華約自主招生物理試題與解析版1

個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途2018年高水平大學(xué)<華約）自主選拔學(xué)業(yè)能力測試物理研究注意事項(xiàng)：．答卷前，考生務(wù)必定自己的姓名、準(zhǔn)考據(jù)號填寫在答題卡上。．將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。本試卷共七大題，滿分100分。解答應(yīng)寫出必需的文字說明、方程式和主要演算步驟。一、<15分）<1）質(zhì)量約1T的汽車在10s內(nèi)由靜止加快到60km/h。假如不計(jì)阻力，發(fā)動(dòng)機(jī)的均勻輸出功率約為多大?nm5xXc3wsq<2）汽車速度較高時(shí)，空氣阻力不可以忽視。將汽車簡化為橫截面積約1m2的長方體，并以此模型預(yù)計(jì)汽車以60km/h行駛時(shí)為戰(zhàn)勝空氣阻力所增添的功率。已知空氣密度ρ=1.3kg/m3。J3gWbbdyrj<3）數(shù)據(jù)表示，上述汽車所受阻力與速度平方的關(guān)系以以下圖。假定除空氣阻力外，汽車行駛所受的其余阻力與速度沒關(guān)，預(yù)計(jì)其余阻力總的大小。J3gWbbdyrj二、<10分）核聚變發(fā)電有望供給人類需要的豐富清潔能源。氫核聚變可以簡化為4個(gè)氫核<11H）聚變生成氦核<42He），并放出2個(gè)正電子<01e）和2此中微<00ve）。J3gWbbdyrj<1）寫出氫核聚變反應(yīng)方程；<2）計(jì)算氫聚變生成一個(gè)氦核所開釋的能量；<3）計(jì)算1kg氫完滿聚變所開釋的能量；它相當(dāng)于多少質(zhì)量的煤完滿焚燒放出的能量?(1kg煤完滿焚燒放出的能量約為3.7×107J>。14，已知：m<1H）=1.6726216×10-27kg，m<2He）=6.646477×10-27kgm<01e）=9.109382×10-31kg，m<00ve）≈，×。0c=2.99792458108m/s1/10個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途三、(15分>明理同學(xué)平常注意鍛煉身體，力量較大，最多能提起m=50kg的物體。一重物擱置在傾角θ=15°的粗拙斜坡上，重物與斜坡間的摩擦因數(shù)為μ=3≈0.58。試求該同學(xué)向上拉動(dòng)的重物質(zhì)量M的最大值?J3gWbbdyrj3四、(15分>如圖，電阻為R的長直螺線管，其兩頭經(jīng)過電阻可忽視的導(dǎo)線相連結(jié)。一個(gè)質(zhì)量為m的小條形磁鐵從靜止開始落入此中，經(jīng)過一段距離后以速度做勻速運(yùn)動(dòng)。假定小磁鐵在著落過程中素來沿螺線管的軸線運(yùn)動(dòng)且無翻轉(zhuǎn)。J3gWbbdyrj(1>定性分析說明：小磁鐵的磁性越強(qiáng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度就越??；(2>小磁鐵做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)在回路中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢約為多少?2/10個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途五、(10分>自行車胎打足氣后騎著很輕盈。因?yàn)槁鰵狻t緩漏氣，車胎內(nèi)氣壓降落了四分之一。求遺漏氣體占本來氣體的比率η。假定漏氣過程是絕熱的，必定質(zhì)量的氣體，在絕熱過程中其壓強(qiáng)p和體積v知足關(guān)系pvγ=常量，式中參數(shù)γ是與胎內(nèi)氣體相關(guān)的常數(shù)。J3gWbbdyrj六、(15分>以以下圖，在光學(xué)用直導(dǎo)軌型支架上，半徑為R的球面反射鏡擱置在焦距為f的凸面鏡右邊，此中心位于凸面鏡的光軸上，并可沿凸面鏡的光軸左右調(diào)理。J3gWbbdyrj(1>固定凸面鏡與反射鏡之間的距離l，將一點(diǎn)光源擱置于凸面鏡的左邊光軸上，調(diào)理光源在光軸上的地點(diǎn)，使該光源的光芒經(jīng)凸面鏡——反射鏡——凸透鏡后，成實(shí)像于點(diǎn)光源處。問該點(diǎn)光源與凸面鏡之間的距離d可能是多?J3gWbbdyrj(2>依據(jù)(1>的結(jié)果，若固定距離d，調(diào)理l以實(shí)現(xiàn)相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，則l的調(diào)理范圍是多少?3/10個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途七、(20分>“頓牟綴芥”是兩干多年前我國先人對摩擦起電現(xiàn)象的察看記錄，經(jīng)摩擦后帶電的琥珀能吸起小物體?，F(xiàn)用下述模型分析研究。J3gWbbdyrj在某處固定一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷，在其正下方h處有一個(gè)原子。在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(場強(qiáng)為E>作用下，原子的負(fù)電荷中心與正電荷中心會(huì)分開很小的距離l，形成電偶極子。描繪電偶極子特點(diǎn)的物理量稱為電偶極矩p，p=ql，這里q為原子核的電荷。實(shí)驗(yàn)顯示，p=αE，α為原子的極化系數(shù)，反應(yīng)其極化的難易程度。被極化的原子與點(diǎn)電荷之間產(chǎn)生作使勁F。在必定條件下，原子會(huì)被點(diǎn)電荷“綴”上去。J3gWbbdyrj(1>F是吸引力仍是排擠力?簡要說明原因；(2>若固定點(diǎn)電荷的電荷量增添一倍，力F怎樣變化，即求F(2Q)的值；F(Q)(3>若原子與點(diǎn)電荷間的距離減小一半，力F怎樣變化，即求F(h/2)的值。F(h)4/10個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途2018年高水平大學(xué)自主選拔學(xué)業(yè)能力測試物理研究答案及評分參照評分說明：1．本解答給出了一種或幾種解法供參照，假如考生的解法與本解答不一樣樣，可依據(jù)試題的主要察看內(nèi)容比較評分參照擬定相應(yīng)的評分細(xì)則。J3gWbbdyrj2．對計(jì)算題，當(dāng)考生的解答在某一步出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤而影響后繼部分的結(jié)果時(shí)，原則上不重復(fù)扣分，最后的結(jié)果不給分。J3gWbbdyrj一、此題共15分。(1>假定汽車啟動(dòng)時(shí)做勻加快運(yùn)動(dòng)，依據(jù)勻加快運(yùn)動(dòng)規(guī)律有va①tF=ma②在不計(jì)阻力的狀況下，汽車的均勻功率為p1Fv③2聯(lián)立①②③式并代入數(shù)據(jù)解得P=1.4×104W④(2>假定汽車的截面積為A，當(dāng)汽車以必定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，將推進(jìn)前面的空氣使之獲取相應(yīng)的速度，則在t時(shí)間內(nèi)，車前面以A為底、vt為高的柱形空氣獲取的動(dòng)能為J3gWbbdyrjEk1mv21Avtv2⑤2t2為使該空氣柱在時(shí)間內(nèi)獲取上述動(dòng)能，車需增添的功率為pEk1Av3⑥t21m2，代入上式解得依據(jù)已知條件，車的截面積約為P=3×103W⑦(3>當(dāng)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力與阻力均衡，由圖可知F=kv2+f式中F為牽引力，f為除空氣阻力外的其余阻力之和，外推圖線得f=125N評分參照：第(1>問4分，①②③④式各1分；(2>問7分，⑤⑥式各3分，⑦式1分；(3>問4分。二、此題共10分。(1>411H→42He+201e+200ve(2>一次反應(yīng)中的質(zhì)量損失為m4m(11H)m(24He)2m(01e)①相應(yīng)放出能量為△E=△mc2②5/10個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)解得△E=3.79×10-12J(3>1kg氫完滿反應(yīng)能放出能量E1kgmc2③4m(1H)1代入數(shù)據(jù)得E=5.67×1014J④相當(dāng)于完滿焚燒的煤的質(zhì)量約為14M=5.67107=1.5×107kg⑤3.710評分參照：第(1>問2分；第(2>問4分；第(3>問4分，此中③式2分。數(shù)值結(jié)果只需數(shù)目級正確即給分。三、此題共15分。設(shè)該同學(xué)拉動(dòng)重物的力F的方向與斜面成角度φ，依據(jù)力的均衡，在垂直于斜面的方向上有FN+Fsinφ-Mgcosθ=0①式中FN是斜面對重物的支持力，其大小等于重物對斜面的正壓力。沿斜面的方向上有Fcosφ-μFN-Mgsinθ=Ma②依據(jù)題意，重物剛能被拉動(dòng)，加快度a近似為零，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律Fcosφ-μFN-Mgsinθ=0③聯(lián)立①③式得Fcossin④Mcossingtan⑤聯(lián)立④⑤式得MFcos()⑥gsin()要使質(zhì)量最大，分子須取最大值，即cos()1，⑦此時(shí)能拉動(dòng)的重物的質(zhì)量的最大值為MmaxF1⑧gsin()由題給數(shù)據(jù)，知tan3，30⑨3Mmax，有于是該同學(xué)能拉動(dòng)的重物質(zhì)量不超出MMmaxmg12m70.7kg⑩gsin(3015)6/10個(gè)人采集整理資料，

僅供溝通學(xué)習(xí)，

勿作商業(yè)用途評分參照：①②式各

3分，獲?、呤?/p>

5分，獲取⑩式

4分。四、此題共15分。(1>依據(jù)楞次定律，小磁鐵的磁性越強(qiáng)，經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)的磁通量越大，所以著落過程中在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生的感覺電流越大，這些感覺電流產(chǎn)生的磁場也越強(qiáng)，進(jìn)而對小磁鐵的阻截也越大，小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)的加快度越小，所以其極限速度就越小。J3gWbbdyrj(2>設(shè)小磁鐵做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，著落距離h，在此過程中有mgh≈Q①式中Q為小磁鐵著落時(shí)在螺線管中產(chǎn)生的焦耳熱，其大小為QE2②Rt式中E是感覺電動(dòng)勢，t是小磁鐵經(jīng)過距離h所需的時(shí)間。因?yàn)樾〈盆F勻速運(yùn)動(dòng)，所以有mghE2h③Rv聯(lián)立①②③式得EmgRv④評分參照：第(1>問5分：第(2>問10分，①式4分，②式3分，③式2分，④式1分。五、此題共10分。解法一：設(shè)本來氣體壓強(qiáng)為p、體積為V。絕熱膨脹漏氣后氣體壓強(qiáng)變成p/，體積為V/。依據(jù)題意有P/=(1—1/4>p=3p/4①漏氣過程絕熱，則有1pVγ=p/V/γ或V/(p)V②/p所以，漏出氣體占本來氣體的比率為11V/V1V1(P/)1(3)③評分參照：②③式各5分。V/V/P4解法二：設(shè)胎內(nèi)本來氣體質(zhì)量為m、壓強(qiáng)為P、體積為V。漏氣后變成質(zhì)量m/，壓強(qiáng)p/=3p/4，體積仍為V。J3gWbbdyrj漏氣過程絕熱，可以假想，漏氣前質(zhì)量為m/的氣體據(jù)有體積V1m/V，經(jīng)V。于是有m絕熱過程而膨脹到整個(gè)輪胎體積p(m/V)/mpV①由此得11m/(p/)(3)②mp47/10個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途漏出氣體占原有氣體的比率為mm/m/111(3)③mm4評分參照：①②式各3分，③式4分。六、此題共15分。(1>可分以下三種狀況討論：第一種狀況：經(jīng)過調(diào)理光源與透鏡之間的d值(d>f>，如右圖所示。當(dāng)v+R=l即：由光源發(fā)出的隨意光芒穿過透鏡后，點(diǎn)光源成實(shí)像于透鏡右邊光軸上的C點(diǎn)，而C點(diǎn)正利處在反射鏡的球心地點(diǎn)上，光芒會(huì)沿反射鏡的半徑方向入射到它上邊，并將沿同一路徑反射回去，全部這樣的光芒都將匯聚于光源所在點(diǎn)。由J3gWbbdyrj111dvf解得dfvf(lR)vflRf第二種狀況：調(diào)理左邊光源與透鏡之間的d值(d<f>，如右圖所示。v+R=l，v<0即：由點(diǎn)光源發(fā)出的光芒穿過透鏡后，點(diǎn)光源成虛像于透鏡左邊光軸上的C點(diǎn)，而C點(diǎn)正利處在反射鏡的球心地點(diǎn)上，光芒會(huì)沿反射鏡的半徑方向入射到它上邊，并將沿同一路徑反射回去，全部這樣的光芒都將匯聚于光源所在點(diǎn)。由J3gWbbdyrj111dvf解得dfvf(lR)f(Rl)vflRfRfl第三種狀況：如正好有條件R=l，調(diào)理左邊光源與透鏡之間的d值(d>f>，右圖所示。V=R=l即：由點(diǎn)光源發(fā)出的光芒經(jīng)過透鏡后，點(diǎn)光源成實(shí)像于透鏡右邊光軸上的C點(diǎn)，C點(diǎn)正利處在反射鏡的對稱中心，光芒可被反射鏡對稱反射，再經(jīng)凸面鏡后，形成如圖光路(由上到下或由下到上>，也將匯聚于光源所在點(diǎn)。由J3gWbbdyrj111dvf解得dfvfRflvfRflf(2>對應(yīng)于(1>中的三種狀況。對應(yīng)于第一種狀況，即：8/10個(gè)人采集整理資料，僅供溝通學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途fvf(lR)依據(jù)d>f，當(dāng)dlRfvf實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌可調(diào)理范圍是：l>R+f對應(yīng)于第二種狀況，即：fvf(lR)f(Rl)依據(jù)d<f，當(dāng)dlRfRflvf實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌可調(diào)理范圍是：l<R對應(yīng)于第三種狀況，即：fvfR依據(jù)d>f，R=I，dRfvf實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男枵{(diào)理：l=R評分參照：第(1>問10分，第1種狀況和第2種狀況各4分，第3種狀況2分；第(2>問5分，對應(yīng)于第1種和第2種狀況各2分，第3種狀況1分。七、此題共20分。(1>F為吸引力。原因：當(dāng)原子極化時(shí)，與Q異性的電荷移向Q，而與Q同性的電荷被排擠而遠(yuǎn)離Q。這樣異性電荷之間的吸引力大于同性電荷的排擠力，總的見效是吸引。J3gWbbdyrj(2>F(2Q)=4F(Q)(3>F(h/2)2532F(h)設(shè)電荷Q帶正電(見圖>。電荷Q與分別開距離l的一對異性電荷間的總作使勁為FkQ(q)kQqkQq2hl2kQql2kQp①l)2l)2(h2l2)2h3h3(h(h422這里k1，而p=ql為原子極化形成的電偶極矩，式中負(fù)號表示吸引力。40實(shí)驗(yàn)顯示，p=aE，而電荷Q在離它