华约自主招生物理试题与解析版

个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途2018年高水平大学<华约）自主选拔学业能力测试物理研究注意事项：．答卷前，考生务必定自己的姓名、准考据号填写在答题卡上。．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。解答应写出必需的文字说明、方程式和主要演算步骤。一、<15分）<1）质量约1T的汽车在10s内由静止加快到60km/h。假如不计阻力，发动机的均匀输出功率约为多大?ljbv2RUnJf<2）汽车速度较高时，空气阻力不可以忽视。将汽车简化为横截面积约1m2的长方体，并以此模型预计汽车以60km/h行驶时为战胜空气阻力所增添的功率。已知空气密度ρ=1.3kg/m3。ljbv2RUnJf<3）数据表示，上述汽车所受阻力与速度平方的关系以以下图。假定除空气阻力外，汽车行驶所受的其余阻力与速度没关，预计其余阻力总的大小。ljbv2RUnJf二、<10分）核聚变发电有望供给人类需要的丰富清洁能源。氢核聚变可以简化为4个氢核<11H）聚变生成氦核<42He），并放出2个正电子<01e）和2此中微<00ve）。ljbv2RUnJf<1）写出氢核聚变反应方程；<2）计算氢聚变生成一个氦核所开释的能量；<3）计算1kg氢完满聚变所开释的能量；它相当于多少质量的煤完满焚烧放出的能量?(1kg煤完满焚烧放出的能量约为3.7×107J>。已知：1×，4He）×，m<=6.64647710-27kgm<01e）=1.672621610-27kg。×10-31kg，00ve）≈，×=9.109382m<0c=2.99792458108m/s1/10个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途三、(15分>明理同学平常注意锻炼身体，力量较大，最多能提起m=50kg的物体。一重物搁置在倾角θ=15°的粗拙斜坡上，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?ljbv2RUnJf3四、(15分>如图，电阻为R的长直螺线管，其两头经过电阻可忽视的导线相连结。一个质量为m的小条形磁铁从静止开始落入此中，经过一段距离后以速度做匀速运动。假定小磁铁在着落过程中素来沿螺线管的轴线运动且无翻转。ljbv2RUnJf(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觉电动势约为多少?2/10个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途五、(10分>自行车胎打足气后骑着很轻盈。因为慢撒气——迟缓漏气，车胎内气压降落了四分之一。求遗漏气体占本来气体的比率η。假定漏气过程是绝热的，必定质量的气体，在绝热过程中其压强p和体积v知足关系pvγ=常量，式中参数γ是与胎内气体相关的常数。ljbv2RUnJf六、(15分>以以下图，在光学用直导轨型支架上，半径为R的球面反射镜搁置在焦距为f的凸面镜右边，此中心位于凸面镜的光轴上，并可沿凸面镜的光轴左右调理。ljbv2RUnJf(1>固定凸面镜与反射镜之间的距离l，将一点光源搁置于凸面镜的左边光轴上，调理光源在光轴上的地点，使该光源的光芒经凸面镜——反射镜——凸透镜后，成实像于点光源处。问该点光源与凸面镜之间的距离d可能是多?ljbv2RUnJf(2>依据(1>的结果，若固定距离d，调理l以实现相同的实验目的，则l的调理范围是多少?3/10个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途七、(20分>“顿牟缀芥”是两干多年前我国先人对摩擦起电现象的察看记录，经摩擦后带电的琥珀能吸起小物体。现用下述模型分析研究。ljbv2RUnJf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。描绘电偶极子特点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，反应其极化的难易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作使劲F。在必定条件下，原子会被点电荷“缀”上去。ljbv2RUnJf(1>F是吸引力仍是排挤力?简要说明原因；(2>若固定点电荷的电荷量增添一倍，力F怎样变化，即求F(2Q)的值；F(Q)(3>若原子与点电荷间的距离减小一半，力F怎样变化，即求F(h/2)的值。F(h)4/10个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途2018年高水平大学自主选拔学业能力测试物理研究答案及评分参照评分说明：1．本解答给出了一种或几种解法供参照，假如考生的解法与本解答不一样样，可依据试题的主要察看内容比较评分参照拟定相应的评分细则。ljbv2RUnJf2．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。ljbv2RUnJf一、此题共15分。(1>假定汽车启动时做匀加快运动，依据匀加快运动规律有a=v①tF=ma②在不计阻力的状况下，汽车的均匀功率为1③p=Fv2联立①②③式并代入数据解得P=1.4×104W④(2>假定汽车的截面积为A，当汽车以必定速度运动时，将推进前面的空气使之获取相应的速度，则在t时间内，车前面以A为底、vt为高的柱形空气获取的动能为ljbv2RUnJfEk=1mv2=1rAvDt?v2⑤22为使该空气柱在t时间内获取上述动能，车需增添的功率为p=DEk=1rAv3⑥Dt21m2，代入上式解得依据已知条件，车的截面积约为P=3×103W⑦(3>当汽车匀速运动时，牵引力与阻力均衡，由图可知F=kv2+f式中F为牵引力，f为除空气阻力外的其余阻力之和，外推图线得f=125N评分参照：第(1>问4分，①②③④式各1分；(2>问7分，⑤⑥式各3分，⑦式1分；(3>问4分。二、此题共10分。(1>411H→42He+201e+200ve(2>一次反应中的质量损失为Dm=4m(11H)-m(24He)-2m(01e)①相应放出能量为△E=△mc2②5/10个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途联立①②式并代入数据解得△E=3.79×10-12J(3>1kg氢完满反应能放出能量E=1kg碊mc2③4m(11H)代入数据得E=5.67×1014J④相当于完满焚烧的煤的质量约为M=5.67′10143.7′7=1.5×107kg⑤10评分参照：第(1>问2分；第(2>问4分；第(3>问4分，此中③式2分。数值结果只需数目级正确即给分。三、此题共15分。设该同学拉动重物的力F的方向与斜面成角度φ，依据力的均衡，在垂直于斜面的方向上有FN+Fsinφ-Mgcosθ=0①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-Mgsinθ=Ma②依据题意，重物刚能被拉动，加快度a近似为零，由牛顿运动定律Fcosφ-μFN-Mgsinθ=0③联立①③式得=F?cosf+msinf④gmcosq+sinqm=tanW⑤联立④⑤式得=F?cos(W-f)⑥gsin(q+W)要使质量最大，分子须取最大值，即cos(W-f)=1，W=f此时能拉动的重物的质量的最大值为Mmax=F?1gsin(q+W)

⑦⑧由题给数据，知tanW=3，W=30?⑨3于是该同学能拉动的重物质量不超出Mmax，有M<Mmax=mg?12m?70.7kg⑩gsin(30?15?)6/10个人采集整理资料，

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勿作商业用途评分参照：①②式各

3分，获取⑦式

5分，获取⑩式

4分。四、此题共15分。(1>依据楞次定律，小磁铁的磁性越强，经过导线环的磁通量越大，所以着落过程中在导线环中产生的感觉电流越大，这些感觉电流产生的磁场也越强，进而对小磁铁的阻截也越大，小磁铁向下运动的加快度越小，所以其极限速度就越小。ljbv2RUnJf(2>设小磁铁做匀速运动时，着落距离h，在此过程中有mgh≈Q①式中Q为小磁铁着落时在螺线管中产生的焦耳热，其大小为Q=E2②DtR式中E是感觉电动势，t是小磁铁经过距离h所需的时间。因为小磁铁匀速运动，所以有E2h③mgh=?Rv联立①②③式得E=mgRv④评分参照：第(1>问5分：第(2>问10分，①式4分，②式3分，③式2分，④式1分。五、此题共10分。解法一：设本来气体压强为p、体积为V。绝热膨胀漏气后气体压强变成p/，体积为V/。依据题意有P/=(1—1/4>p=3p/4①漏气过程绝热，则有pVγ=p/V/γ或V/=(p/1)gV②p所以，漏出气体占本来气体的比率为V/-VVP/11g3g③h=V/=1-/=1-()=1-()评分参照：②③式各5分。VP4解法二：设胎内本来气体质量为m、压强为P、体积为V。漏气后变成质量m/，压强p/=3p/4，体积仍为V。ljbv2RUnJf漏气过程绝热，可以假想，漏气前质量为m/的气体据有体积V1=m/V，经V。于是有m绝热过程而膨胀到整个轮胎体积p(m/g/g①mV)=pV由此得m/=(p/11)g=(3)g②mp47/10个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途漏出气体占原有气体的比率为h=m-m/=1-m/1=1-(3)g③mm4评分参照：①②式各3分，③式4分。六、此题共15分。(1>可分以下三种状况讨论：第一种状况：经过调理光源与透镜之间的d值(d>f>，如右图所示。当v+R=l即：由光源发出的随意光芒穿过透镜后，点光源成实像于透镜右边光轴上的C点，而C点正利处在反射镜的球心地点上，光芒会沿反射镜的半径方向入射到它上边，并将沿同一路径反射回去，全部这样的光芒都将汇聚于光源所在点。由ljbv2RUnJf1+1=1dvf解得d=fv=f(l-R)v-fl-R-f第二种状况：调理左边光源与透镜之间的d值(d<f>，如右图所示。v+R=l，v<0即：由点光源发出的光芒穿过透镜后，点光源成虚像于透镜左边光轴上的C点，而C点正利处在反射镜的球心地点上，光芒会沿反射镜的半径方向入射到它上边，并将沿同一路径反射回去，全部这样的光芒都将汇聚于光源所在点。由ljbv2RUnJf1+1=1dvf解得d=fv=f(l-R)=f(R-l)v-fl-R-fR+f-l第三种状况：如正好有条件R=l，调理左边光源与透镜之间的d值(d>f>，右图所示。V=R=l即：由点光源发出的光芒经过透镜后，点光源成实像于透镜右边光轴上的C点，C点正利处在反射镜的对称中心，光芒可被反射镜对称反射，再经凸面镜后，形成如图光路(由上到下或由下到上>，也将汇聚于光源所在点。由ljbv2RUnJf1+1=1dvf解得d=fv=fR=flv-fR-fl-f(2>对应于(1>中的三种状况。对应于第一种状况，即：8/10个人采集整理资料，仅供沟通学习，勿作商业用途fvf(l-R)依据d>f，当d==v-fl-R-f实现实验目的l可调理范围是：l>R+f对应于第二种状况，即：fvf(l-R)f(R-l)依据d<f，当d==l-R-f=v-fR+f-l实现实验目的l可调理范围是：l<R对应于第三种状况，即：fvfR依据d>f，R=I，d==v-fR-f实现实验目的需调理：l=R评分参照：第(1>问10分，第1种状况和第2种状况各4分，第3种状况2分；第(2>问5分，对应于第1种和第2种状况各2分，第3种状况1分。七、此题共20分。(1>F为吸引力。原因：当原子极化时，与Q异性的电荷移向Q，而与Q同性的电荷被排挤而远离Q。这样异性电荷之间的吸引力大于同性电荷的排挤力，总的见效是吸引。ljbv2RUnJf(2>F(2Q)=4F(Q)(3>F(h/2)=25=32F(h)设电荷Q带正电(见图>。电荷Q与分别开距离l的一对异性电荷间的总作使劲为F=kQ(-q)+kQq=kQq-2hl?2kQql=-2kQp①l)2l)22l2)2h3h3(h-(h+(h-224这里k=14pe0

，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