清華大學(xué)2017年暑期學(xué)校物理試題

1、清華大學(xué)2021年暑期學(xué)校試題.以下哪個(gè)是該質(zhì)點(diǎn)的1 ,一質(zhì)點(diǎn)作另類勻變速直線運(yùn)動(dòng),在相等位移內(nèi)速度的增加量相等vt圖像2 .牛頓第一定律中,“改變狀態(tài)是指A,加速度B.速度C.質(zhì)量3.一寬度為L的平行導(dǎo)軌固定在水平地面上,左端連有電阻R.沿著導(dǎo)軌方向建立x軸,并在x=0處放置質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,初始時(shí)具有x正方向的速度v0,棒無電阻,與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)為N.空間中存在垂直于導(dǎo)軌平面的磁場,隨x增大,B=B0+ax.假設(shè)棒運(yùn)動(dòng)到停止共運(yùn)動(dòng)了位移s,那么A.回路中感應(yīng)電動(dòng)勢既有動(dòng)生局部又有感生局部B.初始時(shí)桿受的阻力為2,2BoLvoC.從棒開始運(yùn)動(dòng)到停止,電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為mmvo2-'

2、;mgsD.全過程中通過的電荷量為1.BosLs2R4 .固定在水平面上的平行導(dǎo)軌,寬度為L,左右各連一電阻R.一電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上,左右連著相同的彈簧,勁度系數(shù)為k.全空間有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)弓II度為B.當(dāng)導(dǎo)體棒處于中間位置的時(shí)候,兩個(gè)彈簧恰好都在原長.現(xiàn)在將導(dǎo)體棒y處.左移x并靜止釋放,觀測到棒最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)到中間位置往右求此過程中：(1)每個(gè)電阻上的產(chǎn)熱量；(2)每個(gè)彈簧對導(dǎo)體棒施加的沖量.5 .盤旋加速器加速質(zhì)量為m,帶電量為q的質(zhì)子.加速器半徑為R,最后粒子從A孔射出,能量為E.(1)求磁場的方向及磁感應(yīng)強(qiáng)度;(2)設(shè)兩半圓之間的間隙為d,電壓為U,求加速時(shí)間

3、;(3)求總加速時(shí)間,忽略在間隙間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間6.在光滑水平面上有3個(gè)物塊,mA=0.1kg,mB=0.2kg,mC=0.3kg,A與B之間有彈簧相連,初始時(shí)彈簧被壓縮,原長為L=0.1m.釋放彈簧,A的v-1圖像如圖(1)求B物塊最大速度(2)求當(dāng)彈簧第一次伸長到L=0.4m時(shí),B物塊的位移；(3)某時(shí)刻給C以v=1m/s的初速度,C與A發(fā)生彈性碰撞.此后與A粘在一起,求此后彈簧最大彈性勢能的取值范圍.cnrwwb7.在傾角為8的斜面上有質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的物塊,設(shè)重力加速度為g,物塊與斜面間的摩擦因數(shù)k<tane勻強(qiáng)磁場垂直于斜面,磁感應(yīng)弓雖度為B.求物塊運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定之后

4、的速度大小及方向.8.某火星探測器在火星上空H處以速率Vo作勻速圓周運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,給探測器徑向速度avo(a很小)指向火星.探測器不會撞上火星,火星半徑為R,噴氣質(zhì)量可忽略.(1)求探測器離火星的最大高度與最小高度；(2)求新軌道運(yùn)動(dòng)的周期.9.過山車長為L,前方有圓形軌道,半徑為R(L>2nR),重力加速度為g.試求過山車在平地上初速度至少為多少,才能保證在軌道上不掉下來清華大學(xué)2021年暑期學(xué)校試題解析1 .【答案】C【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)v,一,Av=kAx,又Ax=vAt,所以=3t,即相v【解析】相同位移對應(yīng)相同速度增量,同At內(nèi),v越大,增量Av越大.2 .【答

5、案】B3 .【答案】BCD【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律【解析】由于磁場本身不發(fā)生變化,所以產(chǎn)生的電動(dòng)勢為動(dòng)生電動(dòng)勢,A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由動(dòng)生電動(dòng)勢公式得B選項(xiàng)正確；根據(jù)能量守恒,導(dǎo)體棒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱和摩擦生熱,C.,、,選項(xiàng)正確；由公式Q=可以得到Q,其中A6=BLAx,由圖像法可以得到,R二'114、r-6=Bo+asLs,市入得D正確.<2/4 .【答案】見解析【考點(diǎn)】簡諧運(yùn)動(dòng)【解析】1 OO(1) 初始狀態(tài)彈簧彈性勢能為Ep0=2Mkx2=kx2,末態(tài)彈簧彈性勢能為212222Ep=2Mky=ky,那么總生熱量、總=k(xy),每個(gè)電阻生熱量Q=%kx2-y2.22(2)該過程中,每

6、一瞬間的安培力大小為_22BLv2B2L2v、一F=BIL=BMML=,那么安培R/2R力沖量N-占=亞/'那么對于全過程有I=組*山由于導(dǎo)體棒動(dòng)量改變量為0,所以兩個(gè)彈簧的沖量I妒=2BL(x,y),由于兩個(gè)彈簧每時(shí)每刻都R具有相同的彈力,所以兩個(gè)彈簧沖量一樣,故每個(gè)彈簧Ik_22BLxy5 .【答案】見解析【考點(diǎn)】帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng)(2)動(dòng)量mv=j2mE,又R加速時(shí)加速度為aUqdmmv2mE,那么B=-qBqR那么加速時(shí)間t1vd=V2mE;aUq圓周運(yùn)動(dòng)周期為T2二mqB=nR2m,每半個(gè)圓周加速一次,那么總時(shí)間為,Et2mE.qU2qU26 .【答案】見解析【考點(diǎn)】簡

7、諧運(yùn)動(dòng)(1)當(dāng)Va到達(dá)最大值,Vb也處于最大值,對彈簧系統(tǒng)有mAVA=mBVB那么v2m/sBmax(2)mAVA=mBVB=mAiXA=mBXB,又4Xa+Axb=0.3m得:Xb=0.im(3)由完全非彈性碰撞損失的系統(tǒng)動(dòng)能AEk=-'-Av2,其中Av是碰撞瞬間2mAmCA和C的速度差,由題意0m/s<|&V<5m/s,那么&EkW0.9375J.系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)(質(zhì)心)動(dòng)能為mCmA+mB+mC/=0.075JA1,工上Ek'=皿+mB+mC,212-mCvC-.：Ek'=1.275J這局部動(dòng)能在碰撞過程中保持不變,可以變化的動(dòng)能l“12

8、1k=2mAvAmax2mBvBmax那么彈性勢能EEk"-.Ek'-0.3375J,1.275Jpmaxkk7 .【答案】見解析【考點(diǎn)】受力分析【解析】將重力沿斜面分量、摩擦力、洛倫茲力畫在同一個(gè)三角形中,注意觀察摩擦力與速度反向,洛倫茲力垂直于速度方向,那么有矢量三角形如圖,那么速度以及重力沿斜面分量的夾角e滿足mg222-cos-=,qvB=mgsinssin-二v=sin二-costanfqB8 .【答案】見解析【考點(diǎn)】天體橢圓運(yùn)動(dòng)GM=RHv02設(shè)軌道距火星外表的最值為h,對應(yīng)探測器的速度為v,那么由開普勒第二定律及機(jī)械能守恒V0(R+H)=v«R+h)1,2-m(v0+a222GMmVo0RH1=_mv22GMmH-：R或卜21-分別對應(yīng)最小值和最大值(2)橢圓的長軸a=2R+%由開普勒第三定律3aT2GM4二2ftccH+R24-H+R(32、得T=2nJ=2n(1-a尸之2n1+aiGMVoVo<2J9 .【答案】v0=W2【考點(diǎn)】功能原理【解析】顯然,當(dāng)過山車的中央位于軌道最高點(diǎn)時(shí),車速度最小,此時(shí)過山車處于瞬時(shí)的平衡狀態(tài),設(shè)車中央的拉力為T,取一半分析受力,如下圖設(shè)過山車線密度為九,T的效果是抵消在圓弧上的過山車的重力沿軌道切向的分力之和,即T-'lgsin-g