2013年华约自主招生物理试题及答案

2013年华约自主招生物理试题及答案

2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案2013年华约自主选拔录取联合考试物理部分评分说明：1．本解答给出了一种或几种解法供参考，如果考生的解法与本解答不同，可根据试题的主要考查内容比照评分参考制订相应的评分细则．2．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．八、（本小题共15分）⑴质量约1T的汽车在内由静止加速到．如果不计阻力，发动机的平均输出功率约为多大？⑵汽车速度较高时，空气阻力不能忽略．将汽车简化为横截面积约的长方体，并以此模型估算汽车以行驶时为克服空气阻力所增加的功率．已知空气密度．⑶数据表明，上述汽车所受阻力与速度平方的关系如图所示．假定除空气阻力外，汽车行驶所受的其它阻力与速度无关，估计其它阻力总的大小．第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案九、（本小题共10分）核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源．氢核聚变可以简化为4个氢核（）聚变生成氦核（），并放出2个正电子（）和2个中微子（）．⑴写出氢核聚变反应方程；⑵计算氢聚变生成一个氦核所释放的能量；⑶计算氢完全聚变所释放的能量：它相当于多少质量的煤完全燃烧放出的能量？（煤完全燃烧放出的能量约为）．已知：，，，，．第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案十、（本小题共15分）明理同学平时注意锻炼身体，力量较大，最多能提起的物体，一重物放置在倾角的粗糙斜坡上，重物与斜坡间的摩擦因数为．试求该同学向上拉动的重物质量的最大值？十一、（本小题共15分）如图，电阻为的长直螺线管，其两端通过电阻可忽略的导线相连接．一个质量为的小条形磁铁从静止开始落入其中，经过一段距离后以速度做匀速运动．假设小磁铁在下落过程中始终沿螺线管的轴线运动用无翻转．⑴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；⑵小磁铁做匀速运动时在回路中产生的感应电动势约为多少？第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案十二、（本小题共10分）自行车胎打足气后骑着很轻快．由于慢撒气——缓慢漏气，车胎内气压下降了四分之一．求漏掉气体占原来气体的比例．假设漏气过程是绝热的，一定质量的气体，在绝热过程中其压强和体积满足关系常量，式中参数是与胎内气体有关的常数．十三、（本小题共15分）如图所示，在光学用直导轨型支架上，半径为的球面反射镜放置在焦距为的凸透镜右侧，其中心位于凸透镜的光轴上，并可沿凸透镜的光轴左右调节．⑴固定凸透镜与反射镜之间的距离，将一点光源放置于凸透镜的左侧光轴上，调节光源在光轴上的位置，使该光源的光线经凸透镜——反射镜——凸透镜后，成实像于点光源处．问该点光源与凸透镜之间的距离可能是多少？⑵根据⑴的结果，若固定距离，调节以实现同样的实验目的，则的调节范围是多少？第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案十四、（本小题共20分）“顿牟缀芥”是两千多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，经摩擦后带电的琥珀能吸起小物体．现用下述模型分析探究．在某处固定一个电荷量为的点电荷，在其正下方处有一个原子．在点电荷产生的电场（场强为）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，形成电偶极子．描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩，，这里为原子核的电荷．实验显示，，为原子的极化系数，反映其极化的难易程度．被极化的原子与点电荷之间产生作用力．在一定条件下，原子会被点电荷“缀”上去．⑴是吸引力还是排斥力？简要说明理由；⑵若固定点电荷的电荷量增加一倍，力如何变化，即求的值；⑶若原子与点电荷间的距离减小一半，力如何变化，即求的值．第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案2013年华约自主选拔录取联合考试答案部分评分说明：1．本解答给出了一种或几种解法供参考，如果考生的解法与本解答不同，可根据试题的主要考查内容比照评分参考制订相应的评分细则．2．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．八.解析：⑴假设汽车启动时做匀加速运动，根据匀加速运动规律有①②；在不计阻力的情况下，汽车的平均功率为③联立①②③式并代入数据解得；④⑵假设汽车的截面积为，当汽车以一定速度运动时，将推动前方的空气使之获得相应的速度，则在时间内，车前方以为底、为高的柱形空气获得的动能为⑤为使该空气柱在时间内获得上述动能，车需增加的功率为⑥根据已知条件，车的截面积约为，代入上式解得⑦⑶当汽车匀速运动时，牵引力与阻力平衡，由图可知式中为牵引力，为除空气阻力外的其它阻力之和，外推图线得评分参考：第⑴问4分，①②③④式各1分；第⑵问7分，⑤⑥式各3分，⑦式1分；第⑶问4分．九、⑴⑵一次反应中的质量亏损为①；相应放出能量为②；联立①②式并代入数据解得⑶氢完全反应能放出能量③；代入数据得④；相当于完全燃烧的煤的质量约为⑤评分参考：第⑴问2分，第⑵问4分；第⑶问4分；其中③式2分．数值结果只要数量级正确即给分．十、解析：设该同学拉动重物的力的方向与斜面成角度，根据力的平衡，在垂直于斜面的方向上有①式中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②根据题意，重物刚能被拉动，加速度近似为零，由牛顿运动定律③;联立①③式得④；第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案令⑤；联立④⑤式得⑥；要使质量最大，分子须取最大值，即⑦；此时能拉动的重物的质量的最大值为⑧；由题给数据，知，⑨；于是该同学能拉动的重物质量不超过，有⑩评分参考：①②式各3分，得到⑤式5分，得到⑩式4分．十一、解析：⑴根据楞次定律，小磁铁的磁性越强，通过导线环的磁通量越大，因此下落过程中在导线环中产生的感应电流越大，这些感应电流产生的磁场也越强，从而对小磁铁的阻碍也越大，小磁铁向下运动的加速度越小，因此其极限速度就越小．⑵设小磁铁做匀速运动时，下落距离，在此过程中有①式中为小磁铁下落时在螺线管中产生的焦耳热，其大小为②式中是感应电动势，是小磁铁通过距离所需的时间．由小磁铁匀速运动，因此有③；联立①②③式得④评分参考：第⑴问5分；第⑵问10分；①式4分，②式3分，③式2分，④式1分．第二问其他解法：另法1：（9分）（1分）另法2：（4分）（2分）（3分）（1分）十二、解析：解法一：设原来气体压强为、体积为，绝热膨胀漏气后气体压强变为，体积为，根据题意有①；漏气过程绝热，则有②；或；因此，漏出气体占原来气体的比例为③；评分参考：②③式各5分．解法二：设胎内原来气体质量为，压强为，体积为．漏气后变为质量，压强，体积仍为．漏气过程绝热，可以设想，漏气前质量为的气体占有体积，经绝热过程而膨胀到整个轮胎体积．于是有①由此得②漏出气体占原有气体的比例为③评分参考：①②式各3分，③式4分．第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案十三、解析：⑴可分下列三种情况讨论：第一种情况：通过调节光源与透镜之间的值（）．如图所示．当即：由光源发出的任意光线穿过透镜后，点光源成实像于透镜右侧光轴上的点，而点正好处在反射镜的球心位置上，光线会沿反射镜的半径方向入射到它上面，并将沿同一路径反射回去，所有这样的光线都将会聚于光源所在点．由；解得；第二种情况：调节左侧光源与透镜之间的值（）．如图所示．当，即：由点光源发出的光线穿过透镜后，点光源成虚像于透镜左侧光轴上的点，而点正好处在反射镜的球心位置上，光线会沿反射镜的半径方向入射到它上面，并将沿同一路径反射回去，所有这样的光线都将会聚于光源所在点．而；解得；第三种情况：如正好有条件，调节左侧光源与透镜之间的值（）．如图所示．当即：由点光源发出的光线通过透镜后，点光源成实像于透镜右侧光轴上的点，点正好处在反射镜的对称中心，光线可被反射镜对称反射，再经凸透镜后，形成如图光路（由上到下或由下到上），也将会聚于光源所在点．而；解得；⑵对应于⑴中的三种情况．对应于第一种情况，即：、根据，当实现实验目的可调节范围是：；对应于第二种情况，即：根据，当实现实验目的的可调节范围是；对应于第三种情况，即：根据，，；实现实验目的需调节：评分参考：第⑴问10分，第1种情况和第2种情况各4分，第3种情况2分；第⑵问5分，对应于第1种和第2种情况各2分，第3种情况1分．第9页（共9页）n2013年华约自主选拔录取联合考试物理试题及答案十四、解析：⑴为吸引力．理由：当原子极化时，与异性的电荷移向，而与同性的电荷被排斥而远离．这样异性电荷之间的吸引力大于同性电荷的排斥力，总的效果是吸引．⑵⑶设电荷带正电（见图）．电荷与分离开距离的一对异性电荷间的总作用力为①这里，而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，，而电荷在离它处的原子所在地产生的电场大小为；②于是，电荷与极化原子之间的作用力为；③它正比于固定电荷的平方，反比于距离的五次方，因此不管电荷的符号，均产生吸引力；电荷增加一倍，力变为4倍；距离缩短一半，则力变为32倍．评分参考：第⑴问5分，正确得出结论2分，理由3分；第⑵问和第⑶分的结果各3分．推理过程共9分．①式5分，②③各2分．第9页（共9页）