放在振动物体上的小物体在何处与振动物体分离?

3、两条相互平行的无限长均匀带有异号电荷的导线,相距为a,电荷线密度为λ。 (1)求两导线构成的平面上任一点的场强(设这点到其中一线的垂直距离为x); (2)求每一根导线上单位长度受到另一根导线上电荷作用的电场力。 4、面积均为S?400cm的三块平行金属板,分别相距

2CABd1?3mm,d2?6mm,其中A板带电qA?9?10?7C,B、C两板接地,

不计边缘效应。

(1) 求B板和C板上的感应电荷。

d1d2(2) 求A板的电势(以地为电势零点)。

5、如图在一个圆柱形磁铁N极的正方向,水平放置一半径为R的导线环,其中通有顺时针

?方向(俯视)的电流I。在导线所在处磁场B的方向都与竖直方向成α角。求导线环受的磁

力的大小和方向。

zBαIRNαB

6、如图所示,两条平行的长直载流导线和一矩形导线框共面。已知两导线中电流同为

I?I0sin?t,导线框长为a,宽为b,试求导线框内的感应电动势。

bIIr2r1a

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苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(16)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、 两小球在光滑的桌面上运动,质量分别为m1?10g,m2?50g,速度分别为 发生碰撞,如果碰撞后,m2恰好静止,此时m1v1?0.30m?s?1,v2?0.10m?s?1相向而行,

的速度v1= ,碰撞的恢复系数e= 。

2、一质量为m?1.2kg,长为l=1.0米的均匀细棒,支点在棒的上端点。开始时棒自由悬挂处于静止状态。当F=100牛顿的水平力垂直打击棒的下端,且打击时间为t=0.02秒,则棒受到的冲量矩为 ,打击后棒的角速度ω= 。

3、均匀地将水注入一容器中,注入的流量为Q=150cm3/s,容积底有面积S=0.5cm2的小孔,使水不断流出,达到稳定状态时,容器中水的深度h= 。(g取10m/s2) 4、两个同方向的谐振动如下:x1?0.05cos(10t??31?),x2?0.06cos(10t??)(SI单位44那么?3=

10t??3)制),它们的合成振动的振幅A= ;若另一振动x3?0.07cos(时,x2?x3的振幅为最小。

5、离带电量Q?1.0?10C的点电荷1米远处有一试探点电荷q0。已知该试探电荷的电势能W?9.0?10J,则q0= 。(设无穷远处的电势为零)

6、一平行板电容器的电容为10pF,充电到极板带电量为1.0?10C后,断开电源,则极板间的电势差U = ;电容器储存的电场能量W= 。

7、一用电阻率为?的物质制成的空心球壳,其内半径为R1,外半径为R2,则该球壳内、外表面间的电阻R= 。

8、两个中性小金属球相距1m,为使它们间的静电引力为5?10N,则必须从一球移向另一球的电量为Q= 。

aoa/2q3?8?8?8a9、如图,边长为a的正方形平面的中垂线上,距中心O点处,有一

2电量为q的正电荷,则通过该平面的电场强度通量为 。 a10、

10、电子的质量为me,电量为-e,绕静止的氢原子核(即质子)作半径为r的匀速圆周运动,则电子的速率v= 。

11、一半径为R的无限长薄壁圆管。平行于轴向有一宽为a(a<

ioRa

01-33

上) 。

12、如图所示,电量Q均匀分布在一半径为R,长为L(L??R)的绝缘圆筒上 。一单匝矩形线圈的一边与圆筒的轴线重合。若筒以角速度???0(1?t/t0)线性减速旋转则线圈中的感应电流为 。

13、下面的说法是否正确(填正确、不正确)

(1)若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的H处为零;( )

??(2)若闭合曲线上各点H为零,则该曲线包围的传导电流代数和为零;( )

?(3)H仅与传导电流有关系。( )

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一质点从静止出发沿半径为R=3m的圆周运动,切向加速度为at?3m?s。

(1) 经过多少时间它的总加速度a恰好与半径成45角。 (2) 在上述时间内,质点所经过的路程和角位移各为多少?

2、 振幅为0.10m,波长为2m的平面简谐横波,以1m/s的速率,沿一拉紧的弦从左向右传

播,坐标原点取在弦的左端,质点位移向上为正。t=0时,弦的左端经平衡位置向下运动。求:

(1) 用余弦函数表示弦左端的振动方程。 (2) 波动方程。

(3) 弦上质点的最大振动速度。

3、总电量为Q的均匀带电细棒,弯成半径为R的圆弧,设圆弧对圆心所张的角为?0,求圆心处的电场强度。

??1Rθ0o

4、两块充分大的带电导体平板面积均为S?0.02m,A板总电量

2ABqA?6?10?8C,B板总电量qB?14?10?8C。现将它们平行,靠近放置,求

静电平衡时,两导体板四个表面上的电荷面密度为多少?

S1234

01-34

5、如图所示,矩形导体框架置于通有电流I的长直载流导线旁,且两者共面,AD边与直导线平行,DC段可沿框架平动,设导体框架的总电阻R始终不变。现DC段以速度v沿框架向下作匀速运动,试求:

(1) 当DC运动到图示位置(与AB相距x)时,穿过ABCD回

路的磁通量?m;

(2) 回路中的感应电流Ii;

(3) CD段所受长直载流导线的作用力F。

aIDvbABxC 6、一个铁制的密绕细型圆弧,其平均周长为30cm,截面积为1cm2,在环上均匀地绕有300匝线圈,当导线中的电流为0.032A时,环内的磁通量为2.0?10Wb。试计算: (1)环内磁感强度。 (2)环内磁场强度。

(3)磁性材料的磁导率?和相对磁导率?r。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(17)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、 一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t=0时,物体位于原点速度为 零,如果物体在作用力F=(3+6t)牛顿的作用下运动了3s,它的加速度a= ,速度v= 。

2、一轻绳绕半径r=0.2m的飞轮边缘,现以恒力F=98N拉绳的一端,使飞轮由静止开始转动,已知飞轮的转动惯量I=0.5kg?m,飞轮与轴承的摩擦不计,绳子拉下5m时,飞轮获得的动能Ek= ,角速度ω= 。

3、一个水平面上的弹簧振子(轻弹簧劲度系数为k,所系物体质量为M),当它作振幅为A的无阻尼自由振动,在M到达最大位移时有一块粘土(质量为m,从高度h处自由下落)正好落在物体M上,那么弹簧振子的振幅变为 。

4、P、Q为两个同相位,同频率,同振幅的相干波源,它们在同一介质中,设振幅为A,波长为λ,P与Q之间相距λ,R为PQ连线上PQ外侧的任意一点,那么P、Q发出的波在R点的相位差Δφ= ,R点的合振动的振幅为 。

5、一平行板电容器两极板相距1cm,极板间电场强度为1137V/m,一静止的电子从负极板上被释放,则该电子到达正极板需时t= ,到达正极板时的速度为v= 。(电子质量为9.11?10?312?6kg)

6、两个同心均匀带电球面,半径分别为Ra和Rb(Ra?Rb),所带电量分别为Qa和Qb,设某点与球心相距r,当Ra?r?Rb时,该点电场强度的大小为E= 。

01-35

7、一空气平行板电容器,极板间距为d,电容为C,若在两极板间平行地插入一块厚度为d/3的金属板,则其电容值变为 。

8、边长为0.3m的正三角形abc,顶点a处有一电量为10-8C的正点电荷,顶点 b处有一电量为10-8C 的负点电荷。则顶点C处电场强度的大小为 ; 电势为 。(

14??0?9.00?109N?m2/C2)

9、一平行板电容器,圆形极板的半径为8.0cm,极板间距为1.00mm,中间充满相对介电常数?r?5.0的电介质。若对其充电至200V,则该电容器储有的电能为W= 。

10、一长直载流导线,沿OY轴正方向放置,在原点处取一电流元Idl,该电流元在点(a,a,0)处磁感强度大小为 ,方向为 。

11、长直载流导线I1的旁边,在同一平面上有垂直的载流导线ab,其中电流为I2,则ab所受力为 。

12、某点的地磁场为0.7?10T,这一地磁场被半径为5.0cm的圆形电流线圈中心产生的磁场所抵消,则线圈通过的电流为 。 13、如图所示为通过垂直于线圈平面的磁通量,它随时间变化的规律为??6t?7t?1,单位为韦伯,当t=2s时,线圈中的感应电动势为 ;若线圈电阻r?1?,负载电阻R?30?,当t=2s时,线圈中的电流强度为 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一静止的均匀细棒,长为l,质量为M,可绕O轴(棒的一端)在水平面内 无摩擦转动。一质量为m,速度为v的子弹在水平面内沿棒垂直的方向射入一端,设击穿后子弹的速度为v/2如图。 求:(1)棒的角速度。(2)子弹给棒的冲量矩。

2I1laI2db?4 R M,lO 2、 一个沿x轴作简谐振动的弹簧振子、振幅为0.1米,周期为0.2秒,在t=0时, 质点在x0=-0.05米处,且向正方向运动。求:

(1)初相位之值;(2)用余弦函数写出振动方程;(3)如果弹簧的劲度系数为100牛顿/米,在初始状态,振子的弹性势能和动能。

3、 两无限长带异号电荷的同轴圆柱面,单位长度上的电量为3.0?10C/m,内 圆柱面半径为2?10m,外圆柱面半径为4?10m,(1)用高斯定理求内圆柱面

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?2?2?8a-λ+λb 内、两圆柱面间和外圆柱面外的电场强度;(2)若一电子在两圆柱面之间垂直于轴线的平面内沿半径3?10m的圆周匀速旋转,问此电子的动能为多少?

4、图示电路中,已知?1?20V,?2?18V,?3?10V,R1?6?,R2?4?,R3?2?,求通过每个电阻的电流和方向。

ε1R1?2

5、一半径为a的长直圆柱形导体,被一同样长度的同轴圆筒形导体所包围,圆筒半径为b,圆柱导体和圆筒载有相反方向的电流I。求圆筒内外的磁感强度(导体和圆筒内外的磁导率均为?0)

6、均匀磁场局限于一个长圆柱形空向内,方向如图所示,的均匀金属圆环同心放置在圆柱内,试求:

(1) 环上a、b两点处的涡旋电场强度的大小和方向。 (2) 整个圆环的感应电动势。 (3) 求a、b两点间的电势差。

(4) 若在环上a点处被切断,两端分开很小一段距离,求两端点a,c(c

在a点的上方)的电势差。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(18)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、 一飞轮的角速度在5s内由90rad?s均匀地减到80rad?s,那么飞轮的角加速度

?1?1R2ε2ε3R3 dB有一半径r=10cm?0.1T?s?1。

dtBab o?= ,在此5s内的角位移??= 。

2、两个相互作用的物体A和B无摩擦地在一条水平直线上运动,A的动量为pA?p0?bt,式中p0和b都是常数,t是时间。如果t=0时B静止,那末B的动量为 ;如果t=0时B的初始动量是-p0,那末B的动量为 。

3、光滑的水平桌面上有一长2l,质量为m的均质细杆,可绕通过其中点,垂直于杆的竖直轴自由转动,开始杆静止在桌面上,有一质量为m的小球沿桌面以速度v垂直射向杆一端,与杆发生完全非弹性碰撞后,粘在杆端与杆一起转动,那末碰撞后系统的角速度ω= 。

4、振幅为0.1m,波长为2m的一简谐余弦横波,以1m/s的速率,沿一拉紧的弦从左向右传播,坐标原点在弦的左端,t=0时,弦的左端经平衡位置向正方向运动,那末弦左端质点的

01-37

振动方程为 ,弦上的波动方程为 。

5、在边长为a的等边三角形的三个顶点上分别放置一个电量为-q和两个电量为+q的点电荷,则该三角形中心点处的电势为 。

6、如图,若C1?10?F,C2?5?F,C3?4?F,U?100V,则电容器组的等效是容C= ,电容器C3上的电压

C1UC3C2U3= 。

7、两个点电荷+q和+4q相距为l,现在它们的连线上放上第三个点电荷-Q,使整个系统受力平衡,则第三个点电荷离点电荷+q的距离为 ;其电量大小为 。

8、若一球形高斯面内的净电量为零,能否说该高斯面上的场强处处为零? (填“能”或“不能”)

9、真空中均匀带电的球面和球体,如果两者的半径和总电量都相等,设带电球面的电场能量为W1,带电球体的电场能量为W2,则W1 W2(填<、=、>) 10、如图所示,两个半径为R的相同的金属环在a、b两点接触(ab连线为环直径),并相互垂直放置,电流I由a端流入,b端流出,则环中心O点的磁感强度的大小为 。

11、长直载流I2与圆形电流I1共面,并与其一直径相重合,如图所示(但两者间绝缘),设长直导线不动,则圆形电流将 。(填“运动”或“不动”)

oI1Iaob I2

12、两长直导线通有电流I,图中有三个环路,在每 ??种情况下,?B?dl等于 (环路a);

LbcIacI (环路b); (环路c) 13、一电子射入B?(0.2i?0.5j)T的磁场中,当电??????6v?5?10jm/s子速度为时,则电子所受到的磁力F= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一根均匀米尺,在60cm刻度处被钉到墙上,且可以在竖直平面内自由转动,先用手使

米尺保持水平,然后释放。求刚释放时米尺的角加速度,和米尺到竖直位置时的角速度

01-38

各是多少?

2、如图所示,A、B两点相距20米,为同一介质中的二波源,作同频率(??100赫兹),同方向的振动,它们激起的波设为

AB平面波,振幅均为5厘米,波速均为200米/秒,设A处波的?AO?0,B处波的?BO??。求AB连线上因干涉而静止的各点的位置。 3、电量Q(Q>0)均匀分布在长为L的细棒上,在细棒的延长线上距细棒中心O距离为a的P点处放一带电量为q(q>0)的点电荷,求带电细棒对该点电荷的静电力。

4、一电路如图,已知?1?1.0V,?2?3.0V,?3?2.0V,r1?r2?r3?1.0?,

L++++++o+QaP+qR1?1.0?,R2?3.0?,

(1) 求通过R2的电流。 (2) R2消耗的功率。

ε1,r1R1ε2,r2R2

ε3,r3 5、如图所示,有一均匀带电细直导线AB,长为b,线电荷密度为λ。此线段绕 垂直于纸面的轴O以匀角速度ω转动,转动过程中线段A端与轴O的距离a保持不变。

oaAbBω?(1) O点磁感强度B0的大小和方向。

?(2) 求转动线段的磁矩pm。

6、如图,一对同轴无限长直空心薄壁圆筒,电流I沿内筒流去,沿外筒流回,已知同轴空心圆筒单位长度的自感系数为L??0。 2?R1R2;

IR2R1I(3) 求同轴空心圆筒内外半径之比(4)

若电流随时间变化,即I?I0cos?t,求圆筒单位长度产

生的感应电动势。

01-39

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(19)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式) 1、一个半径R=1.0m的圆盘,可以绕一水平轴自由转动。一根轻绳绕在盘子的边缘,其自由端拴一物体A(如图),在重力作用下,物体A从静止开始匀加速地下降,在t=2.0s内下降距离h=0.4m。物体开始下降后t?=3s末,轮边缘上任一点的切向加速度at= ,法向加速度an= 。 2、一质量m=50g,以速率v=20m/s作匀速圆周运动的小球,在1/4周期内向心力加给它的冲量的大小是 。

3、一个沿x轴作简谐运动的弹簧振子,劲度系数为k,振幅为A,周期为T,其振动方程用余弦函数表示,当t=0时,振子过x?AR A处向正方向运动,则振子的振动方程为2x= ,其初始动能Ek= 。

4、一横波沿绳子传播的波动方程为y?0.05cos(10?t?4?x),式中各物理量单位均为国际单位制。那么绳上各质点振动时的最大速度为 ,位于x=0.2m处的质点,在t=1s时的相位,它是原点处质点在t0= 时刻的相位。

5、一空气平行板电容器两极板面积均为S,电荷在极板上的分布可认为是均匀的。设两极板带电量分别为?Q,则两极板间相互吸引的力为 。

6、一同轴电缆,长l?10m,内导体半径R1?1mm,外导体内半径R2?8mm,中间充以电阻率??10??m的物质,则内、外导体间的电阻R= 。

7、真空中半径分别为R和2R的两个均匀带电同心球面,分别带有电量+q和-3q。现将一电量为+Q的带电粒子从内球面处由静止释放,则该粒子到达外球面时的动能为 。

8、图示电路中,当开关K断开时,a、b两点间的电势差Uab= ;K闭合时,图中10μF电容器上的电量变化为Δq= 。

12ΩKa5μFb3Ω+20V1210μF

9、一空气平行板电容器,极板面积为S,两极板相距为d,电容器两端电压为U,则电容器极板上的电量q= 。若将厚度为d/2的金属板平行插入电容器内,保持电压U不变,则极板上电量增加Δq= 。

d/2

01-40

LAPadUBx 10、如图所示,平行的“无限长”直载流导线A和B,电流均为I,垂直纸面向外;两根载流导线相距为a,则(1)在两直导线A和B的中点P的磁感强度的大小为 ;(2)

???磁感强度B沿图中环路L的积分?B?dl= 。

L11、有一半径为4cm的圆形线圈,共12匝,载有电流5A,在磁感强度B=0.6T的均匀磁场

??中,线圈受的最大力矩为 ;当线圈平面法线n和B成 时,它受

的力矩为最大力矩的二分之一。

?dB12、圆柱形区域内存在一均匀磁场B,且以为恒定的变化率减小。一边

dt长为1m的正方形导体框abcd置于该磁场中,框平面与磁场垂直(如图所示),回路的总感应电动势?i的大小 ,方向 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

boBacd 1、 水平放置的弹簧,劲度系数k=20牛/米,其一端固定,另一端系住一质量m=5千克的物

体,物体起初静止,弹簧也没有伸长,假设一个水平恒力F=10牛顿作用于物体上(不考虑摩擦)。试求:(1)该物体移动0.5米时物体的速率;(2)如果移到0.5时撤去外力,物体静止前尚可移动多远。

2、 一质量为m0均质方形薄板,其边长为L,铅直放置着,它可以自由地绕其一固定边转动。

若有一质量为m,速度为v的小球垂直于板面撞在板的边缘上。设碰撞是弹性的,问碰撞结束瞬间,板的角速度和小球的速度各是多少。板对转轴的转动惯量为m0L。 3、A、B为两个平行的无限大均匀带电平面,两平面间电场强度大小为E0,两平面外侧电场强度大小都为求两面上电荷面密度?A,?B。

132ABE0,方向如图所示。3E0/3E0E0/3 4、一平行板电容器,极板面积S?10cm,极板间相距

2Sεr1εr2d d?1mm,在两极板间充以厚度相同,相对介电常数分别

为?r1?5,?r2?7的电介质。求: (1)该电容器的电容C;

(2)对该电容器充电,使极板间电势差为U=100V,该电容器储存的电能W。

5、一塑料薄圆盘,半径为R,电荷q均匀分布于表面,圆盘绕通过圆心垂直面的轴转动,角速度为?,求:

?q

01-41

ωoR drr(1) 在圆盘中心处的磁感强度。 (2) 圆盘的磁矩。

6、如图,一长直导线通以交变电流I?I0sin?t,在此导线平行地放一长为l,宽为a的长方形线圈,靠近导线的一边与导线相距为d。周围介质的相对磁导率为?r。求任一时刻线圈中的感应电动势。

dIal

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(20)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t=0时,物体位于原点,速度为零。如果物体在作用力F=(3+4t)牛顿的作用下运动了3m,它的加速度a= ,速度v= 。

2、坐在转椅上的人手握哑铃。两臂伸直时,人、哑铃和椅系统对竖直轴的转动惯量为

I1?2kg?m2。在外力推动后,此系统开始以n1?15转/分转动,转动中摩擦力矩忽略不计。

当人的两臂收回,使系统的转动惯量就为I2?0.80kg?m时,它的转速

2n2? 。

3、一水平管子,其中一段的横截面积为0.1m,另一段的横截面积为0.05m,第一段中水的流速为5m/s,第二段中的压强为2?10Pa,那么第二段中水的流速为 ,第一段中水的压强为 。 4、设S1,S2为两个相干波源,相距

5221?波长,S1比S2的相位超前,若两波在S1,S2相连42方向上的强度相同且不随距离变化,R为S1,S2连线上S1外侧的任一点,那么S1、S2发出的波在R点的相位差??= ,合成波的强度I= 。

5、相距10cm的两点电荷,q1?4.0?10C,q2??3.0?10C,A点离q1为8cm,离q2为6cm,则A点的电势UA= 。

6、如图,若C1?10?F,C2?5?F,C3?4?F,U?100V,则电容器组的等效电容C= ;电容器C1上的电压U1= 。

7、在静电场中,电势不变的区域,场强必定为 。

?9?9C1UC2 C3 01-42

8、在边长为0.5m的等边三角形的三个顶点上分别放置两个电量2?10?8C和一个 电量为?1?10C的点电荷,则带负电的点电荷受到的电场力的大小为 。 9、一导体球外有一同心的导体球壳,设导体球带电量+q,导体球壳带电量-2q,则静电平衡时,外球壳的外表面带电量为 。

aIrR1I1b?8ε

10、图中,??6V,r?1?,R1?10?,R2?20?,则流过电源?的电流I= 。

11、若通电流为I的导线弯曲成如图所示的形状(直线部分伸向无限远),则O点的磁感强度的大小为 ,方向是 。

12、如图所示,半径为R的半圆形线圈,通有电流I,线圈处在与

R2 RoII o?线圈平面平行向右的均匀磁场B中,线圈所受磁力矩大小

为 ,方向为 ;线圈绕OO?轴转过 度时,磁力矩恰为零。

Ro'IB13、磁换能器常用来检则微小的振动,如图所示,在振动杆的一

?端固接一个N匝的矩阵线圈,线圈的一部分在匀强磁场B中,设

杆的微小振动规律为x?Acos?t,则线圈中感应电动势为 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 如图所示,A、B两圆盘钉在一起,可绕过中心并与盘面垂直的水平轴转动, 圆盘A的质量为6kg,B的质量为4kg。A盘的半径10cm,B盘的半径5cm,力FA与FB均为19.6牛顿,求:

(1) 圆盘的角加速度;

(2) 力FA的作用点竖直向下移动5m,圆盘的角速度和动能。

2、一质点沿x轴作简谐振动,振幅为0.10m,周期为π秒;当t=0时,质点在平 衡位置,且向x轴正方向运动。求:

(1)用余弦函数表示该质点的振动方程。

FARAb振动杆 ABRBFB 01-43

(2)质点从t=0所处的位置第一次到达

A处所用的时间。 23、用绝缘细线弯成半径为R的半圆环,其上均匀地带有正电荷Q,求圆心处电场强度的大小和方向。

QRoy

x 4、一圆柱形电容器两极板半径分别为a和b,高为h,极板带电量为?Q,求该电容器储存的电场能量。

-Q+Qabh 5、一长直导线与正方形线圈在同一平面内,分别载有电流I1和I2。正方形的边长为a,它的中心到直导线的垂直距离为d,如图所示。求:

(1) 正方形载流线圈所受I1的磁场力的合力大小和方向; (2) 当I1?3A,I2?2A,a?4cm,d?4cm时,合力的值。

6、无限长且半径为R的直导线,通有电流I,电流均匀分布在整个截面上,求: (1)距导线中心轴r处的磁感强度B。(r < R)

(2)单位长度导线内部所储存的磁能与其相应的自感系数(设?r?1)。

苏州大学普通物理(一)上课程(01)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

AI1dDI2CB 1?0 2、M?50??157N?m 3???3、?p?2mv?0.2kg?m/s,?L?0

1、??4、v1?60cm/s?0.6m/s,v2?150cm/s?1.5m/s,p1?p2?945Pa 5、E?0,U?14??0?Q R 01-44

6、UAB??12V,I?3A,UAO?18V (1)用的是B处减去A(2)(3) 7、I??R?r,Uab?0 8、3.1?10?2V

9、E?V0B 10、0

311、200A/m0.126T12.6J/m

二、计算题:(每小题10分,共60分)

??12m2mg2?g,??1、①TR?I??MR???a?

22m?M(2m?M)R?a?R???mg?T?ma122m2v?2ah,物体动能Ekm?mv?gh;22m?M②

211vmM圆盘动能Ekm?Iw2?I2?gh22R2m?M22、W?2???rad/s,A?0.06m Tx)??]m,2(1)x0??A,知?0??,于是振动方程:y?0.06cos(?t??)m,(2)波动方程:y?0.06cos[?(t?(3)波长:??vT?4m此处波动方程,对比振动方程与波动方程。 3、

(1)等效电容C?C1?C2?5?1?6?F,带电Q?5?100?C?500?C,V??

Q500??83.3VC6(2)?W?4、dU?11(C1U2?CU?2)?(5?1002?6?83.32)?10?6?4.168?10?3J 2214??0?dqR?a22,U??dU?14??0?QR?a22

5、解:B1p?B2p??0I12?PI121/2Bp?(B12p?B2?2B1p?5.66?10?6特斯拉 p) 6、(1)B??0I 2?r 01-45

B21?0I2WB??()?2?02?02?rI?4??10?7?102?0.987J/m30.25428?2?()?102210?1.7?10?8?3.33?10?2V/m

0.254?(?10?2)22uIR(2)E???llls?I??l?r2?e?11?0E2??8.85?10?12?(3.33?10?2)2?4.98?10?15J/m322苏州大学普通物理(一)上课程(02)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

R2?2?1、 2、

2g23、0.75m/s,3m/s,4.22?10Pa 4、2?32mm,,2? k2k5、W?12??0?qq0qq01q,v?? 6、?q,?q,U? a??0ma4??0R2?IdQ27、E??0,W? 8、0;?

4R4?0s9、?d?,0 10、0.079N?m,1N dt二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、(1)F?R?I?,??F?R98?0.2??39.2rad/s2 I0.52W?I 2?490?44.27rad/s0.5(2)W?F?S?98?5?490JW??Ek?12Iw,W?22、在水平方向,有:Mv0?(M?m)v 解得:v?Mv0

M?m1212kA?Mv02211碰撞后总能量kA?2?(M?m)v222碰撞前总能量 01-46

2A?2M?mv2M?mM所以??2??(),A??2MMM?mAv0MAM?m

振动周期T??2?M?mk3、(1)最右面3个C1串联而得C??1?C1?1?F 31?3?F?1?F3Ccd?2?F?1?F?3?F同理Cef?2?F?1?F?3?F(2)Uef?Ucd 4、I1?Cab?1100U?V331100?Uef?V396V6?A?0.5A

(5?7)?12I36V4Ωa3V3V3I2??A?0.5A(3.5?2.5)?6

6V?3V3I3??A?0.75A4?4(1)

3.5Ω7Ωb2.5ΩI26V中电流:I1?I3?0.5A?0.75A?1.25A3V中电流:I3?I2?0.75A?0.5A?0.25AI1(2) ba中电流:I1?I2?0.5A?0.5A?1.0A 5、解:f?fCD??0I1I2CD??8?10?4N,方向向左 2?afEF?fDE?0I1I2l??8?10?5N,方向向右2?a?ba?b?I?IIa?b01???I2dr?012ln?9.2?10?5N,向上 a2?r2?afEC?9.2?10?5N,方向向下6、解:

?4N1N2s?71000?50?5?10M??0?4??10?0.05mH 2?R2???0.1苏州大学普通物理(一)上课程(03)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、Ic?mR,Ip?2mR,T?2?222R 2、2.5m/s,0.5m,5Hz,x轴正向传播 g01-47

3、UAB??12V,I?3A,UAO?18V 4、?q,U?5、安/米(A/m),西/米(S/m) 6、B?214??0?q R2mv0?R?1.57?10?8,0 ?1.14?10?3T,?;v0Rq7、I1A1B;4/1 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、k?Mg,油灰碰撞前的速度v?2gh,碰撞后共同运动为V,mv?(M?m)V x0机械能守恒,下移最大距离?x,则111k(x0??x)2?(M?m)V2?k?x2?(M?m)g?x 2222m2x02m2x0hm得:?x?x0???0.3mMM(M?m)M22、M?1mglcos? 21I?ml233g???cos?2l 121I??mglsin?223g???sin?l3、(1)U?1000V;Q1?2?1000?C;Q2?4?1000?C?4000?C

(2)等效C?2?4?6?FQ?Q2?Q1?2000?CU??Q2000 ??333.3VC61Q1?2?333.3?C?666.6?C1Q2?4?333.3?C?1333.4?C4、距左端x处取线元dx:dq??dx

dE??dx4??0(L?d?x)2LE??dE?0??L4??0(L?d)d

同 5、(1)解:按右手定则I1,I2在P点的磁感应强度方向相

01-48

BP?B1P?B2[P??0I1?0I22?0I???4.0?10?5T2?x2?(d?x)?d??r1?r2??I?0I2?(2)解:???B?dS???01??ldxr12?x2?(d?x)???Ilr?r?Ild?r?01ln12?02ln2?2?d?r1?r2r1?

?0I1ld?r1ln?2.2?10?6韦伯?r1??d?d?,2?r?E?6、解:(1)???Er?dS?? dtdt1d?SdB?r2dBrdB0.1?0.1E?????????5?10?3V/m2?rdt2?rdt2?rdt2dt2顺时针沿圆周的切向1d?SdB????1.57mARRdrRdt(3)U?2?rE?3.14?10?3V(2)I????

苏州大学普通物理(一)上课程(04)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、-2 rad/s2,425 rad,40 s 2、Ep?1E?0.5?10?5J,Ek?E?Ep?1.5?10?5J 414??0Q??,?U?d 5、E?R?0?03、1.3 m/s2,1.9 m/s 4、E?0,U??6、I?0,Uac??,Uab?? 7、8、B??01LI,MI1I2 2rI 22?R???39、M?ISB?0.003N?m,30(或150),m?IS?5?10二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、Ek1?A?m2

1212I?1?1.97?104J,Ek2?I?2?2.19?103J 224每冲一次飞轮所做的功A?Ek1?Ek2?1.75?10J

2、设平面简谐波的波长为?,坐标原点处的质点振动初相位为?0,则该列平面简谐波的表达式可写成:

01-49

y?0.1cos(7?t?2?x???0)0.1

t?1.0s时,ya?0.1cos[7??2?????0]?0此时a质点向y轴负方向运动,于是7??0.2????0??2

而此时b质点正通过y?0.05m处向y轴正方向运动0.2??yb?0.1cos?7??2???0??0.05???7??2?0.2???0???3 ②

联立①,②式得:??0.24m,?0??该平面波的表达为

17??(?0?) 3317?]3 ?y?0.1cos[7?t??x0.12?或y?0.1cos[7?t?3、(1)C??x0.12?3]2?44??F 2?434?600?C?800?C3Q800?CU1???400VC12?FQ?CU?U2?Q800?C??200VC24?F(2)C??C1?C2?2?F?4?F?6?FQ??2?800?C?1600?CU??Q?1600??266.7VC?6Q1??2?266.7?10?6?533.3?C??4?266.7?10?6?1066.7?CQ24、dR??

?drdr? R???22?a2?a2?r2?r5、解:在平面S上取面元dS,长为l宽为dr

01-50

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