天津工业大学(2017-2018学年第2学期)

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学院专业班 学号姓名

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《大学物理》理一、二1期中试卷A(理学院2018.4)

特别提示:请考生在密封线左侧的指定位置按照要求填写个人信息,若写在其它处视为作弊。本试卷共有四道大题,请认真核对后做答,若有疑问请与监考教师联系。

一、 选择题(每小题3分,请将答案写在括号处)

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) ; (B)

(C) ; (D)

2.一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进。如果发动机的功率一定,下面哪一种说法是正确的? [ ]

汽车的加速度是不变的;

汽车的加速度随时间减小;

汽车的加速度与它的速度成正比;

汽车的速度与它通过的路程成正比;

汽车的动能与它通过的路程成正比。

3.一人造地球卫星到地球中心O的最大距离和最小距离分别是R和R。设卫星对应的角动量分别是L、L,动能分别是E、E,则应有 [ ]

(A) L>L,E>E;

(B) L>L,E= E;

(C) L= L,E= E;

(D) L<L,E= E;

(E) L= L,E<E。树叶校园

4.关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的是 [ ]

(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;

(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;

5.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): [ ]

6

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.如图所示,两个“无限长”的共轴圆柱面,半径分别为R和R,其上均匀带电,沿轴线方向单位长度上所带电荷分别为和,则在两圆柱面之间、距离轴线为r的P点处的场强大小E为: [ ]

(A)

(B)

(C)

(D)

7.如图所示,直线MN长为2l,弧OCD是以N点为中心,l为半径的半圆弧,N点有正电荷+q,M点有负电荷-q.今将一试验电荷+q从O点出发沿路径OCDP移到无穷远处,设无穷远处电势为零,则电场力作功 [ ]

(A) A<0, 且为有限常量;

(B) A>0,且为有限常量;

(C) A=∞;

(D) A=0。

8.真空中有“孤立的”均匀带电球体和一均匀带电球面,如果它们的半径和所带的电荷都相等。则它们的静电能之间的关系是 [ ]

(A) 球体的静电能等于球面的静电能;

(B) 球体的静电能大于球面的静电能;

(C)球体的静电能小于球面的静电能;

(D) 球体内的静电能大于球面内的静电能,球体外的静电能小于球面外的静电能。

二、填空题(共30分)

9.(本题3分)已知质点的运动学方程为 (2t 3) (SI),则该质点的轨道方程为__________________________。

10.(本题4分)一个力F作用在质量为1.0 kg的质点上,使之沿x轴运动。已知在此力作用下质点的运动学方程为(SI)。在0到4s的时间间隔内,

(1)力F的冲量大小I=__________________;

(2)力F对质点所作的功W=________________。

11.(本题4分)一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为=20rad/s,再转60转后角速度为=30rad/s,则角加速度=_________________,转过上述60转所需的时间Δt=____________________。

12.(本题4分)力矩的定义式为_______________________________。

在力矩作用下,一个绕轴转动的物体作__________________________运动。

若系统所受的合外力矩为零,则系统的__________________________守恒。

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13.(本题4分)描述静电场性质的两个基本物理量是___________和________;它们的定义式是________________和________________________________。

14.(本题4分)图中所示以O为心的各圆弧为静电场的等势(位)线图,已知U<U<U,在图上画出a、b两点的电场强度的方向,并比较它们的大小。E________E(填 <、=、>)。

15.(本题3分)在相对介电常量为的各向同性的电介质中,电位移矢量与场强之间的关系是___________________。

16.(本题4分)电容为C的平板电容器,接在电路中,如图所示.若将相对介电常量为的各向同性均匀电介质插入电容器中(填满空间),则此时电容器的电容为原来的________倍。

三、计算下列各题(共40分)

17.(本题10分)有一质点沿x轴作直线运动,t时刻的坐标为x= 4.5 t–2 t (SI) 。试求:

(1)第2秒内的平均速度;

(2)第2秒末的瞬时速度;

(3)第2秒内的路程。

18.(本题10分)如图所示,设两重物的质量分别为m和m,且m>m,定滑轮的半径为r,对转轴的转动惯量为J,轻绳与滑轮间无滑动,滑轮轴上摩擦不计。设开始时系统静止,试求t时刻滑轮的角速度。

1

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9.(本题10分)如图所示,真空中一长为L的均匀带正电细直杆,总电荷为q,试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的场强大小及方向。

20.(本题10分)一半径为R的带电球体,其电荷体密度分布为

=Ar (r≤R),

=0 ( r>R)

A为一常量。利用高斯定理求带电球体内外的场强分布。

四、回答问题(共6分)

21.(本题6分)描述质点加速度的物理量,有何不同?

《大学物理》第页共8页