棍的转动惯量怎么算(大学物理试卷+答案)

Posted 2023-05-30

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棍的转动惯量怎么算(大学物理试卷+答案)

1.容器中装有质量为M的氮气（视为刚性双原子分子理想气体，分子量为28），在高速v运动的过程中突然停下.设气体定向运动的动能全部转化为气体的内能，试求：气体的温度上升多少

2、一质点沿x轴作简谐振动，其角频率w = 10 rad/s．试分别写出以下两种初始状态下的振动方程：

(1) 其初始位移x0 = 7.5 cm，初始速度v0 = 75.0 cm/s；

(2) 其初始位移x0 =7.5 cm，初始速度v0 =-75.0 cm/s．

3、有两个相同的容器，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看作刚性分子），它们的压强和温度都相等。现将5J的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，求应向氦气传递多少的热量。

4、刚性双原子分子的理想气体在一等压膨胀过程中所做的功为A，试求：（1）此过程中气体内能的增量；（2）此过程中气体吸收的热量。

5、有一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，已知振幅A=1.0m，周期T=4.0 s, 波长λ=5.0m，在t=0时坐标原点处的质点位于y=0.5m处且沿Oy轴负方向运动。求该平面简谐波的波动方程。

一、选择题（每个小题只有一个正确答案，3×10=30分）

（力）1、一质点运动方程

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，则它的运动为。

A、匀速直线运动 B、匀速率曲线运动

C、匀加速直线运动 D、匀加速曲线运动

（力）2、一质点在光滑平面上，在外力作用下沿某一曲线运动，若突然将外力撤消，则该质点将作。

A、匀速率曲线运动 B、匀速直线运动

C、停止运动 D、减速运动

（力）3、质点作变速直线运动时，速度、加速度的关系为。

A、速度为零，加速度一定也为零 B、速度不为零，加速度一定也不为零

C、加速度很大，速度一定也很大 D、加速度减小，速度的变化率一定也减小

（力）4、关于势能，正确说法是。

A、重力势能总是正的 B、弹性势能总是负的

C、万有引力势能总是负的 D、势能的正负只是相对于势能零点而言

5、在过程中如果，则质点系对该点的角动量保持不变。

A、外力矢量和始终为零 B、外力做功始终为零

C、外力对参考点的力矩的矢量和始终为零

D、内力对参考点的力矩的矢量和始终为零

6、如图所示，闭合面S内有一点电荷q1，P为S面上的一点，在S面外A点有一点电荷q2，若将q2移动到S面外另一点B处，则下述正确的是。

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A、S面的电通量改变，P点的场强不变；

B、S面的电通量不变，P点的场强改变；

C、S面的电通量和P点的场强都不改变；

D、S面的电通量和P点的场强都改变。

7、两个点电荷相距一定的距离，若在这两个点电荷联线的中垂线上电势为零，那么这两个点电荷。

A、电量相等，符号相同 B、电量相等，符号不同

C、电量不等，符号相同 D、电量不等，符号不同

8、将充过电的平行板电容器的极板间距离增大，则_________。

A、极板上的电荷增加

B、电容器的电容增大

C、两极板闪电场强不变

D、电容器储存的能量不变

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二、填空题（每题2分）

1、（力）加速度矢量可分解为法向加速度和切向加速度两个分量，对于匀速率圆周运动来说，向加速度为零，总的加速度等于加速度。

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四、质量为0.5kg,，长为0.4m的均匀细棒，可绕垂直于棒的一端的水平轴转动。如将此棒放在水平位置，然后任其下落，求：（1）当棒转过60º时的角速度和角加速度；（2）下落到竖直位置时的动能；（3）下落到竖直位置时的角速度。

五、球形电容器是由半径分别为R1和R2的两个同心金属球壳组成，求此电容器的电容。

六、正电荷q均匀分布在半径为R的细圆环上，计算在环的轴线上与环心O相距为x处点P的电势。

七、无限长载流圆柱体半径为R，通以电流I，电流沿轴向流动，且电流在截面积上的分布是均匀的，求空间内的磁场分布。

A卷

一、选择题

力ABDD CBBCBB

二、填空题

力

1、切向、法向

2、变化、不变化

3、不一定、不一定

4、一定、不一定

5、杆和子弹、角动量

6、 6.54rad/s2，4.8s

7、有源、保守

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4、（力）质点作变速直线运动时，速度、加速度的关系为。

A、速度为零，加速度一定也为零

B、速度不为零，加速度一定也不为零

C、加速度很大，速度一定也很大

D、加速度减小，速度的变化率一定也减小

5、人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，地球在椭圆轨道上的一个焦点上，则卫星

A、动量守恒，动能守恒；

B、动量守恒，动能不守恒；

C、对地球中心的角动量守恒，动能不守恒；

D、对地球中心的角动量不守恒，动能守恒

6、两个同号的点电荷相距l，要使它们的电势能增加一倍，则应该_____ 。

A、外力做功使点电荷间距离减少为l /2

B、外力做功使点电荷间距离减少为 l /4

C、电场力做功使点电荷间距离增大为2l

D、电场力做功使点电荷间距离增大为4l

7、将充过电的平行板电容器的极板间距离增大，则_________。

A、极板上的电荷增加

B、电容器的电容增大

C、两极板闪电场强不变

D、电容器储存的能量不变

8、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和∑q＝0，则可肯定：

A、高斯面上各点场强均为零

B 、穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零．

C 、穿过整个高斯面的电场强度通量为零．

D 、以上说法都不对．

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八、填空题（每题2分）

1、（力）质点作圆周运动时，一定具有（填切向或法向）加速度，所受的合力（填一定或不一定）指向圆心。

2、（力）质点作曲线运动时，质点的动量（填守恒或不守恒），所受合力的冲量（填为零或不为零）。

3、（力）万有引力是（填保守力或非保守力），它沿着闭合路径所做的功（填等于或不等于）零。

4、（力）一质点沿直线运动，其坐标x与时间t有如下关系：

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(SI) (A、b 皆为常数)

(1) 任意时刻ｔ质点的加速度a =_______________________；

(2) 质点通过原点的时刻t =___________________________．

5、一飞轮作匀减速转动，在5 s内角速度由40p rad·s-1减到10p rad·s-1，则飞轮在这5 s内总共转过了________________圈，飞轮再经______________的时间才能停止转动．

6、质量为m、长为l的棒，可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴O在水平面内自由转动(转动惯量J＝m l 2 / 12)．开始时棒静止，现有一子弹，质量也是m，在水平面内以速度v 0垂直射入棒端并嵌在其中．则子弹嵌入后棒的角速度＝_____________________．

7、静电场中A、B两点的电势为UA>UB，则在正电荷由A点移至B点的过程中电场力作功，电势能。

8、在一半径为R1的长直导线外套有氯丁橡胶绝缘护套，护套外半径为R2，相对电容率为εr ,设沿轴线单位长度上导线的电荷密度为λ，则介质层内的电位移矢量为；介质层内电场强度为。

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十二、均匀带电圆盘，带正电荷q，半径为R，求通过盘心，且垂直盘面的轴线上任意点的电势。

十三、有一同轴电缆，其尺寸如图所示。两导体中的电流均为I，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感应强度：（1）

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B卷答案：

一、选择题

力DBAD热CBAC其它CACCDE

二、填空题

力：

1、

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(n = 0, 1, 2,…)

2、法向、不一定

3、不守恒、不为0

4、保守力、等于

热：

1、热量

2、相等相等

3、增加

4、无规则越大

5、62.5，1.67s

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《 大学物理学 》课程试题

课程号：	1910003X1	√	考试	√	A卷	√	闭卷
□	考查	□	B卷	□	开卷

题号	一	二	三、1	三、2	三、3	三、4	三、5	总分
各题分数	30	20	10	10	10	10	10	100
实得分数
阅卷教师

一、选择题（单选题，每小题3分，共30分）

1、质点的运动方程为：

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，则t=0时，质点的速度大小是[ ]。

（A）5m.s-1 （B）10 m.s-1 (C) 15 m.s-1 (D) 20m.s-1

2、一质点在半径为0.1m的圆周上运动，其角位置为

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(SI）。当切向加速度和法向加速度大小相等时，θ为[ ]。

(A) 2rad (B) 2/3rad (C) 8rad (D) 8/3rad

3、有些矢量是对于一定点（或轴）而确定的，有些矢量是与定点（或轴）的选择无关的。在下述物理量中，与参考点（或轴）的选择无关的是[ ]。

（A）力矩（B）动量（C）角动量（D）转动惯量

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6、关于静电场的高斯定理有下面几种说法，其中正确的是［］。

（A）如果高斯面上电场强度处处为零，则高斯面内必无电荷；

（B）如果高斯面内有净电荷，则穿过高斯面的电场强度通量必不为零；

（C）高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生；

（D）如果穿过高斯面的电通量为零，则高斯面上电场强度处处为零。

7、静电场的环路定理说明静电场的性质是[ ]。

（A）电场线不是闭合曲线；（B）电场力不是保守力；

（C）静电场是有源场；（D）静电场是保守场。

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9、关于真空中电流元I1dl1与电流元I2dl2之间的相互作用，正确的是[ ]。

（A）I1dl1与电流元I2dl2直接进行作用，且服从牛顿第三定律；

（B）由I1dl1产生的磁场与I2dl2产生的磁场之间相互作用，且服从牛顿第三定律；

（C）由I1dl1产生的磁场与I2dl2产生的磁场之间相互作用，且不服从牛顿第三定律；

（D）由I1dl1产生的磁场与I2dl2进行作用，或由I2dl2产生的磁场与I1dl1进行作用，且不服从牛顿第三定律。

10、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，用c表示真空中光速，则乙相对于甲的运动速度是［］。

(A) 4c/5 (B) 3c/5 (C) 2c/5 (D) 1c/5

二、填空题（每小题2分，共20分）

1、一物体受到力

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（SI）的作用，在t=0s时，物体静止在原点。则物体在t=10s时刻的动量大小为。

2、有一人造地球卫星，质量为m,在地球表面上空2倍于地球半径高度沿圆轨道运动。用m、R、引力常数G和地球质量M表示卫星的引力势能为。

3、如图2-1所示， O为水平光滑固定转轴，平衡时杆铅直下垂，一子弹水平地射入杆中，则在此过程中，子弹和杠组成的系统对转轴O的守恒。

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4、A、B、C三点同在一条直的电场线上，如图2-2所示。已知各点电势大小的关系为VA>VB>VC，若在B点放一负电荷，则该电荷在电场力作用下将向__ _____点运动。

5、一次典型的闪电中，两个放电点间的电势差约为1.0×109V，而被迁移的电荷约为30C，则一次闪电所释放的能量是。

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8、一长直螺线管是由直径d=0.2mm的漆包线密绕而成。当它通以I=0.5A的电流时，其内部的磁感应强度B= 。(忽略绝缘层厚度，μ0=4π×10-7N/A2)

9、用导线制成一半径为r=10cm的闭合圆形线圈，其电阻R=10Ω，均匀磁场

垂直于线圈平面，欲使电路中有一稳定的感应电流i=0.01A，B的变化率应为dB/dt=_______。

10、一固有长度为6.0m的物体，以速率0.80c沿x轴相对某惯性系运动，则从该惯性系来测量，此物体的长度为。

三、计算题（每小题10分，共50分）

1、如图3-1所示，质量为m的子弹以一定初速度水平射入一固定木块，进入深度d处后停止。设木块对子弹的阻力与子弹入木块的深度成正比，比例系数为k。试求木块阻力对子弹所作的功。

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2、如图3-2所示，一长为L、质量为m的匀质细杆竖直放置，其下端与一固定铰链O相接，并可绕其转动，当杆受到微小扰动时，细杆将在重力作用下由静止开始绕铰链O转动。求细杆转到与竖直线呈600角时的角速度。

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3、如图3-3所示，球形电容器的内、外半径分别为R1和R2，所带电荷为±Q。若在两球间充以电容率为ε的电介质。试求此电容器的电容。

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4、无限长的同轴金属圆柱体与圆筒构成同轴电缆，如图3-4所示，圆柱体半径与外圆筒半径分别为R1与R2，两导体中的电流均为I，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感强度：（1）r< R1 ；(2) R1<r< R2 ;(3)r> R2。

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5、如图3-5所示，一长为L的金属棒MN与载有电流I的无限长直导线共面，金属棒可绕端点M(与长直导线的距离为b)在平面内以角速度ω匀速转动。试求当金属棒转至图示位置时（即棒垂直于长直导线），棒内的感应电动势，并判断棒的哪一端电势较高。

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电动势的方向由M指向N，N点电势较高。（2分）

《 大学物理学 》课程试题

课程号：	1910003X1	√	考试	□	A卷	√	闭卷
□	考查	√	B卷	□	开卷

题号	一	二	三、1	三、2	三、3	三、4	三、5	总分
各题分数	30	20	10	10	10	10	10	100
实得分数
阅卷教师

一、选择题（单选题，每小题3分，共30分）

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2、对于质点组，内力可以改变的物理量是［］。

(A)总动量 (B)总角动量 (C)总动能 (D) 总质量

3、某人站在有光滑转轴的转动平台上，双臂水平地举着两个哑铃。在他将两个哑铃水平收缩到胸前的过程中，人和哑铃组成的系统的机械能和角动量的变化情况是［］。

(A) 机械能不守恒，角动量也不守恒 (B)机械能守恒，角动量不守恒

(C)机械能守恒，角动量也守恒 (D) 机械能不守恒，角动量守恒

4、半径为R的均匀带电球面的静电场中，各点的电场强度的大小E与距球心的距离r的关系曲线为［］。

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6、如图1-2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点处有正电荷+q，M点处有负电荷-q，今将一试验电荷+q0从O点出发沿路径OCDP移到无穷远处，设无穷远处为电势零点，则电场力作功W为[ ]。

（A）W<0,且为有限常量（B）W=0 （C）W>0,且为有限常量（D）W=∞

7、如图1-3所示，无限长载流直导线与正方形载流线圈在同一平面内，若直导线固定不动，则载流正方形线圈将[ ]。

（A）向着直导线平移（B）转动 （C）离开直导线平移（D）静止不动

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8、磁场中的安培环路定理说明稳恒电流的磁场是[ ]。

(A) 无源场　　(B) 有旋场　 (C)无旋场 (D)有源场

9、关于位移电流，有下面四种说法，正确的是[ ]。

（A）位移电流的实质是变化的电场；

（B）位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷；

（C）位移电流的热效应服从焦耳—楞兹定律；

（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定律。

10、若从一惯性系中测得宇宙飞船的长度为其固有长度的0.6倍，用C表示光在真空中的速度，则宇宙飞船相对于此惯性系的速度为[ ]。

(A)0.4C　　(B) 0.6C　 (C)0.8C (D)0.9C

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10、狭义相对论的两个基本原理是_________ _ ___和____________________ 。

三、计算题（每小题10分，共50分）

1、一人从h米深的井中提水，起始桶中装有m千克的水，由于水桶漏水，每升高1.0米要漏去α千克的水。水桶被匀速地从井中提到井口，求人所作的功。

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2、如图3-1所示，质量为m1的实心圆柱体A，其半径为r，可以绕其固定水平轴转动，阻力忽略不计，一条轻的柔绳绕在圆柱体上，其另一端系一个质量为m2=m1/2的物体B，已知定滑轮的转动惯量为J＝

。试求物体B下落的加速度。

3、如图3-2所示，无限长的同轴金属圆筒构成柱形电容器，内筒与外筒半径分别为R1与R2，两圆筒间充以电容率为ε的电介质。求沿轴向单位长度的电容。

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