安徽大学2007—2008学年第 2 学期《普通物理B(上)》考试试卷(A 卷)(闭卷 时间120分钟)一、选择题(每小题3分,共30分)1.一个圆锥摆的摆线长为l ,摆线与竖直方向的夹角恒为,如图所示.则摆锤转动的周期为(A) g l . (B) gl θcos .(C) g l π2. (D) gl θπcos 2. [ ] 2.如图所示,木块m 沿固定的光滑斜面下滑,当下降h 高度时,重力作功的瞬时功率是(A) 21)2(gh mg . (B) 21)2(cos gh mg θ.(C)1)21(sin gh mg θ.(D)21)2(sin gh mg θ.[ ] 3.质点的质量为m ,置于光滑球面的顶点A 处(球面固定不动),如图所示.当它由静止开始下滑到球面上B 点时,它的加速度的大小为 (A) )cos 1(2θ-=g a . (B) θsin g a =.(C) g a =. (D) θθ2222sin )cos 1(4g g a +-=. [ ]题 号 一 二 三(20)三(21)三(22)三(23)三(24)三(25)总分 得 分阅卷人得分θlθhmθAB院/系 年级 专业 姓名 学号答 题 勿 超 装 订 线------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------4.设有一“无限大”均匀带正电荷的平面.取x 轴垂直带电平面,坐标原点在带电平面上,则其周围空间各点的电场强度E ϖ随距离平面的位置坐标x 变化的关系曲线为(规定场强方向沿x 轴正向为正,反之为负) [ ]5.在电荷为-Q 的点电荷A 的静电场中,将另一电荷为q 的点电荷B 从a 点移到b 点.a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2,如图所示.则移动过程中电场力作的功为 [ ] (A)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π-21114r r Qε. (B) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-π210114r r qQ ε. (C) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π-210114r r qQ ε. (D) ()1204r r qQ-π-ε. 6.两个半径相同的金属球,一为空心,一为实心,把两者各自孤立时的电容值加以比较,则 (A) 空心球电容值大. (B) 实心球电容值大.(C) 两球电容值相等. (D) 大小关系无法确定. [ ] 7.将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后,断开电源.再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间,如图所示.则由于金属板的插入及其所放位置的不同,对电容器储能的影响为(A) 储能减少,但与金属板相对极板的位置无关.(B) 储能减少,且与金属板相对极板的位置有关. (C) 储能增加,但与金属板相对极板的位置无关.(D) 储能增加,且与金属板相对极板的位置有关. [ ] 8.在阴极射线管外,如图所示放置一个蹄形磁铁,则阴极射线将 [ ] (A) 向下偏. (B)向上偏.(C) 向纸外偏. (D) 向纸内偏.9.真空中一根无限长直细导线上通电流I ,则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为 (A)200)2(21aI πμμ. (B)200)2(21a I πμμ. (C)20)2(21Ia μπ. (D) 200)2(21a I μμ. [ ] xr 110.电位移矢量的时间变化率t D d /d ϖ的单位是 [ ](A) 库仑/米2.(B) 库仑/秒. (C) 安培/米2.(D) 安培•米2.二、填空题(共30分)11.图中,沿着半径为R 圆周运动的质点,所受的几个力中有一个是恒力0F ϖ,方向始终沿x 轴正方向,即i F F ϖϖ00=.当质点从A 点沿逆时针方向走过3/4圆周到达B 点时,力0F ϖ所作的功为W = .12.有两个弹簧,质量忽略不计,原长都是10cm ,第一个弹簧上端固定,下挂一个质量为m 的物体后,长11cm ,而第二个弹簧上端固定,下挂一质量为m 的物体后,长13cm ,现将两弹簧串联,上端固定,下面仍挂一质量为m 的物体,则两弹簧的总长为 . 13.质量m =1kg 的物体,在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x 轴运动,其所受合力方向与运动方向相同,合力大小为F =3+2x (SI),那么,物体在开始运动的3m 内,合力所作的功W = ;当x =3m 时,其速率v = .14.图中所示的装置中,质量为m 1的物体放在光滑水平桌面上,略去轴上摩擦以及滑轮和绳的质量,且假设绳不可伸长,则m 1的加速度a 1 = . 15.质量m 的小球,以水平速度0v ϖ与光滑桌面上质量为M 的静止斜劈作完全弹性碰撞后竖直弹起,则碰撞后斜劈的运动速度值v = ;小球上升的高度h = .16.一闭合面包围着一个电偶极子,则通过此闭合面的电场强度通量e= .17.想象电子的电荷-e 均匀分布在半径r e =×10-15m (经典的电子半径)的球表面上,电子表面附近的电势(以无穷远处为电势零点)U = .(41επ=9×109 N ·m 2/C 2,e =×10-19C) 18.带有N 个电子的一个油滴,其质量为m ,电子的电荷大小为e .在重力场中由静止开始下落(重力加速度为g ),下落中穿越一均匀电场区域,欲使油滴在该区域中匀速下落,则电场的方向为 ,大小为 . 19.均匀磁场的磁感应强度B ϖ与半径为r 的圆形平面的法线n ϖ的夹角为,今以圆周为边界,作一个半球面S ,S 与圆形平面组成封闭面,如图所示.则通过S 面的得分ROxAm 1m 2Mmv ϖn ϖBϖα S得分磁通量m= .三、计算题(共40分)20.(本题10分)A 、B 、C 为质量都是M 的三个物体,B 、C 放在光滑水平桌面上,两者间连有一段长为的细绳,原先松放着.B 、C 靠在一起,B 的另一侧用一跨过桌边定滑轮的细绳与A 相连(如图).滑轮和绳子的质量及轮轴上的摩擦不计,绳子不可伸长.问: (1) A 、B 起动后,经多长时间C 也开始运动 (2) C 开始运动时速度的大小是多少(取g =10 m/s 2)21.(本题5分)厚度为d 的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为 .试求图示离左板面距离为a 的一点与离右板面距离为b 的一点之间的电势差.得分ABC得分1da22.(本题5分)有二根导线,分别长2米和3米,将它们弯成闭合的圆,且分别通以电流I 1和I 2,已知两个圆电流在圆心处的磁感应强度大小相等,求圆电流的比值I 1 / I 2.23.(本题5分)在图示回路中,导线ab 可以在相距为的两平行光滑导线LL '和MM '上水平地滑动.整个回路放在磁感应强度为的均匀磁场中,磁场方向竖直向上,回路中电流为.如要保持导线作匀速运动,求须加外力的大小和方向.L '24.(本题10分)如图所示,两条平行长直导线和一个矩形导线框共面,且导线框的一个边与长直导线平行,它到两长直导线的距离分别为r 1、r 2.已知两导线中电流都为t I I ωsin 0=,其中I 0和为常数,t 为时间.导线框长为a 宽为b ,求导线框中的感应电动势.25. (本题5分)如图所示,有一中心挖空的水平金属圆盘,内圆半径为R 1,外圆半径为R 2,圆盘可绕竖直中心轴O O '''以角速度匀速转动.均匀磁场B ϖ的方向竖直向上.求圆盘的内圆边缘处C 点与外圆边缘A 点之间的动生电动势的大小及指向.得分IIOxr 1r 2ab得分O ″O ′R 2 R 1ACωB ϖ安徽大学2007—2008学年第 2 学期《普通物理B(上)》(A 卷)考试试题参考答案及评分标准一、选择题(共30分)1.D 2.D 3.D 4.C 5.C 6.C 7.A 8.B 9.B 10.C二、填空题(共30分)11.(本题3分)0F R - 3分12.(本题3分)24cm 3分13.(本题4分)18J 2分 6m/s 2分14.(本题3分)21242m m gm + 3分15.(本题5分)0v Mm2分 202v Mgm M - 3分 16.(本题3分)0 3分17.(本题3分)×106V 3分18.(本题3分)从上向下 1分mg /( Ne ) 2分19.(本题3分)αcos 2B r π- 3分三、计算题(共40分)20.(本题10分)解:(1) 设A ,B 间绳中张力为T ,分别对A 、B 列动力学方程M A g –T =M A a 1分T =M B a 1分解得 a =Mg / (M A +M B )由 M A = M B = M a =21g 1分 设B 、C 之间绳长为l ,在时间t 内B 物体作匀加速运动,有l =21at 2=gt 2/4 , t=g l /4= s 2分 (2) B 和C 之间绳子刚拉紧时,A 和B 所达到的速度为v =at =21gt =21×10×=2.0 m/s 令B 、C 间拉紧后,C 开始运动时A 、B 、C 三者的速度大小均变为V ,由动量定理(设三者速度变化过程中T AB 为AB 间绳中平均张力,T BC 为BC 间绳中平均张力,τ为过程时间)M A VM A v = –T AB ·τ (∵M A g<<T AB ) 2分M B V – M B v =T AB ·τ–T BC ·τ 1分M C V – 0 = T BC ·τ 1分得 (M A + M B + M C )V = ( M A + M B ) vV =33132)(.M M M M C B A B A ==+++v M v m/s 1分21.(本题5分)解:选坐标如图.由高斯定理,平板内、外的场强分布为E = 0 (板内)2/(0εσ±=x E (板外) 2分1、2两点间电势差 ⎰=-2121d x E U U xx x d b d d d a d 2d 22/2/02/)2/(0⎰⎰+-+-+-=εσεσ)(20a b -=εσ 3分 22.(本题5分)解: 11012R I B μ=, 22022R I B μ=3分由 21B B = 得: 2211//R I R I =∴3222212121=ππ==R R R R I I 2分 23.(本题5分)解:导线ab 中流过电流I ,受安培力IlB F =1,方向水平向右,为保持导线作匀速运动,则必须加力2F ϖ,12F F =,2F ϖ方向与1F ϖ相反,即水平向左,如图所示. 2分20.012===IlB F F N 3分24.(本题10分)1'解:两个载同向电流的长直导线在如图坐标x 处所产生的磁场为01211()2I B x x r r μ=+π-+ 2分选顺时针方向为线框回路正方向,则)d d (21111210⎰⎰⎰+++-+π==br r br r r r x xxxIaBdS μΦ 3分)ln(222110r br r b r Ia+⋅+π=μ 2分 ∴01212()()d d ln[]d 2d a r b r b I t r r tμε++=-=-πΦt r r b r b r a I ωωμcos ]))((ln[2212100++π-= 3分25.(本题5分)解:动生电动势 d (v )d B r ε=⨯⋅vv v2分大小 2122211d ()2R R rB r B R R εωω==-⎰ 2分指向 C →A. 1分I IOxr 1r 2 abx x答 题 勿 超 装 订 线------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线。