华约自主招生物理试题与答案Word格式文档下载.docx

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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。

d6Vc6Pr4Tc

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×

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。

F是吸引力还是排斥力?

简要说明理由；

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。

2018年高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。

假设汽车启动时做匀加速运动，根据匀加速运动规律有

①

F=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

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d6Vc6Pr4Tc

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

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

评分参考：

第（1>

问4分，①②③④式各1分；

第（2>

问7分，⑤⑥式各3分，⑦式1分；

第（3>

问4分。

二、本题共10分。

4

→

+2

一次反应中的质量亏损为

①

相应放出能量为

△E=△mc2②

联立①②式并代入数据解得

△E=3.79×

10-12J

1kg氢完全反应能放出能量

③

代入数据得

E=5.67×

1014J④

相当于完全燃烧的煤的质量约为

M=

=1.5×

107kg⑤

问2分；

问4分；

问4分，其中③式2分。

数值结果只要数量级正确即给分。

三、本题共15分。

设该同学拉动重物的力F的方向与斜面成角度φ，根据力的平衡，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

根据题意，重物刚能被拉动，加速度a近似为零，由牛顿运动定律

Fcosφ-μFN-Mgsinθ=0③

联立①③式得

④

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Mmax，有

⑩

①②式各3分，得到⑦式5分，得到⑩式4分。

四、本题共15分。

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。

设小磁铁做匀速运动时，下落距离h，在此过程中有

mgh≈Q①

式中Q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E是感应电动势，Δt是小磁铁通过距离h所需的时间。

由于小磁铁匀速运动，因此有

联立①②③式得

④

问5分：

问10分，①式4分，②式3分，③式2分，④式1分。

五、本题共10分。

解法一：

设原来气体压强为p、体积为V。

绝热膨胀漏气后气体压强变为p/，体积为V/。

根据题意有

P/=（1—1/4>

p=3p/4①

漏气过程绝热，则有

pVγ=p/V/γ或

②

因此，漏出气体占原来气体的比例为

②③式各5分。

解法二：

设胎内原来气体质量为m、压强为P、体积为V。

漏气后变为质量m/，压强p/=3p/4，体积仍为V。

漏气过程绝热，可以设想，漏气前质量为m/的气体占有体积

，经绝热过程而膨胀到整个轮胎体积V。

于是有

由此得

②

漏出气体占原有气体的比例为

①②式各3分，③式4分。

六、本题共15分。

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d值（d>

f>

，如右图所示。

当

v+R=l

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C点，而C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d6Vc6Pr4Tc

解得

第二种情况：

调节左侧光源与透镜之间的d值（d<

当v+R=l，v<

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C点，而C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。

解得

第三种情况：

如正好有条件R=l，调节左侧光源与透镜之间的d值（d>

，右图所示。

当V=R=l

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C点，C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。

解得

对应于（1>

中的三种情况。

对应于第一种情况，即：

根据d>

f，当

实现实验目的l可调节范围是：

l>

R+f

对应于第二种情况，即：

根据d<

l<

R

对应于第三种情况，即：

根据d>

f，R=I，

实现实验目的需调节：

l=R

评分参考：

问10分，第1种情况和第2种情况各4分，第3种情况2分；

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。

七、本题共20分。

F为吸引力。

理由：

当原子极化时，与Q异性的电荷移向Q，而与Q同性的电荷被排斥而远离Q。

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。

=4

（3>

设电荷Q带正电（见图>

电荷Q与分离开距离l的一对异性电荷间的总作用力为

这里

，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，而电荷Q在离它h处的原子所在地产生的电场大小为

于是，电荷Q与极化原子之间的作用力为

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Q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。

问5分，正确得出结论2分，理由3分。

问和第（3>

问的结果各3分。

推理过程共9分。

①式5分，②③各2分。

申明：

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