当前位置:首页 >> 英语 >> 2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)


2013 年高水平大学(华约)自主选拔学业能力测试 物理探究
注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。 3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 本试卷共七大题,满分 100 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤。 一、 (15 分) (1)质量约 1T 的汽车在 10s 内由静止

加速到 60km/h。如果不计阻力,发动机的平均输出功 率约为多大? (2)汽车速度较高时,空气阻力不能忽略。将汽车简化为横截面积约 1m2 的长方体,并以此模型估算汽 车以 60km/h 行驶时为克服空气阻力所增加的功率。已知空气密度 ρ=1.3kg/m3。 (3)数据表明,上述汽车所受阻力与速度平方的关系如图所示。假定除空气阻力外,汽车行驶所受的其 它阻力与速度无关,估计其它阻力总的大小。

二、 (10 分)核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源。氢核聚变可以简化为 4 个氢核 ( 1 1 H )聚变 生成氦核( 2 He ) ,并放出 2 个正电子( 1 e )和 2 个中微子( 0 ve ) 。 (1)写出氢核聚变反应方程; (2)计算氢聚变生成一个氦核所释放的能量; (3)计算 1kg 氢完全聚变所释放的能量;它相当于多少质量的煤完全燃烧放出的能量? (1kg 煤完全燃烧放出的能量约为 3.7×107 J)。
4 -27 -27 已知:m( 1 1 H )=1.6726216×10 kg,m( 2 He )=6.646477×10 kg, 4 0
0

m( 1 e )=9.109382×10-31kg,m( 0 ve )≈0,c=2.99792458×108m/s。

0

0

三、(15 分)明理同学平时注意锻炼身体,力量较大,最多能提起 m=50kg 的物体。一重物放置在倾角 θ=15° 的粗糙斜坡上,重物与斜坡间的摩擦因数为 μ=

3 ≈0.58。试求该同学向上拉动的重物质量 M 的最大值? 3

四、(15 分)如图,电阻为 R 的长直螺线管,其两端通过电阻可忽略的导线相连接。一个质量为 m 的小条形 磁铁从静止开始落入其中,经过一段距离后以速度 v 做匀速运动。假设小磁铁在下落过程中始终沿螺线管 的轴线运动且无翻转。 (1)定性分析说明:小磁铁的磁性越强,最后匀速运动的速度就越小; (2)小磁铁做匀速运动时在回路中产生的感应电动势约为多少?

五、(10 分)自行车胎打足气后骑着很轻快。由于慢撒气——缓慢漏气,车胎内气压下降了四分之一。求漏 掉气体占原来气体的比例 η。假设漏气过程是绝热的,一定质量的气体,在绝热过程中其压强 p 和体积 v 满足关系 pvγ=常量,式中参数 γ 是与胎内气体有关的常数。

六、(15 分)如图所示,在光学用直导轨型支架上,半径为 R 的球面反射镜放置在焦距为 f 的凸透镜右侧, 其中心位于凸透镜的光轴上,并可沿凸透镜的光轴左右调节。 (1)固定凸透镜与反射镜之间的距离 l,将一点光源放置于凸透镜的左侧光轴上,调节光源在光轴上的 位置,使该光源的光线经凸透镜——反射镜——凸透镜后,成实像于点光源处。问该点光源与凸透镜之间 的距离 d 可能是多少? (2)根据(1)的结果,若固定距离 d,调节 l 以实现同样的实验目的,则 l 的调节范围是多少?

七、(20 分)“顿牟缀芥”是两干多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录,经摩擦后带电的琥珀能吸起小 物体。现用下述模型分析探究。 在某处固定一个电荷量为 Q 的点电荷,在其正下方 h 处有一个原子。在点电荷产生的电场(场强为 E)作用 下,原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离 l,形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称 为电偶极矩 p,p=ql,这里 q 为原子核的电荷。实验显示,p=αE,α 为原子的极化系数,反映其极化的难 易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作用力 F。在一定条件下,原子会被点电荷“缀”上去。 (1)F 是吸引力还是排斥力?简要说明理由;

F( 2Q ) 的值; F(Q) F( h / 2) (3)若原子与点电荷间的距离减小一半,力 F 如何变化,即求 的值。 F( h )
(2)若固定点电荷的电荷量增加一倍,力 F 如何变化,即求

2013 年高水平大学自主选拔学业能力测试 物理探究答案及评分参考
评分说明: 1.本解答给出了一种或几种解法供参考,如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内 容比照评分参考制订相应的评分细则。 2.对计算题,当考生的解答在某一步出现计算错误而影响后继部分的结果时,原则上不重复扣分, 最后的结果不给分。 一、本题共 15 分。 (1)假设汽车启动时做匀加速运动,根据匀加速运动规律有

a?

v t



F=ma ② 在不计阻力的情况下,汽车的平均功率为

p?

1 Fv 2



联立①②③式并代入数据解得 P=1.4 ×104 W ④ (2)假设汽车的截面积为 A,当汽车以一定速度运动时,将推动前方的空气使之获得相应的速度,则在 Δt 时间内,车前方以 A 为底、vΔt 为高的柱形空气获得的动能为

Ek ?

1 2 1 mv ? ?Av?t ? v 2 2 2




为使该空气柱在 Δt 时间内获得上述动能,车需增加的功率为

p?

?Ek 1 ? ?Av 3 ?t 2

根据已知条件,车的截面积约为 1 m2,代入上式解得 P=3×103 W ⑦ (3)当汽车匀速运动时,牵引力与阻力平衡,由图可知 F=kv2+f 式中 F 为牵引力,f 为除空气阻力外的其它阻力之和,外推图线得 f=125 N 评分参考:第(1)问 4 分,①②③④式各 1 分; 第(2)问 7 分,⑤⑥式各 3 分,⑦式 1 分; 第(3)问 4 分。 二、本题共 10 分。 (1)4 1 H → 2 He +2 1 e +2 0 ve (2)一次反应中的质量亏损为
1 4 0
0

?m ? 4m(1 H ) ? m( 4 H ) ? 2m( 0 e ) ①
1 2 e 1

相应放出能量为 △E=△mc2② 联立①②式并代入数据解得 △E=3.79×10-12J (3)1 kg 氢完全反应能放出能量

E?
代入数据得

1kg ? ?mc 2 ③ 4m(1 H )
1

E=5.67×1014 J④ 相当于完全燃烧的煤的质量约为

M=

5.67 ? 1014 =1.5×107 kg 3.7 ? 107



评分参考:第(1)问 2 分;第(2)问 4 分;第(3)问 4 分,其中③式 2 分。 数值结果只要数量级正确即给分。 三、本题共 1 5 分。 设该同学拉动重物的力 F 的方向与斜面成角度 φ,根据力的平衡,在垂直于斜面的方向上有 FN+F sin φ-Mg cosθ=0 ① 式中 FN 是斜面对重物的支持力,其大小等于重物对斜面的正压力。 沿斜面的方向上有 Fcosφ-μFN- Mg sinθ=Ma ② 根据题意,重物刚能被拉动,加速度 a 近似为零,由牛顿运动定律 Fcosφ-μFN- Mg sinθ=0 ③ 联立①③式得

M?
令 ? ? tan ? ⑤ 联立④⑤式得

F cos ? ? ? sin ? ④ ? g ? cos? ? sin ?

M?

F cos(? ? ? ) ⑥ ? g sin(? ? ?)

要使质量最大,分子须取最大值,即

cos(? ? ? ) ? 1 , ? ? ? ⑦
此时能拉动的重物的质量的最大值为

M max ?
由题给数据,知

F 1 ⑧ ? g sin(? ? ?)
3 , ? ? 30? ⑨ 3

tan ? ?

于是该同学能拉动的重物质量不超过 Mmax,有

M ? M max ?

mg 1 ? ? 2m ? 70.7 kg ⑩ g sin(30? ? 15?)

评分参考:①②式各 3 分,得到⑦式 5 分,得到⑩式 4 分。 四、本题共 15 分。 (1)根据楞次定律,小磁铁的磁性越强,通过导线环的磁通量越大,因此下落过程中在导线环中产生的 感应电流越大,这些感应电流产生的磁场也越强,从而对小磁铁的阻碍也 越大,小磁铁向下运动的加速 度越小,因此其极限速度就越小。 (2)设小磁铁做匀速运动时,下落距离 h,在此过程中有 mgh≈Q ① 式中 Q 为小磁铁下落时在螺线管中产生的焦耳热,其大小为

Q?

E2 ?t R E2 h ? R v



式中 E 是感应电动势,Δt 是小磁铁通过距离 h 所需的时间。由于小磁铁匀速运动,因此有

mgh ?
联立①②③式得



E ? mgRv



评分参考:第(1)问 5 分:第(2)问 1 0 分,①式 4 分,②式 3 分,③式 2 分,④式 1 分。 五、本题共 10 分。

解法一:设原来气体压强为 p、体积为 V。绝热膨胀漏气后气体压强变为 p/,体积为 V/。根据题意有 P/=(1—1/4)p=3p/4① 漏气过程绝热,则有

p pV =p V 或 V ? ( / ) ? V ② p
γ / /γ

1

/

因此,漏出气体占原来气体的比例为

??

V / ?V V P/ ? 3 ? 1 ? ? 1 ? ( ) ? 1 ? ( )? ③ / / V V P 4

1

1

评分参考:②③式各 5 分。 解法二:设胎内原来气体质量为 m、压强为 P、体积为 V。漏气后变为质量 m/,压强 p/=3p/4,体积仍 为 V。 漏气过程绝热,可以设想,漏气前质量为 m/的气体占有体积 V1 ? 胎体积 V。于是有

m/ V ,经绝热过程而膨胀到整个轮 m

p(
由此得

m/ ? V ) ? p /V ? ① m
1 1

m/ p/ ? 3 ? ( ) ? ( )? ② m p 4
漏出气体占原有气体的比例为

m ? m/ m/ 3 ?? ?1? ? 1 ? ( )? ③ m m 4
评分参考:①②式各 3 分,③式 4 分。 六、本题共 15 分。 (1)可分下列三种情况讨论: 第一种情况:通过调节光源与透镜之间的 d 值(d>f),如右图所示。当 v+R=l 即:由光源发出的任意光线穿过透镜后,点光源成实像于透镜右侧光轴上的 C 点,而 C 点正好处在反射镜 的球心位置上,光线会沿反射镜的半径方向入射到它上面,并将沿同一路径 反射回去,所有这样的光线 都将会聚于光源所在点。由

1

解得

1 1 1 ? ? d v f fv f (l ? R) d? ? v? f l?R? f

第二种情况:调节左侧光源与透镜之间的 d 值(d<f),如右图所示。 当 v+R=l,v<0 即:由点光源发出的光线穿过透镜后,点光源成虚像于透镜左侧光轴上的 C 点,而 C 点正好处在反射 镜的球心位置上,光线会沿反射镜的半径方向入射到它上面,并将沿同一路径反射回去,所有这样的光线 都将会聚于光源所在点。由

1 1 1 ? ? d v f
解得

d?

fv f (l ? R) f (R ? l ) ? ? v? f l ? R? f R? f ?l

第三种情况:如正好有条件 R=l,调节左侧光源与透镜之间的 d 值(d>f),右图所示。 当 V=R=l

即:由点光源发出的光线通过透镜后,点光源成实像于透镜右侧光轴上的 C 点,C 点正好处在反射镜的对 称中心,光线可被反射镜对称反射,再经凸透镜后,形成如图光路(由上到下或由下到上),也将会聚于光 源所在点。由

解得

1 1 1 ? ? d v f fv fR fl d? ? ? v? f R? f l? f

(2)对应于(1)中的三种情况。 对应于第一种情况,即: 根据 d>f,当 d ?

fv f (l ? R) ? v? f l?R? f

实现实验目的 l 可调节范围是:l>R+f 对应于第二种情况,即: 根据 d<f,当 d ?

fv f (l ? R) f (R ? l ) ? ? v? f l ? R? f R? f ?l

实现实验目的 l 可调节范围是:l<R 对应于第三种情况,即: 根据 d>f,R=I, d ?

fv fR ? v? f R? f

实现实验目的需调节:l=R 评分参考:第(1)问 10 分,第 1 种情况和第 2 种情况各 4 分,第 3 种情况 2 分; 第(2)问 5 分,对应于第 1 种和第 2 种情况各 2 分,第 3 种情况 1 分。 七、本题共 20 分。 (1)F 为吸引力。理由:当原子极化时,与 Q 异性的电荷移向 Q,而与 Q 同性的电荷被排斥而远离 Q。 这样异性电荷之间的吸引力大于同性电荷的排斥力,总的效果是吸引。

F( 2Q ) =4 F(Q) F( h / 2) (3) ? 25 ? 32 F( h )
(2) 设电荷 Q 带正电(见图)。电荷 Q 与分离开距离 l 的一对异性电荷间的总作用力为

F?
1 4?? 0

kQ(?q ) kQq ? 2hl 2kQql 2kQp ? ? kQq ?? ?? 3 ① 2 3 l l l h h (h ? ) 2 (h ? ) 2 (h 2 ? ) 2 2 2 4

这里 k ?

,而 p=ql 为原子极化形成的电偶极矩,式中负号表示吸引力。

实验显示,p=aE,而电荷 Q 在离它 h 处的原子所在地产生的电场大小为

E?

kQ h2



于是,电荷 Q 与极化原子之间的作用力为

F ??

?k 2Q 2
h5



它正比于固定电荷的平方, 反比于距离的五次方, 因此不管电荷 Q 的符号, 均产生吸引力; 电荷增加一倍, 力变为 4 倍;距离缩短一半,则力变为 32 倍。 评分参考:第(1)问 5 分,正确得出结论 2 分,理由 3 分。 第(2)问和第(3)问的结果各 3 分。 推理过程共 9 分。①式 5 分,②③各 2 分。


更多相关文档:

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)

2013 年高水平大学(华约)自主选拔学业能力测试 物理探究注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.将答案写在答题卡上,写在本...

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)_财会/金融考试_资格考试/认证_教育专区。2013 年高水平大学(华约)自主选拔学业能力测试 物理探究注意事项: 1.答卷...

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。2013年华约自主招生物理试题与答案2013 年高水平大学(华约)自主选拔学业能力测...

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)[1]

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)[1]_理化生_高中教育_教育专区。如图所示,在光学用直导轨型支架上,半径为 R 的球面反射镜放置在焦距为 f 的凸透...

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)[1]

2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)[1]_数学_高中教育_教育专区。2013 年高水平大学(华约)自主选拔学业能力测试 物理探究注意事项: 1.答卷前,考生务必...

2013年华约自主招生物理试题及答案

问 5 分,对应于第 1 种第 2 种情况各 2 分,第 3 种情况 1 分. 第 8 页(共 9 页) 2013 年华约自主选拔录取联合考试物理试题答案 十四、解析:?...

2011-2013华约自主招生物理试题及答案(word)

2011-2013华约自主招生物理试题答案(word)_财会/金融考试_资格考试/认证_教育专区。2011 华约自主招生试题一、选择题:本大题共 10 小题,每小题 3 分,共 30...

2013年北约自主招生物理试题与答案(word解析版)

2013年北约自主招生物理试题与答案(word解析版)_高考_高中教育_教育专区。2013 ...2013年华约自主招生数学... 4页 免费 “北约”自主招生数学试... 13页 1下载...

2013年华约自主招生物理试题及答案(word)

精​品​试​题2013 年华约自主招生物理试题第8题(15分):已知质量为1t的汽车在10s内加速至60km/h。 (1)若不考虑一切阻力,则汽车发动机的平均功率为多少...

2010-2013年华约自主招生物理试题与答案 (1)

2012 年华约自主招生物理试题 解析 答案:C 解析:带有等量异种电荷的板状电容器其电场线应该垂直于极板,选项 C 正确。 【点评】此题以板状电容器切入,意在考查...
更多相关标签:
华约自主招生物理试题 | 华约自主招生试题 | 2013华约自主招生试题 | 2015华约自主招生试题 | 华约自主招生数学试题 | 自主招生物理试题 | 清华自主招生物理试题 | 2016自主招生物理试题 |
网站地图

文档资料共享网 nexoncn.com copyright ©right 2010-2020。
文档资料共享网内容来自网络,如有侵犯请联系客服。email:zhit325@126.com