2013年华约自主招生物理试题与答案(word解析版)

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1、2013年高水平大学(华约)自主选拔学业能力测试物理探究注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.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。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤。一、(15分)(1)质量约1T的汽车在10s内由静止加速到60km/h。如果不计阻力,发动机的平均输出功率约为多大?(2)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1m2的长方体,并以此模型估算汽车以60km/h行驶时为克

2、服空气阻力所增加的功率。已知空气密度ρ=1.3kg/m3。(3)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。二、(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()。(1)写出氢核聚变反应方程;(2)计算氢聚变生成一个氦核所释放的能量;(3)计算1kg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?(1kg煤完全燃烧放出的能量约为3.7×

3、107J)。已知:m()=1.6726216×10-27kg,m()=6.646477×10-27kg,m()=9.109382×10-31kg,m()≈0,c=2.99792458×108m/s。三、(15分)明理同学平时注意锻炼身体,力量较大,最多能提起m=50kg的物体。一重物放置在倾角θ=15°的粗糙斜坡上,重物与斜坡间的摩擦因数为μ=≈0.58。试求该同学向上拉动的重物质量M的最大值?四、(15分)如图,电阻为R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m的小条形磁铁从静止开始落入其中,经过

4、一段距离后以速度v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且无翻转。(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应电动势约为多少?五、(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η。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p和体积v满足关系pvγ=常量,式中参数γ是与胎内气体有关的常数。六、(15分)如图所示,在光学用直导轨型支架上,半径为R的球面反射镜放置

5、在焦距为f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。(1)固定凸透镜与反射镜之间的距离l,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d可能是多少?(2)根据(1)的结果,若固定距离d,调节l以实现同样的实验目的,则l的调节范围是多少?七、(20分)“顿牟缀芥”是两干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Q的

6、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。描述电偶极子特征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F。在一定条件下,原子会被点电荷“缀”上去。(1)F是吸引力还是排斥力?简要说明理由;(2)若固定点电荷的电荷量增加一倍,力F如何变化,即求的值;(3)若原子与点电荷间的距离减小一半,力F如何变化,即求的值。2013年高

7、水平大学自主选拔学业能力测试物理探究答案及评分参考评分说明: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。一、本题共15分。(1)假设汽车启动时做匀加速运动,根据匀加速运动规律有①F=ma②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P=1.4×104W④(2)假设汽车的截面积为A,当汽车以一定速度运动时,将推动前方的

8、空气使之获得相应的速度,则在Δt时间内,车前方以A为底、vΔt为高的柱形空气获得的动能为⑤为使该空气柱在Δt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1m2,代入上式解得P=3×103W⑦(3)当汽车匀速运动时,牵引力与阻力平衡,由图可知F=kv2+f式中F为牵引力,f为除空气阻力外的其它阻力之和,外推图线得f=125N

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