2011-2013華約自主招生物理試題及答案(word)

1、 2011華約自主招生試題一、選擇題：本大題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有一個或多個選項符合題目要求，把符合題目要求的選項前的字母填在答題卡上。1. 根據(jù)玻爾的氫原子理論，當某個氫原子吸收一個光子后（ ）A氫原子所處的能級下降 B氫原子的電勢能增大C電子繞核運動的半徑減小 D電子繞核運動的動能增大OCBMhA2. 如圖所示，AB桿以恒定角速度繞A點轉(zhuǎn)動，并帶動套在水平桿OC上的小環(huán)M運動。運動開始時，AB桿在豎直位置，則小環(huán)M的加速度將（ ）A逐漸增加B先減小后增大C先增加后減小D逐漸減小SO3. 在楊氏雙縫干涉實驗中，如果單色點光源S從圖示所示的中軸位置沿垂直

2、于SO的方向向上移動一微小的距離，則中心干涉條紋向何方向移動？相鄰明條紋間的間距如何變化？（ ）A 相鄰明條紋間的間距不變，中心干涉條紋向上移動B 相鄰明條紋間的間距變大，中心干涉條紋向下移動C相鄰明條紋間的間距不變，中心干涉條紋向下移動D相鄰明條紋間的間距變小，中心干涉條紋向上移動4. 一質(zhì)點沿直線做簡諧振動，相繼通過距離為16cm的兩點A和B，歷時1s，并且在A、B兩點處具有相同的速度；再經(jīng)過1s，質(zhì)點第二次通過B點。該質(zhì)點運動的周期和振幅分別為A3s，cmB3s，cmC4s，cmD4s，cm5. 水流以和水平方向成角度沖入到水平放置的水槽中，則從右端流出的水量與從左面流出的水量和從右面流

3、出的水量的比值可能為（ ）A BCDp1p26. 如圖所示，帶電質(zhì)點固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面上距一定距離有另一個帶電質(zhì)點，在桌面上運動，某一時刻質(zhì)點的速度沿垂直于連線的方向，則（ ）A若、帶同種電荷，以后一定做速度變大的曲線運動B若、帶同種電荷，以后一定做加速度變大的曲線運動C若、帶異種電荷，以后的速度大小和加速度大小可能都不變D若、帶異種電荷，以后可能做加速度、速度都變小的曲線運動ab7. 空間某區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場的上下邊界水平，方向與豎直平面（紙面）垂直，兩個由完全相同的導(dǎo)線制成的剛性線框a和b，其形狀分別為周長為4l的正方形和周長為6l的矩形，線框a和b在豎直平面內(nèi)從如圖

4、7示位置開始自由下落，若從開始下落到線框完全離開磁場的過程中安培力對兩線框的沖量分別為、，則為（ ）A、 B CD二、實驗題：共12分。根據(jù)題目要求作答。浮標控溫箱液體 11. 當壓強不變、溫度變化量不太大時，液體或固體在某一溫度下的體膨脹系數(shù)可以表示為，其中V為該溫度時的體積，為體積的變化量。一般來說，在常溫下液體的體膨脹系數(shù)分別在10-3/K量級和10-6/K10-5/K量級。如圖所示的裝置可以用來測量控溫箱中圓筒形玻璃容器內(nèi)液體的體膨脹系數(shù)，實驗步驟如下：拿掉浮標，將液體的溫度調(diào)控為接近室溫的某一溫度，測量液柱的高度h。放入浮標，保持壓強不變，將液體的溫度升高一個不太大的量，用精密的位置

5、傳感器確定指針高度的變化量。利用步驟和中測得的數(shù)據(jù)計算液體在時的體膨脹系數(shù)。回答下列問題：不考慮溫度變化導(dǎo)致的液體密度變化，寫出測量量表示的的表達式；在溫度升高過程中，液體密度變化會對用上面的表達式計算出的結(jié)果有什么影響？為什么？(3)在所用的浮標為直立圓柱體時，某同學(xué)對如何減小這一影響提出以下幾條建議，其中有效的是_。（填入正確選項前的字母）A選用輕質(zhì)材料制成的浮標B選用底面積較大的浮標C選用高度較小的浮標D盡量加大液柱的高度hE盡量選用底面積大的玻璃容器3、 推理、論證題：32分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明和推理過程。14、在壓強不太大，溫差不太低的情況下，氣體分子本身的大小比分子間的距離

6、小很多，因而在理想氣體模型中通常忽略分子的大小。已知液氮的密度=810kg·m-3,氮氣的摩爾質(zhì)量Mmol=28×10-3kg·mol-1。假設(shè)液氮可看作由立方體分子堆積而成，根據(jù)所給數(shù)據(jù)對標準狀態(tài)下的氮氣做出估計，說明上述結(jié)論的合理性。四、計算題：共26分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和主要演算步驟。只寫出最后結(jié)果的不能得分。15.（12分）如圖所示，豎直墻面和水平地面均光滑，質(zhì)量分別為mA=m，mB=3m的A、B兩物體如圖所示放置，其中A緊靠墻壁，A、B之間有質(zhì)量不計的輕彈簧相連，現(xiàn)對B物體緩慢施加一個向左的力，該力做功W，使AB間彈簧被壓縮但系統(tǒng)靜止，

7、后突然撤去向左推力解除壓縮，求：從撤去外力到物塊A運動，墻壁對物塊A的沖量大?。緼、B都運動后，A、B兩物的最小速度各為多大？AB16.（14分）在xOy平面內(nèi)，x>0，y>0的空間區(qū)域內(nèi)存在勻強電場，場強大小為100V/m，m>0，y<3m的區(qū)域內(nèi)同時存在垂直于xOy平面的磁場?，F(xiàn)有一帶負電的粒子，電量為q=2×10-7C，質(zhì)量為m=10-6kg，從坐標原點O以一定的初動能射出，經(jīng)過P（4m,3m）點時，動能變?yōu)槌鮿幽艿?.2倍，速度方向平行于y軸正方向。最后，粒子從y軸上點M（0,5m）射出電場，此時動能變?yōu)檫^O點時初動能的0.52倍，粒子質(zhì)量不計。寫出在

8、線段OP上與M點等電勢點Q的坐標；求粒子由P點運動到M點所需的時間。 2011華約自主招生試題參考答案1. B 解析：根據(jù)波爾原子理論，當某個氫原子吸收光子后，氫原子的能級升高，半徑變大，選項A、C錯誤；電子與原子核間的距離變大，庫侖力做負功，電勢能變大，選項B正確；電子圍繞原子核做圓周運動，庫侖力提供向心力，有，可得，半徑變小，則D錯誤。故選B。hrOCBv1v2v2. A 解析：如圖所示，環(huán)沿OC向右運動，其速度可分為垂直AB的v1，沿AB的v2，則故環(huán)的速度。環(huán)的加速度，即。因為變小，則a變大，故選A。3. C 解析:根據(jù)相鄰名條紋間的間距，而d、l、不變，則條紋間距不變。根據(jù)廣成差為零

9、，中央亮條紋應(yīng)向下移動，故選C。C AOBD4. D 解析：如圖所示，物體在CD之間做簡諧運動，根據(jù)對稱性可知從O到B的時間為0.5s，從B到D的時間也為0.5s，所以周期為4s；假設(shè)經(jīng)過O點為計時起點，簡諧運動方程為，當t=0.5s時，物體運動到B點，位移x=8cm，代入公式可得。故選D。5. 當=0º時，顯然只有從左面流出的水而沒有從右面流出的水，即比值趨向于無窮大，只有D正確。6. ACD 解析：若p1、p2帶同種電荷，斥力做正功，且斥力與速度方向不在一條直線上，p2做速度增大的曲線運動，選項A正確；在運動過程中，距離增大，斥力變小，選項B錯誤；若p1、p2帶異種電荷，兩電荷之

10、間的引力提供向心力，p2做勻速圓周運動，選項C正確；兩個電荷之間的引力不足以提供向心力，p2做離心運動，選項D正確。故選ACD。7. A 解析：線框受到的安培力F=BIL，而，E=BLv，則，設(shè)安培力在t內(nèi)對線圈的沖量為I,則,那么整個過程中安培力的沖量。故11. 解析：（1）不考慮溫度變化導(dǎo)致的液體密度變化，由于液體質(zhì)量不變，則液體的體積不變。設(shè)圓筒形玻璃容器內(nèi)液體的底面積為S，則。（2） 會偏大，因為溫度升高，液體膨脹，則液體體積變大，故液體密度會變大，根據(jù)阿基米德定律可得,則浮標進入的深度會更深，測得的h會偏大。（3） 由可知，浮標質(zhì)量越小，對V排 的影響越小，即對h的影響減少，故A對。

11、從可知，浮標底面積的大小、浮標的高度都不影響V排 ，即h不變，則B、C錯誤。加大液柱的高度h、選用底面積大的玻璃容器，則浮標進入的深度變化量h影響減小，則D、E正確，故選ADE。14. 解析：液氮的摩爾體積液氮分子可以看作氮氣分子，則1個氮氣分子自身的體積1個氮氣分子自身的邊長m1個分子占據(jù)的體積氣體分子間的距離故，則氣體分子本身的大小比分子間的距離小很多。15. 解析：（1）壓縮彈簧時外力做功全部轉(zhuǎn)化為勢能，撤去外力后，物體B在彈力作用下加速運動。在彈簧恢復(fù)原長的過程中，系統(tǒng)的機械能守恒。設(shè)彈簧恢復(fù)原長時，物體B的速度為vB0，有,解得次過程中墻對A的沖量大小等于彈簧對A的沖量的大小，也等于

12、彈簧對B的沖量大小，則。聯(lián)立解得：(2) 當彈簧恢復(fù)原長后，物體A的速度為最小值逐漸增大vA0，有vA0=0.物體A離開墻壁后，彈簧伸長，A速度逐漸增大，物體B的速度逐漸減小。當彈簧恢復(fù)原長時，物體A達到最大速度vA，物體B的速度減小到最小值vB,在此過程中系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒，有 ，化簡得則得：故A的最小速度為0.B的最小速度為PMQOy/mx/m16. （1）設(shè)粒子在P點時的動能為5Ek，則初動能為2.6Ek,，由于洛倫茲力不做功，粒子從O點到P點和從P點到M點的過程中，電場力做的功分別為-4Ek和1.6Ek，O點和P點及M點的電勢差分別為：，如圖所示，由幾何關(guān)系得OP的長度為5m，

13、沿OP方向電勢每米下降，設(shè)OP與x軸的夾角為，則，。故Q點的坐標為，。（2）由MP、QP滿足關(guān)系,可知MQOP，故電場方向與等勢線MQ垂直，即合場強沿OP方向。對合場強進行分解，得。粒子由P點運動到M點，水平方向受到qEX的作用，做初速度為0的勻加速直線運動，則，代入數(shù)據(jù)得t=1s。2012年華約自主招生物理試題1、帶有等量異種電荷的板狀電容器不是平行放置的，下列圖像中的電場線描繪正確的是： 2、一銅板暴露在波長=200nm 的紫外光中，觀察到有電子從銅板表面逸出。當在銅板所在空間加一方向垂直于板面、大小為15V/m的勻強電場時，電子能運動到距板面的最大距離為10 cm。已知光速c與普朗克常數(shù)

14、h的乘積為1.24×106 eVm， 則銅板的截止波長約為： A. 240nm B. 260nm C. 280nm D. 300nm3、若實心玻璃管長40cm、寬4cm，玻璃的折射率為,光從管的左端正中心射入，則光最多可以在管中反射幾次 A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 4、已知兩電源的電動勢E1>E2, 當外電路電阻為R時, 外電路消耗功率正好相等。 當外電路電阻將為R時, 電源為E1時對應(yīng)的外電路功率為P1, 電源為E2時對應(yīng)的外電路功率為P2, 電源E1的內(nèi)阻為r1, 電源E2的內(nèi)阻為r2。則 Ar1> r2，P1> P2 Br1< r2，P1&l

15、t; P2 C r1< r2，P1> P2 Dr1> r2，P1< P2 5、如圖所示, 絕熱容器的氣體被絕熱光滑密封活塞分為兩部分A、B, 已知初始狀態(tài)下A、B兩部分體積、壓強、溫度均相等, A中有一電熱絲對A部分氣體加熱一段時間, 穩(wěn)定后AA. A氣體壓強增加,體積增大,溫度不變 B. B氣體的溫度升高,B中分子運動加劇 C. B氣體的體積減小,壓強增大 D. A氣體的內(nèi)能變化量等于B氣體的內(nèi)能變化量6如圖, 一簡諧橫波沿x軸正方向傳播, 圖中實線為t=0 時刻的波形圖, 虛線為t=0.286s時刻的波形圖。則該波的周期T和波長可能正確的是 A. 0.528s, 2

16、m B. 0.528s, 4m C. 0.624s, 2m D. 0.624s, 4m7鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置, 能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵被安裝在火車首節(jié)車廂下面, 如圖所示(俯視圖)。 當它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時,便會產(chǎn)生一個電信號, 通過和線圈相連的電壓傳感器被控制中心接收, 從而確定火車的位置?，F(xiàn)一列火車以加速度a駛來, 則電壓信號關(guān)于時間的圖像為8、利用光電計時器測量重力加速度的實驗裝置如圖所示。所給器材有: 固定在底座上帶有刻度的豎直鋼管,鋼球吸附器(固定在鋼管頂端, 可使鋼球在被吸附一段時間后由靜止開始自由下落), 兩個光電門(用于測量鋼球從第一光

17、電門到第二光電門所用的時間間隔), 接鋼球用的小網(wǎng)。 實驗時, 將第一光電門固定在靠近鋼球開始下落的位置。測量并求出鋼球下落不同路程的平均速度, 通過作圖得到重力加速度的數(shù)值。 (1) 寫出實驗原理 (2) 寫出實驗步驟, 并指明需測量的物理量。9、如圖所示, 兩個光滑的水平導(dǎo)軌間距為l, 左側(cè)連接有阻值為R的電阻, 磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面, 有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒以初速度 v0向右運動, 設(shè)除左邊的電阻R外, 其它電阻不計。棒向右移動最遠的距離為s, 問當棒運動到s時( 0<<1)證明此時電阻R上的熱功率為P=10、如圖， 在xoy平面內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場

18、， 其中x(0，a)內(nèi)有方向垂直xoy平面向里的磁場， 在x(a，) 內(nèi)有方向垂直xoy平面向外的磁場， 在x(，0)內(nèi)無磁場。一個帶正電q、質(zhì)量為m的粒子（粒子重力不計）在x=0處以速度v0沿x軸正方向射入磁場。 (1)若v0未知，但粒子作圓運動的軌道半徑為r=a，求粒子與x軸的交點坐標； (2)若無（1）中r=a的條件限制， 粒子的初速度仍為v0（已知），問粒子回到原點O需要使a為何值？11、小球從臺階上以一定初速度水平拋出，恰落到第一級臺階邊緣，反彈后再次落下經(jīng)0.3s恰落至第3級臺階邊界，已知每級臺階寬度及高度均為18cm，取g=10m/s2，且小球反彈時水平速度不變，豎直速度反向，但

19、變?yōu)樵俣鹊?/4。 (1) 求小球拋出時的高度及距第一級臺階邊緣的水平距離 (2) 問小球是否會落到第5級臺階上? 說明理由參考答案1. C 解析：帶有等量異種電荷的板狀電容器其電場線應(yīng)該垂直于極板。2. B 解析：由動能定理，-eEd=0-Ek0，解得從銅板表面逸出光電子的最大初動能為Ek0=1.5eV。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程，,。聯(lián)立解得=264nm。3. B 解析：入射角越大，折射角越大，光在管中反射次數(shù)越多。當入射角接近90º時，由折射定律可得折射角r=60º。發(fā)生第一次反射，光沿玻璃管中心前進距離;第二次反射，光沿玻璃管中心前進距離；以后每次反射光沿玻璃管中心前

20、進距離都為cm;所以光最多可以在管中反射次數(shù)為次。UE1E2U0r1r2U=RIU'=R'II0IO4. AC 解析：當兩個電源分別與阻值為R的電阻連接時，電源輸出功率相等，即：，,由E1>E2，可得r1>r2。電源輸出電壓U與電路中電流I的關(guān)系是U=E-Ir。由于兩個電路中電流中電流大小相等，兩個電源的輸出電壓隨電流變化關(guān)系圖像應(yīng)為如圖所示的兩條相交的直線，交點的電流為I0，電壓為U0=RI0，從原點向該交點連線，即為電阻R的伏安特性曲線U=RI。若將R減小為R'，電路中R'的伏安特性曲線為U'=R'I，分別與兩個電源的輸出電壓隨電

21、流變化關(guān)系圖像交于兩個不同的點。與電源1輸出電壓隨電流變化關(guān)系圖像的交點處的電流和電壓均小于電源2輸出電壓隨電流變化關(guān)系圖像的交點處的電流和電壓值，根據(jù)輸出功率的定義P=UI可知，電源1的輸出功率小于電源2的輸出功率，即P1<P2。5. BC 解析：電熱絲對A部分氣體加熱，A氣體的溫度升高，壓強增大，推動活塞壓縮B氣體，對B氣體做功，B中氣體內(nèi)能增大，溫度升高，B中分子運動加劇，選項A錯誤，B正確；B氣體的體積減小，壓強增大，選項C正確；穩(wěn)定后，A、B壓強相等，由于活塞絕熱，A氣體溫度高于B，A氣體的內(nèi)能變化量大于B氣體的內(nèi)能變化量，選項D錯誤。6. B 解析：由t=0時刻的波形圖可知，

22、x=0處質(zhì)點的初相為；在鄰近點x=0處質(zhì)點的初相為；x=0.5m的距離上相位改變?yōu)?/4；故波長為。由t=0.286s時刻的虛線波形圖可知，x=0處質(zhì)點在t=0.286s時刻的相位為t（0）=/3；在t=0.286s時間內(nèi)x=0處質(zhì)點相位改變了=13/12，所以周期為，故選項B正確。7. D 解析：火車以加速度a駛來，速度逐漸增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢逐漸增大，電壓信號逐漸增大，產(chǎn)生電壓信號的時間縮短，所以電壓信號關(guān)于時間的圖像為D。8、（1）實驗原理是：，。式中，下標i表示第i次實驗，hi是兩個光電門之間的距離，ti是光電計時器讀出的時間。v0表示通過第一個光電門時

23、的速度，vi表示ti時間內(nèi)的平均速度。（2）實驗步驟：調(diào)整第二光電門使其與第一光電門相距一定的距離，從帶有刻度的豎直鋼管上讀取兩光電門之間的距離hi。釋放鋼球，記錄鋼球通過兩光電門所用的時間間隔ti。多次重復(fù)步驟，獲得多組數(shù)據(jù)hi和ti。計算各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的平均速度vi，畫出v-t圖像。從v-t圖中擬合直線求出其斜率，此斜率的2倍即為所求重力加速度的數(shù)值。需測量的物理量：每次實驗兩個光電門之間的距離hi和對應(yīng)時間ti。解析：由可得v-t圖像的斜率k+g/2，g=2k。9. 解析：取導(dǎo)體棒開始運動時為計時起點，設(shè)導(dǎo)體棒向右運動時刻t的速度為v，由法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv，感應(yīng)

24、電流I=E/R導(dǎo)體棒受到的安培力：F=BIL，解得：.注意到此力為變力，將區(qū)間0，t分為n小段，設(shè)第i小段時間間隔為t，桿在此段時間間隔的位移為x，規(guī)定向右的方向為正，由動量定理，F(xiàn)t=v，得：。又 vt=x，所以有。即瞬時導(dǎo)體棒動量變化量正比于導(dǎo)體棒位移。在整個過程中，有：即：得到：其中x為導(dǎo)體棒位移，v為導(dǎo)體棒瞬時速度。當x=s時3，v=0，有；當x=s時，；聯(lián)立解得：v=v0(1-),此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv=BLv0(1-)。此時電阻R上的熱功率：。證畢。OyxCEFDC'aP10. 解析：（1）帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，設(shè)其軌道半徑R，其在第一象限的運動軌跡如

25、圖所示。此軌跡由兩段圓弧組成，圓心分別在C和C'處，軌跡與x軸交點為P。由對稱性可知C'在x=2a直線上。設(shè)此直線與x軸交點為D，P點的x坐標為xo=2a+DP。過兩段圓弧的連接點作平行于x軸的直線EF，則，。CD=C'F-DF，由此可得P點的x坐標為，代入題給條件得(2xCC'aP2a)若要求帶電粒子y能夠返回原點，由對稱性，其運動軌跡如圖所示，這時C在x軸上。設(shè)CC'O=a，粒子做圓周運動的軌道半徑為r，由幾何關(guān)系得：=/6。軌道半徑O設(shè)粒子入射速度為v0，由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得，qvb=mv02/r，解得11. 解析：（1）設(shè)臺階的寬度和高

26、度為a，小球拋出時的水平初速度為v0,第一次與臺階碰撞前、后的速度的豎直分量（豎直向上為正方向）的大小分別為vy1和v'y1。兩次與臺階碰撞的時間間隔為t0，則v0=2a/t0 聯(lián)立解得：vy1=v0=1.2m/s 設(shè)小球從第一次拋出到第一次落到臺階上所用時間為t1,，落點與拋出點之間的水平距離和豎直距離分別為x1和y1，則t1=vy1/g x1=v0t0 聯(lián)立解得：小球拋出時的高度y1=0.072m 距第一臺階邊緣的水平距離小1=0.36m .(2) 設(shè)小球第二次與臺階碰撞前速度的豎直分量大小為vy2，則 由得vy2=2.7m/s。可見：vy2 >vy1反彈后再次落下到第3級臺

27、階的水平位置時間大于0.3s，水平位移將大于2a，所以不會落到第5級臺階上。2013年高水平大學(xué)（華約）自主選拔學(xué)業(yè)能力測試物理探究注意事項： 1答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。 2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)寫出必要的文字說明、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)由靜止加速到60km/h。如果不計阻力，發(fā)動機的平均輸出功率約為多大?（2）汽車速度較高時，空氣阻力不能忽略。將汽車簡化為橫截面積約1m2的長方體，并以此模型估算汽車以60km/h行駛時為克服空

28、氣阻力所增加的功率。已知空氣密度=1.3kg/m3。（3）數(shù)據(jù)表明，上述汽車所受阻力與速度平方的關(guān)系如圖所示。假定除空氣阻力外，汽車行駛所受的其它阻力與速度無關(guān)，估計其它阻力總的大小。 二、（10分）核聚變發(fā)電有望提供人類需要的豐富清潔能源。氫核聚變可以簡化為4個氫核 （）聚變生成氦核（），并放出2個正電子（）和2個中微子（）。（1）寫出氫核聚變反應(yīng)方程； （2）計算氫聚變生成一個氦核所釋放的能量； （3）計算1kg氫完全聚變所釋放的能量；它相當于多少質(zhì)量的煤完全燃燒放出的能量? (1kg煤完全燃燒放出的能量約為3.7×107 J)。 已知：m（）=1.6726216×10

29、-27kg，m（）=6.646477×10-27kg， m（）=9.109382×10-31kg，m（）0，c=2.99792458×108m/s。三、(15分)明理同學(xué)平時注意鍛煉身體，力量較大，最多能提起m=50kg的物體。一重物放置在傾角=15°的粗糙斜坡上，重物與斜坡間的摩擦因數(shù)為=0.58。試求該同學(xué)向上拉動的重物質(zhì)量M的最大值?四、(15分)如圖，電阻為R的長直螺線管，其兩端通過電阻可忽略的導(dǎo)線相連接。一個質(zhì)量為m的小條形磁鐵從靜止開始落入其中，經(jīng)過一段距離后以速度v做勻速運動。假設(shè)小磁鐵在下落過程中始終沿螺線管的軸線運動且無翻轉(zhuǎn)。 (1)定

30、性分析說明：小磁鐵的磁性越強，最后勻速運動的速度就越??； (2)小磁鐵做勻速運動時在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢約為多少?五、(10分)自行車胎打足氣后騎著很輕快。由于慢撒氣緩慢漏氣，車胎內(nèi)氣壓下降了四分之一。求漏掉氣體占原來氣體的比例。假設(shè)漏氣過程是絕熱的，一定質(zhì)量的氣體，在絕熱過程中其壓強p和體積v滿足關(guān)系pv=常量，式中參數(shù)是與胎內(nèi)氣體有關(guān)的常數(shù)。六、(15分)如圖所示，在光學(xué)用直導(dǎo)軌型支架上，半徑為 R的球面反射鏡放置在焦距為f的凸透鏡右側(cè)，其中心位于凸透鏡的光軸上，并可沿凸透鏡的光軸左右調(diào)節(jié)。(1)固定凸透鏡與反射鏡之間的距離l，將一點光源放置于凸透鏡的左側(cè)光軸上，調(diào)節(jié)光源在光軸上的位置，

31、使該光源的光線經(jīng)凸透鏡反射鏡凸透鏡后，成實像于點光源處。問該點光源與凸透鏡之間的距離d可能是多少?(2)根據(jù)(1)的結(jié)果，若固定距離d，調(diào)節(jié)l以實現(xiàn)同樣的實驗?zāi)康模瑒tl的調(diào)節(jié)范圍是多少?七、(20分)“頓牟綴芥”是兩干多年前我國古人對摩擦起電現(xiàn)象的觀察記錄，經(jīng)摩擦后帶電的琥珀能吸起小物體?，F(xiàn)用下述模型分析探究。在某處固定一個電荷量為Q的點電荷，在其正下方h處有一個原子。在點電荷產(chǎn)生的電場(場強為E)作用下，原子的負電荷中心與正電荷中心會分開很小的距離l，形成電偶極子。描述電偶極子特征的物理量稱為電偶極矩p，p=ql，這里q為原子核的電荷。實驗顯示，p=E，為原子的極化系數(shù)，反映其極化的難易程度

32、。被極化的原子與點電荷之間產(chǎn)生作用力F。在一定條件下，原子會被點電荷“綴”上去。 (1)F是吸引力還是排斥力?簡要說明理由； (2)若固定點電荷的電荷量增加一倍，力F如何變化，即求的值； (3)若原子與點電荷間的距離減小一半，力F如何變化，即求的值。2013年高水平大學(xué)自主選拔學(xué)業(yè)能力測試物理探究答案及評分參考評分說明：1本解答給出了一種或幾種解法供參考，如果考生的解法與本解答不同，可根據(jù)試題的主要考查內(nèi)容比照評分參考制訂相應(yīng)的評分細則。2對計算題，當考生的解答在某一步出現(xiàn)計算錯誤而影響后繼部分的結(jié)果時，原則上不重復(fù)扣分，最后的結(jié)果不給分。一、本題共15分。(1)假設(shè)汽車啟動時做勻加速運動，根

33、據(jù)勻加速運動規(guī)律有 F=ma 在不計阻力的情況下，汽車的平均功率為 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)解得 P=1.4 ×104 W (2)假設(shè)汽車的截面積為A，當汽車以一定速度運動時，將推動前方的空氣使之獲得相應(yīng)的速度，則在t時間內(nèi)，車前方以A為底、vt為高的柱形空氣獲得的動能為 為使該空氣柱在t時間內(nèi)獲得上述動能，車需增加的功率為 根據(jù)已知條件，車的截面積約為1 m2，代入上式解得 P=3×103 W (3)當汽車勻速運動時，牽引力與阻力平衡，由圖可知 F=kv2+f 式中F為牽引力，f為除空氣阻力外的其它阻力之和，外推圖線得 f=125 N評分參考：第(1)問4分，式各1分；第(2)問

34、7分，式各3分，式1分；第(3)問4分。二、本題共10分。 (1)4+2+2(2)一次反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為 相應(yīng)放出能量為 E=mc2 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)解得 E=3.79×10-12J (3)1 kg氫完全反應(yīng)能放出能量 代入數(shù)據(jù)得 E=5.67×1014 J 相當于完全燃燒的煤的質(zhì)量約為 M=1.5×107 kg 評分參考：第(1)問2分；第(2)問4分；第(3)問4分，其中式2分。數(shù)值結(jié)果只要數(shù)量級正確即給分。三、本題共15分。 設(shè)該同學(xué)拉動重物的力F的方向與斜面成角度，根據(jù)力的平衡，在垂直于斜面的方向上有FN+F sin -Mg cos=0 式中FN是斜面對重

35、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 Fcos-FN- Mg sin=Ma 根據(jù)題意，重物剛能被拉動，加速度a近似為零，由牛頓運動定律 Fcos-FN- Mg sin=0 聯(lián)立式得 令 聯(lián)立式得 要使質(zhì)量最大，分子須取最大值，即 ， 此時能拉動的重物的質(zhì)量的最大值為 由題給數(shù)據(jù)，知 ， 于是該同學(xué)能拉動的重物質(zhì)量不超過Mmax，有 評分參考：式各3分，得到式5分，得到式4分。四、本題共15分。 (1)根據(jù)楞次定律，小磁鐵的磁性越強，通過導(dǎo)線環(huán)的磁通量越大，因此下落過程中在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大，這些感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場也越強，從而對小磁鐵的阻礙也 越大，小磁鐵向下運動的加速度越小，因此其極限速度就越小。 (2)設(shè)小磁鐵做勻速運動時，下落距離h，在此過程中有 mghQ 式中Q為小磁鐵下落時在螺線管中產(chǎn)生的焦耳熱，其大小為 式中E是感應(yīng)電動勢，t是小磁鐵通過距離h所需的時間。由于小磁鐵勻速運動，因此有 聯(lián)立式得 評分參考：第(1)問5分：第(2)問1 0分，式4分，式3分，式2分，式1分。五、本題共10分。 解法一：設(shè)原來氣體壓強為p、體積為V。絕熱膨脹漏氣后氣體壓強變?yōu)閜/，體積為V/。根據(jù)題意有 P/=(11/4)p=3p/4 漏氣過程絕熱，則有pV=p/V/或 因此，漏出氣體占原來氣體