名校自主招生北約物理模擬試卷

2013年高水平大學(xué)自主選拔學(xué)業(yè)能力測(cè)試北約物理模擬試卷（一）一、選擇題（每題有一個(gè)或幾個(gè)切合要求（4′×8T=32′）1.真空中有一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀（其極限波長(zhǎng)分別為λ1和λ）制成，板面積為S，2間距為d。現(xiàn)用波長(zhǎng)為λ（λ＜1λ＜λ）的單色光連續(xù)照耀兩板內(nèi)表面，則電容器的最后帶電量2Q正比于（）2.由兩個(gè)完整同樣的波源S1與S2發(fā)出的兩列機(jī)械波在同種介質(zhì)中流傳，某時(shí)刻的狀況如下圖，此中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）．處于波峰與波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)必定最強(qiáng)．處于波谷與波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)必定最弱C．振動(dòng)最強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移一直最大,大小為每一列波振幅的2倍D．振動(dòng)最弱的質(zhì)點(diǎn)就是該時(shí)刻處于波峰與波谷的交點(diǎn),除此以外沒(méi)有其余質(zhì)點(diǎn)3.如下圖，平均細(xì)桿AB質(zhì)量為M，A端裝有轉(zhuǎn)軸，B端連結(jié)細(xì)線經(jīng)過(guò)滑輪和質(zhì)量為m的重物C相連，若桿AB呈水平，細(xì)線與水平方向夾角為時(shí)恰能保持均衡，則桿對(duì)軸A的作使勁大小，下邊表達(dá)式中不正確的有（）A.mgB.AB－mgsinC4.如下圖，一塊折射率為n1=1.50的平行玻璃板浸在水中，一束自然光入射到水面上時(shí)，反射光是完整偏振光，現(xiàn)要使玻璃表面的反射光也是完整偏振光，已知水的折射率n2=4。θ是玻璃表面和水平面的夾角。則下邊相關(guān)圖中θ、r、3、i′的大小正確的選項(xiàng)是（）9A.i=53°r=37°B.i=53°θ=arctan8C.θ=arctan9-37°r=53°D.i′=arctan9r=30°885.如下圖的電路中，三個(gè)電容器完整同樣，電源電動(dòng)勢(shì)ε1=3.0V，ε2=4.5V，開(kāi)關(guān)K1和K2接通前電容器均未帶電，則K1和K2接通后，相關(guān)三個(gè)電容器的電壓U、Ubo和Uco以下ao正確的選項(xiàng)是（）A．Uao=3.5VUbo=—0.5VB．Uao=3.5VUco=4.0VC．Ubo=0.5VUco=—4.0VD．Uao=—3.5VUbo=0.5V潮汐現(xiàn)象主假如因?yàn)樵虑驅(qū)Φ厍虻牟灰粯硬糠质┘硬灰粯拥娜f(wàn)有引力而產(chǎn)生的，能夠近似以為地球表面均有水覆蓋，假如地球與月球的相對(duì)地點(diǎn)如下圖，則在圖中a、b、c、d四點(diǎn)中（）A．a(chǎn)點(diǎn)處于熱潮，c點(diǎn)處于低潮。B．b點(diǎn)既不處于熱潮也不處于低潮。C．c點(diǎn)處于熱潮，d點(diǎn)處于低潮。D．d點(diǎn)處于熱潮，c點(diǎn)處于低潮。如下圖，斜劈靜止在水平川面上，有一物體沿斜劈表面向下運(yùn)動(dòng)，重力做的功與戰(zhàn)勝力F做的功相等。則以下判斷中正確的選項(xiàng)是（）A．物體可能加快下滑B．物體可能受三個(gè)力作用，且協(xié)力為零C．斜劈遇到地面的摩擦力方向必定水平向左D．撤去F后斜劈可能不受地面的摩擦力8.一勻質(zhì)矩形薄板，在它靜止時(shí)測(cè)得其長(zhǎng)為a，寬為b，質(zhì)量為m0．由此可算出其面積密度為m0．假ab定該薄板沿長(zhǎng)度方向以靠近光速的速度v作勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再測(cè)算該矩形薄板的面積密度則為（）m01(v/c)2B.m0A.ab2ab1(/c)vC.m0D.m0(v/c)2](v/c)2]3/2ab[1ab[1二、填空題（每題4分共16分）9.如下圖，一個(gè)人發(fā)現(xiàn)水中S處有一溺水者。溺水者離岸的距離SB=10m，而發(fā)現(xiàn)者在A處，距B點(diǎn)的距離為20m，這人在岸上跑動(dòng)的速度為5m/s。而在水中的速度為1m/s，發(fā)現(xiàn)者為趕快抵達(dá)溺水者處，他應(yīng)在距B點(diǎn)m處下水。在離海平面高200m的絕壁上有一個(gè)雷達(dá)，能夠發(fā)射波長(zhǎng)為5m的無(wú)線電波，若在離絕壁20Km、且離海面125m上方處接收到的電磁波信號(hào)最強(qiáng)。今有一架飛機(jī)在離絕壁20Km處從靠近海平面處開(kāi)始豎直向上飛翔，則其在另一處離海平面近來(lái)處接收到的信號(hào)又最強(qiáng)的點(diǎn)離海平面m。11.如下圖，空間存在著沿z方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，M是一垂直于y軸的熒光屏，O點(diǎn)到屏M的距離為。在從O點(diǎn)沿oy方向發(fā)射出一束速度、荷質(zhì)比同樣的帶正電粒子打到屏上的P點(diǎn)，P點(diǎn)坐標(biāo)為｛3l，l,l｝，（不計(jì)重力和全部阻力）。則粒子的荷質(zhì)比為.3612.一質(zhì)量為M的車(chē)廂放在水平圓滑地面上，車(chē)廂中懸有一個(gè)擺長(zhǎng)為l，擺球的質(zhì)量為m的單擺。當(dāng)擺球往返搖動(dòng)時(shí)，車(chē)廂也將作來(lái)去運(yùn)動(dòng)。則單擺的周期為三、實(shí)驗(yàn)題（此題8分）13．如圖為“用DIS研究通電螺線管的磁感覺(jué)強(qiáng)度”實(shí)驗(yàn)裝置的表示圖，E1和aE1磁傳感器SbE2數(shù)據(jù)收集器計(jì)算機(jī)E2是兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)不一樣的電源，且E2＞E1。將螺線管接入電源后擱置在水平桌面上，調(diào)理磁傳感器的高度，使磁傳感器的探管正幸虧螺線管的軸線上。正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作后，啟動(dòng)“畫(huà)圖”功能在顯示屏上作出B—d圖線。1）某同學(xué)第一次實(shí)驗(yàn)作出圖線1，第二次實(shí)驗(yàn)作出圖線2，第二次實(shí)驗(yàn)獲取的圖線與第一次圖線不一樣的原由可能是。A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片地點(diǎn)不變，電鍵S由地點(diǎn)a改接到地點(diǎn)b后丈量B．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片地點(diǎn)不變，電鍵S由地點(diǎn)b改接到地點(diǎn)a后丈量C．電鍵S接在b地點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向右挪動(dòng)一段后丈量D．電鍵S接在b地點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向左挪動(dòng)一段后丈量2）若螺線管的匝數(shù)為200匝，橫截面積為1.50×10-4m2，由圖線1可求出穿過(guò)螺線管中部的磁通量大小約為Wb。四、計(jì)算說(shuō)明題（共44分）14.（10

分）某興趣小組用如下圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究．他們?cè)谒阶烂嫔瞎潭ㄒ粌?nèi)徑為

d的圓柱形玻璃杯，杯口上擱置向來(lái)徑為d、質(zhì)量為m的勻質(zhì)薄圓板，板上放一質(zhì)量為2m的小物塊．板中心、物塊均在杯的軸線上．物塊與板間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)板與杯口之間的摩擦力，重力加快度為g，不考慮板翻轉(zhuǎn)．(1)對(duì)板施加指向圓心的水平外力

F，設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為

Ffmax，若物塊能在板上滑動(dòng)，

求F知足的條件．(2)假如對(duì)板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力，沖量為

I，①I(mǎi)應(yīng)知足什么條件才能使物塊從板上掉下？②物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移s為多少？③依據(jù)

s與

I

的關(guān)系式說(shuō)明要使

s

更小，沖量應(yīng)怎樣改變．15.（10分）如下圖，兩根位于同一水平面內(nèi)的平行的直長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌，處于恒定磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直．一質(zhì)量為m的平均導(dǎo)體細(xì)桿，放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑動(dòng)，細(xì)桿與導(dǎo)軌的電阻均可忽視不計(jì)．導(dǎo)軌的左端與一根阻值為R0的電阻絲相連，電阻絲置于一絕熱容器中，電阻絲的熱容量不計(jì)．容器與一水平擱置的張口細(xì)管相通，細(xì)管內(nèi)有一截面為S的小液柱（質(zhì)量不計(jì)），液柱將1mol氣體（可視為理想氣體）關(guān)閉在容器中．已知溫度高升

1K

時(shí)，該氣體的內(nèi)能的增添量為

5R2（R為普適氣體常量），大氣壓強(qiáng)為

p0，現(xiàn)令細(xì)桿沿導(dǎo)軌方向以初速

v0向右運(yùn)動(dòng)，試求達(dá)到均衡時(shí)細(xì)管中液柱的位移．16.（12分）如圖（a），磁鐵A、B的同名磁極相對(duì)擱置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m=0．5kg，可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)。將B在A鄰近某一地點(diǎn)由靜止開(kāi)釋?zhuān)驗(yàn)槟芰渴睾悖山?jīng)過(guò)丈量B在不一樣地點(diǎn)處的速度，獲取B的勢(shì)能隨地點(diǎn)

x的變化規(guī)律，見(jiàn)圖（

c）中曲線

I。若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成必定角度（如圖（b）所示），則B的總勢(shì)能曲線如圖（c）中II所示，將B在x20.0cm處由靜止開(kāi)釋?zhuān)螅海ń獯饡r(shí)必須寫(xiě)出必需的推測(cè)說(shuō)明。取g=10m/s2）（1）B在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能最大的地點(diǎn)；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B的最大速度和最大位移。（3）圖（c）中直線III為曲線II的漸近線，斜率75（J/m）求導(dǎo)軌的傾角。417.(12分)如圖甲所示，水平擱置足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，左右兩頭分別接有一個(gè)阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=R的金屬棒置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良2好?，F(xiàn)用一拉力F=（0.3+0.2t）N作用在金屬棒上，經(jīng)過(guò)2s后撤去F，再經(jīng)過(guò)0.55s金屬棒停止運(yùn)動(dòng)。圖乙所示為金屬棒的–t圖象，g=10m/s2。求：v⑴金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；⑵整個(gè)過(guò)程中金屬棒運(yùn)動(dòng)的距離；⑶從撤去F到金屬棒停止的過(guò)程中，v/（m·s-1）每個(gè)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。2.02013年北約自RFBR1.0招物理模擬參照答案t/s023甲1D2A3D4A5C6C7BD8C乙a'a1v2/c2;b'b'mm0/1v2/c2m08.a'b'ab1v2/c2ab(1v2/c2)9.解：這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)識(shí)題，但與光的折射現(xiàn)象有相像之處。發(fā)現(xiàn)者為了趕快抵達(dá)S處，假定他從P處下水。（BP=x），就相當(dāng)于入射光的入射角為i=90°,sini/sinγ=vx∴x2102100x25x∴x56m2.04m,即發(fā)現(xiàn)者應(yīng)從距B點(diǎn)2.04m處下水。610解375m有半波損失。如下圖，從雷達(dá)A處直接發(fā)射的無(wú)線電波和經(jīng)過(guò)海平面反射的無(wú)線電波在B處相遇，假如二者的光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，則發(fā)生相長(zhǎng)干預(yù)，即接收到的信號(hào)最強(qiáng)。需要注意，在海平面反射的無(wú)線電波會(huì)有半波損失。題中給出的離海平面125m上方處接收到的電磁波信號(hào)最強(qiáng)即對(duì)應(yīng)光程差為零的情況。而下一個(gè)離海平面最近處接收到的信號(hào)最強(qiáng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)光程差為λ，即-=3解得h=375m211.分析：在z軸方向，粒子遇到+z方向的電場(chǎng)力qE作用做初速為零的勻加快直線運(yùn)動(dòng)，有z'1qEt2l①2m6如下圖，在xoy平面上，粒子受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，32由幾何關(guān)系有：R2l2Rl②32l故l0由②式得RarcsinR603粒子打到P點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間，由①式得tmlT12Mmq2E3qE而t6qB3Bq兩式相等可得26m3lBT2

ml12.解：(Mm)g由擺球相關(guān)于車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)是我們熟習(xí)的單擺，故取車(chē)廂為非慣性系，擺球遇到重力mg，擺線拉力N和慣性力maM的作用，如圖剖析擺球N=mgcosmaMsin①（忽視擺球向心力）答復(fù)力FmgsinmaMcos②剖析車(chē)廂：NsinMaM③因?yàn)楹苄。钥梢詾閟in，cos1，sin20aMmFmg(1m)gM則由①、③式可得M把它代入②xFmg(Mm)x擺球偏離均衡地點(diǎn)的位移l所以MIT2ml所以擺球作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，周期(Mm)gT2lTl2由周期表達(dá)式可知：當(dāng)M?m時(shí)，g，因?yàn)榇藭r(shí)M基本不動(dòng)，一般狀況下g13．（1）BD、（2）2.1×10-7Wb14解：(1)設(shè)圓板與物塊相對(duì)靜止時(shí)，它們之間的靜摩擦力為Ff，共同加快度為a.由牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有對(duì)物塊：Ff＝2ma對(duì)圓板：F－Ff＝ma兩物體相對(duì)靜止，有F≤Fmax得F≤Fmax相對(duì)滑動(dòng)的條件F＞Fmax.ffff(2)設(shè)沖擊剛結(jié)束時(shí)圓板獲取的速度大小為v0，物塊掉下時(shí)，圓板和物塊的速度大小分別為v1和v2.由動(dòng)量定理，有I＝mv0由動(dòng)能定理，有對(duì)圓板：－2μmg(s＋d)＝mv－mv對(duì)物塊：2μmgs＝(2m)v－0由動(dòng)量守恒定律，有mv0＝mv1＋2mv2要使物塊落下，一定v1＞v2由以上各式得I＞ms＝))2分子有理化得s＝μg2依據(jù)上式結(jié)果知：I越大，s越小．解：導(dǎo)體細(xì)桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感覺(jué)線，在回路中產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)與感覺(jué)電流，細(xì)桿將遇到安培力的作用，安培力的方向與細(xì)桿的運(yùn)動(dòng)方向相反，使細(xì)桿減速，跟著速度的減小，感覺(jué)電流和安培力也減小，最后桿將停止運(yùn)動(dòng)，感覺(jué)電流消逝．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻絲上產(chǎn)生的焦耳熱，所有被容器中的氣體汲取．依據(jù)能量守恒定律可知，桿從v0減速至停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電阻絲上的焦耳熱Q應(yīng)等于桿的初動(dòng)能，即Q1mv02(1)2容器中的氣體汲取此熱量后，設(shè)其溫度高升T，則內(nèi)能的增添量為U5RT(2)2在溫度高升T的同時(shí)，氣體體積膨脹，推進(jìn)液柱戰(zhàn)勝大氣壓力做功．設(shè)液柱的位移為l，則氣體對(duì)外做功Ap0Sl(3)Sl就是氣體體積的膨脹量VSl(4)由理想氣體狀態(tài)方程pVRT，注意到氣體的壓強(qiáng)一直等于大氣壓p0，故有p0VRT(5)由熱力學(xué)第必定律QAU(6)由以上各式可解得lm2(7)v07p0S16．解：（1）勢(shì)能最小處動(dòng)能最大由圖線II得x6.1(cm)（在5．9~6．3cm間均視為正確）（2）由圖讀得開(kāi)釋處勢(shì)能Ep0.90J，此即B的總能量。出于運(yùn)動(dòng)中總能量守恒，所以在勢(shì)能最小處動(dòng)能最大，由圖像得最小勢(shì)能為0．47J，則最大動(dòng)能為Ekm0.90.470.43(J)（Ekm在0．42~0．44J間均視為正確）vm2Ekm20.43m0.51.31(m/s)最大速度為（vm在1．29～1．33m／s間均視為正確）x=20．0cm處的總能量為0．90J，最大位移由E=0．90J的水平直線與曲線II的左邊交點(diǎn)確立,由圖中讀出交點(diǎn)地點(diǎn)為x=2．0cm，所以，最大位移x20.02.018.0(cm)（x在17．9~18．1cm間均視為正確）（3）漸近線III表示B的重力勢(shì)能隨地點(diǎn)變化關(guān)系，即EPgmgxsinsinkmgkx∴由直線斜率斜率k75（J/m）=600417解：(1)在0-2s這段時(shí)間內(nèi)，