2013年華約自主招生物理試題（精校帶解析）-歷年自主招生考試物理試題大全

注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。2．將答案寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在本試卷上無(wú)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(xiě)出必要的文字說(shuō)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(jì)阻力，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均輸出功率約為多大?（2）汽車速度較高時(shí)，空氣阻力不能忽略。將汽車簡(jiǎn)化為橫截面積約1m2的長(zhǎng)方體，并以此模型估算汽車以60km/h行駛時(shí)為克服空氣阻力所增加的功率。已知空氣密度ρ=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(wú)關(guān)，估計(jì)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(jiǎn)化為4個(gè)氫核（）聚變生成氦核（），并放出2個(gè)正電子（）和2個(gè)中微子（）。（1）寫(xiě)出氫核聚變反應(yīng)方程；（2）計(jì)算氫聚變生成一個(gè)氦核所釋放的能量；（3）計(jì)算1kg氫完全聚變所釋放的能量；它相當(dāng)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3.7×107J）。已知：m（）=1.6726216×1027kg，m（）=6.646477×1027kg，m（）=9.109382×1031kg，m（）≈0，c=2.99792458×108m/s。三、（15分）明理同學(xué)平時(shí)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θ=15°的粗糙斜坡上，重物與斜坡間的摩擦因數(shù)為μ=≈0.58。試求該同學(xué)向上拉動(dòng)的重物質(zhì)量M的最大值?四、（15分）如圖，電阻為R的長(zhǎng)直螺線管，其兩端通過(guò)電阻可忽略的導(dǎo)線相連接。一個(gè)質(zhì)量為m的小條形磁鐵從靜止開(kāi)始落入其中，經(jīng)過(guò)一段距離后以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)。假設(shè)小磁鐵在下落過(guò)程中始終沿螺線管的軸線運(yùn)動(dòng)且無(wú)翻轉(zhuǎn)。（1）定性分析說(shuō)明：小磁鐵的磁性越強(qiáng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度就越小；（2）小磁鐵做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(lái)氣體的比例η。假設(shè)漏氣過(guò)程是絕熱的，一定質(zhì)量的氣體，在絕熱過(guò)程中其壓強(qiáng)p和體積v滿足關(guān)系pvγ=常量，式中參數(shù)γ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(diǎn)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，使該光源的光線經(jīng)凸透鏡——反射鏡——凸透鏡后，成實(shí)像于點(diǎn)光源處。問(wèn)該點(diǎn)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(shí)現(xiàn)同樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，則l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(guó)古人對(duì)摩擦起電現(xiàn)象的觀察記錄，經(jīng)摩擦后帶電的琥珀能（1）F是吸引力還是排斥力?簡(jiǎn)要說(shuō)明理由；（2）若固定點(diǎn)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(diǎn)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(cè)試物理探究答案及評(píng)分參考評(píng)分說(shuō)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⑤為使該空氣柱在Δt時(shí)間內(nèi)獲得上述動(dòng)能，車需增加的功率為⑥根據(jù)已知條件，車的截面積約為1m2，代入上式解得P=3×103W⑦（3）當(dāng)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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=125N評(píng)分參考：第（1）問(wèn)4分，①②③④式各1分；第（2）問(wèn)7分，⑤⑥式各3分，⑦式1分；第（3）問(wèn)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①相應(yīng)放出能量為△E=△mc2②聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)解得△E=3.79×1012J（3）1kg氫完全反應(yīng)能放出能量③代入數(shù)據(jù)得E=5.67×1014J④相當(dāng)于完全燃燒的煤的質(zhì)量約為M==1.5×107kg⑤評(píng)分參考：第（1）問(wèn)2分；第（2）問(wèn)4分；第（3）問(wèn)4分，其中③式2分。數(shù)值結(jié)果只要數(shù)量級(jí)正確即給分。%網(wǎng)令⑤聯(lián)立④⑤式得⑥要使質(zhì)量最大，分子須取最大值，即，⑦此時(shí)能拉動(dòng)的重物的質(zhì)量的最大值為⑧由題給數(shù)據(jù)，知，⑨于是該同學(xué)能拉動(dòng)的重物質(zhì)量不超過(guò)Mmax，有⑩評(píng)分參考：①②式各3分，得到⑦式5分，得到⑩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(qiáng)，通過(guò)導(dǎo)線環(huán)的磁通量越大，因此下落過(guò)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(chǎng)也越強(qiáng)，從而對(duì)小磁鐵的阻礙也越大，小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)的加速度越小，因此其極限速度就越小。P/=（1—1/4）p=3p/4①漏氣過(guò)程絕熱，則有pVγ=p/V/γ或②因此，漏出氣體占原來(lái)氣體的比例為③評(píng)分參考：②③式各5分。解法二：設(shè)胎內(nèi)原來(lái)氣體質(zhì)量為m、壓強(qiáng)為P、體積為V。漏氣后變?yōu)橘|(zhì)量m/，壓強(qiáng)p/=3p/4，體積仍為V。漏氣過(guò)程絕熱，可以設(shè)想，漏氣前質(zhì)量為m/的氣體占有體積，經(jīng)絕熱過(guò)程而膨脹到整個(gè)輪胎體積V。于是有①由此得②漏出氣體占原有氣體的比例為③評(píng)分參考：①②式各3分，③式4分。六、本題共15分。好處在反射鏡的球心位置上，光線會(huì)沿反射鏡的半徑方向入射到它上面，并將沿同一路徑反射回去，所有這樣的光線都將會(huì)聚于光源所在點(diǎn)。學(xué)%由解得第二種情況：調(diào)節(jié)左側(cè)光源與透鏡之間的d值（d<f），如圖所示。當(dāng)v+R=l，v<0即：由點(diǎn)光源發(fā)出的光線穿過(guò)透鏡后，點(diǎn)光源成虛像于透鏡左側(cè)光軸上的C點(diǎn)，而C點(diǎn)正好處在反射鏡的球心位置上，光線會(huì)沿反射鏡的半徑方向入射到它上面，并將沿同一路徑反射回去，所有這樣的光線都將會(huì)聚于光源所在點(diǎn)。由解得第三種情況：如正好有條件R=l，調(diào)節(jié)左側(cè)光源與透鏡之間的d值（d>f），如圖所示。當(dāng)V=R=l即：由點(diǎn)光源發(fā)出的光線通過(guò)透鏡后，點(diǎn)光源成實(shí)像于透鏡右側(cè)光軸上的C點(diǎn)，C點(diǎn)正好處在反射鏡的對(duì)稱中心，光線可被反射鏡對(duì)稱反射，再經(jīng)凸透鏡后，形成如圖光路（由上到下或由下到上），也將會(huì)聚于光源所在點(diǎn)。評(píng)分參考：第（1）問(wèn)10分，第1種情況和第2種情況各4分，第3種情況2分；第（2）問(wèn)5分，對(duì)應(yīng)于第1種和第2種情況各2分，第3種情況1分。七、本題共20分。（1）F為吸引力。理由：當(dāng)原子極化時(shí)，與Q異性的電荷移向Q，而與Q同性的電荷被排斥而遠(yuǎn)離Q。這樣異性電荷之間的吸