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大学物理（佛山科学技术学院）期末答案2023秋

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1.一质点的运动方程为，则质点在第2s内的位移为（）（各量均取SI单位制）
A: B: C: D:
答案:AI参考:正确答案是【D】：位移等于初始位置到末位置的向量。根据运动方程，初始位置为（0，0），末位置为（4，6），所以位移为（4，6）到（0，0）的向量，即（4，6）-（0，0）=（4，6）即为答案D。'
2.在xy平面上运动的质点，其运动方程为，则时刻加速度为（）（各量单位取SI制）
A: B: C: D:
答案:AI参考:正确答案是：B: 零。\n由题意可知，质点做匀速直线运动，加速度为零。故选B。'
3.
12、右图所示的是两个简谐振动x-t曲线，若把这两个简谐振动叠加，则合成的余弦振动的初相位为（）
A: B: C:0 D:
答案:AI参考:正确选项为C：0。\n\n根据题意，两个简谐振动x-t曲线叠加后，合成的余弦振动与其中一个简谐振动的相位相同，而另一个简谐振动的相位与之相差π/2，所以合成的初相位为0。'
4.下述说法错误的是（）
A:磁场不随时间变化而是由于回路所围面积的变化或面积取向变化使回路的磁通量发生变化所引起的感应电动势称为动生电动势 B:随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场叫做感生电场 C:引起动生电动势的非静电力是洛伦兹力 D:感生电场是保守力场
答案:AI参考:正确选项是：C:引起动生电动势的非静电力是洛伦兹力。\n\n解释：\n\nA选项描述了动生电动势的产生原因，即磁场不随时间变化而是由于回路所围面积的变化或面积取向变化使回路的磁通量发生变化所引起的感应电动势。\n\nB选项描述了感生电场的定义，即随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场。\n\nC选项的说法不准确。动生电动势的产生原因是非静电力，这个非静电力是洛伦兹力，但引起动生电动势的静电力不一定是静电力，可以是其他性质的力。\n\nD选项描述了感生电场的特点，即感生电场是保守力场，也就是说感生电场力是大小和方向都不变的力。\n\n因此，选项C是错误的。'
5.
69.如图所示，一中空的无限长圆柱形导体壳层（区域是空的），导体的内外半径分别为 a 和 b 。设导体内平行于轴线方向上通有电流 I ，且电流均匀分布在导体的横截面上。若 r 为离开导体轴线的距离，下列说法正确的是（）
A:导体横截面上电流密度大小为 B:区域的磁感应强度 C:区域的磁感应强度 D:区域的磁感应强度
答案:AI参考:正确选项为：B、C\n\n解释：\n\n1. 根据电流密度定义式，可知导体横截面上电流密度大小为：\n\nJ = I/S\n\n其中，S为导体横截面积，由于导体为无限长圆柱形，所以横截面积为πab，因此电流密度为I/πab。选项A错误。\n\n2. 根据安培环路定理，导体内部磁感应强度B与电流I无关，只与导体半径和长度有关。在本题中，由于导体为无限长圆柱形，所以B=μ0I/2πa，其中μ0为真空中的磁导率。选项BD错误，C正确。\n\n3. 导体外部磁感应强度B与距离r有关，当r>b时，B=0；当r
6.若简谐运动方程为，下列描述中正确的是：（）
A:任意时刻t谐振子的速度为 B:任意时刻t谐振子的加速度为 C:周期为 D:初相为
答案:AI参考:正确选项为：B:任意时刻简谐振子的加速度为；C:周期为T = 2π√(m/k)；初相为φ = - φm\n\n解释：\n\nA选项描述错误，简谐运动的振子在不同时刻的速度是不确定的，因为每个时刻振子的位移不同，对应的速度也不同。\n\nB选项描述正确，因为简谐运动的加速度与位移的关系为$a = - frac{kx}{m}$，即加速度与位移大小成正比，方向相反。对于给定的简谐运动方程$x = Asin(omega t + varphi)$，任意时刻t的位移为$x = Asinvarphi$，因此加速度为$a = - kAsinvarphi = - kAsin(omega t + varphi + pi)$。当$varphi = - varphi_{m}$时，加速度最大，此时简谐运动达到最大位移。\n\nC选项描述正确，根据简谐运动的位移方程$x = Asin(omega t + varphi)$，可以得到周期为$T = 2pisqrt{frac{m}{k}}$。\n\nD选项描述错误，简谐运动的初相$varphi$是由初始条件决定的，对于给定的初始条件，初相是唯一的。\n\n综上所述，正确选项为B和C。'
7.
73.如图所示，一长为L的直金属棒，在均匀磁场（方向垂直与纸面向外）中以其中一端点O为支点，并以角速度绕通过支点且垂直于金属棒的轴匀速转动。设方向与轴平行。则棒中（）
A:感应电动势大小为 B:感应电动势大小为 C:O为正极，P为负极 D:P为正极， O为负极
答案:AI参考:正确选项为：B:感应电动势大小为。\n\n解释：\n\n金属棒在磁场中以一端点O为支点，以角速度绕通过支点且垂直于金属棒的轴匀速转动。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。由于磁场方向垂直于纸面向外，且金属棒以角速度匀速转动，因此磁通量均匀变化，即磁通量变化率恒定。所以，感应电动势的大小为常数，即B选项所述。\n\n关于正负极，由于金属棒在转动过程中切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则，感应电动势的方向与电流的方向一致。因此，金属棒中电流从P端流向O端，即P为正极，O为负极，所以选项C和D是错误的。'
8.一半径为R的均匀带电球面，所带电量为。设表示场点相距球心的距离。下列书写正确的是：（）
A:球面外的电场强度 B:设无穷远为电势零点，球面外任一点的电势 C:设无穷远为电势零点，球面内任一点的电势 D:球面内的电场强度
答案:AI参考:正确选项是：A：球面外的电场强度，B：设无穷远为电势零点，球面外任一点的电势。\n\n解析：\n\n1. 对于均匀带电球面，其外部的电场是由高斯定理决定的，与球面内部的电荷分布无关，因此球面外的电场强度是确定的。选项A正确。\n\n2. 对于球面外的电荷分布，如果选择无穷远为电势零点，那么球面外的任一点的电势是确定的。选项B正确。\n\n3. 球面内部的电场是由环路定理决定的，与球面的电荷分布有关，因此球面内任一点的电势与球面的半径和所带电量有关。选项C错误。\n\n4. 球面内的电荷分布使球面内部产生一定的电场强度，但由于电荷在球面内部的分布不均匀，使得这个电场强度是不确定的。选项D错误。\n\n综上所述，只有选项A和B是正确的。'
9.
46.有一均匀带电的球壳，其内、外半径分别是与，电荷的体密度为。设 r 为离球心的距离，下列书写正确的是：（）
A:区域电场强度的大小 B:区域电势处处相等 C:区域电场强度的大小 D:区域电场强度的大小
答案:AI参考:正确选项是：C:区域电场强度的大小\n\n解释：\n\n根据高斯定理，对于球壳，电场强度的大小与半径和电荷密度有关。对于均匀带电的球壳，其电场强度的大小在球壳内部为零，在球壳外部为常数，且与半径无关。因此，选项C是正确的。\n\n选项A、B、D都描述了电势的分布情况，而题干中只给出了电荷的体密度和半径，没有给出电势的具体表达式，因此无法确定电势是否处处相等。因此，选项A、B、D都是错误的。'
10.
71.如图示，在半径为R的无限长圆柱面上通有电流I （圆柱面内真空），电流I 均匀分布且方向与圆柱面的轴平行，柱面外一矩形线框与柱面的轴线共面，位置如图。下列说法正确的是（）
A:当圆柱面上的电流以的变化率均匀增大时，线框中无感应电动势 B:圆柱面外的磁感应强度分布 C:如果圆柱面上的电流发生变化，圆柱面内的磁感应强度分布也会发生变化 D:通过矩形线框包围面积上的磁通量
答案:AI参考:正确选项为：BCD\n\n解释：\n\nA. 当圆柱面上的电流以的变化率均匀增大时，线框中会产生感应电动势，因为变化的磁场会产生感应电动势。\n\nB. 根据安培环路定理，圆柱面外的磁感应强度B沿着半径方向均匀分布，与电流I的大小无关。\n\nC. 如果圆柱面上的电流发生变化，根据安培环路定理，圆柱面内的磁感应强度B也会发生变化。\n\nD. 根据磁通量公式，通过矩形线框包围面积上的磁通量等于线圈的面积乘以磁感应强度B。由于B沿着半径方向均匀分布，所以通过矩形线框包围面积上的磁通量是均匀的。\n\n综上所述，正确答案是BCD。'
11.获得相干光的方法分有波阵面分割法和振幅分割法。（）
A:对 B:错