2014年五一高中自主招生集訓班后端習題2物理答案

2014 年 五一高中自主招生集訓班 后端習題答案 （ 物理 部分 ） 試卷說明 本測試與 2015 年自主招生真題難度相當。 其中理科班型使用數(shù)學物理部分，文科班型使用數(shù)學語文部分。 本習題用于學生對水平進行自我評估，如有學員希望單獨得到金牌助教們的閱卷及分析，請通過郵箱與我們取得聯(lián)系。方式 1：將自測結果（推薦直接在原試卷上給出答案）以照片或掃描件的形式發(fā)送。方式 2：將自測答案單獨以 excel 或 word 形式發(fā)送。我們會在收到答案的兩周內進行評閱并進行個性化分析。 模擬試題 將于 2014 年 5 月 20 日 12:00 發(fā)布。 清北學堂集中培訓課程后端 習題答 案 （ 2014 年 五一 集中培訓課程使用） QBXT/JY/HDXTDA2014/5-2-11A 2014-5-20 發(fā)布 清北學堂教學研究部 清北學堂學科郵箱 自主招生郵箱 數(shù)學競賽郵箱 物理競賽郵箱 化學競賽郵箱 生物競賽郵箱 理科精英郵箱 清北學堂官方博客 /tsba 清北學堂微信訂閱號 學習資料最新資訊 清北學堂集中培訓課程后端鞏固 北京清北學堂教育科技有限公司 第 2 頁 a b 2014 年 五一高中自主招生集訓班后端習題 （ 物理 部分） 一、 選擇題（每題 6 分，共 42 分） 1、 如圖 ，光滑水平面上有質量為 M 的物塊 a，左端與一個固定在墻上的彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為 k , 物塊 a 上面有質量為 m 的物塊 b， ab 之間的最大靜摩擦力為 f0。 現(xiàn)用以水平力緩慢向左推動物塊 a，使彈簧壓縮 若在撤去此力后物塊 b 與 a 沒有相對運動，彈簧壓縮的最大距離為 （ ） A. 0Mfmk B. 0(M m)fmk C. 0Mf(M m)k D. 0mf(M m)k 【清北解析】 a 和 b 沒有相對運動，可將二者看做一個整體 設彈簧壓縮的最大距離為 L，則二者可獲得的最大加速度為 kLmM此時 b 只受到 a 給它的摩擦力 f0，故 b 的加速度等于0fm，而 a 與b 之間沒有相對運動，故0f kLm m M 得0(M m)fL mk，選 B 2、如圖， 在 xOy 平面內有一列沿 x 軸傳播的簡諧橫波，頻率為2.5Hz在 t=0 時， P 點位于平衡位置，且速度方向向下， Q 點位于平衡位置下方的最大位移處 則在 t=0.35s 時， PQ 兩質點的（ ） A. 位移大小相等，方向相反 B. 速度大小相等，方向相同 C. 速度大小相等，方向相反 D. 加速度大小相等，方向相反 【清北解析】 由頻率解得周期 1 04T / f . s，根據(jù) t=0 時刻 PQ 的波動圖像得波沿 x 正方向傳播 經過 0.35s 即 7/8 個周期時，波形與8t T/ 時波形相同 由圖易知 ，此時 PQ 兩點位移大小相等，方向相反 ；相應的加速度也是大小相等，方向相反 ；速度大小相等，方向均向下 故選擇 ABD 3、 如圖， 用等長絕緣線分別懸掛兩個質量 電量都相同的小球 A 和 B，兩線上端固定于 O 點， B 球固定在 O 點正下方 當 A 球靜止時，兩懸線夾角為 能保持夾角 不變的方法是 （ ） A. 同時使兩懸線長度減半 B. 同時使 A 球的質量和電量都減半 C. 同時使兩球的質量和電量都減半 D. 同時使兩懸線長度和兩球的電量都減半 a ba 清北學堂集中培訓課程后端鞏固 北京清北學堂教育科技有限公司 第 3 頁 【清北解析】 本題綜合考查受力分析及庫侖定律 由于 B 球下方為固定端 ， 不能確定受力方向 ， 因此無法判斷其庫侖力方向 ， 則首先對 A 球進行受力分析 如 圖 所示 ， A 球受到 3 個力作用而保持平衡 ， 重力 G= 1mg， 庫侖力1 2 1 2222q kq q kq qF r ( l sin )， 而由qF G F可知 ， 絕緣線的拉力 FG ， 則22qF F sin G sin， 因此有 2 12 22 kq m g sin( l sin ) 題中要求夾角 不變 ，則有12 12 22kqq mg( l) ， 選項 A 為 2l l/ ， 等式不成立 ， 因此不正確 ；選項B 為 1 1 1 122q q / ,m m /， 則 等 式 成 立 ， 選 B； 選項 C 為1 1 2 2 1 12 2 2 q q / q q / m m / ， ， 等式不成立 ， 因此不正確 ；選項 D 為1 1 2 222q q / q q /， ，2l l/ ， 則等式成立 ， 選 D因此本題答案為 BD 4、 關于物體的內能，下列說法中正確的是 ( ) A. 1g 0 水的內能比 1g 0 冰的內能大 B. 電流通過電阻后電阻發(fā)熱 ， 它的內能增加是通過 “熱傳遞 ”方式實現(xiàn)的 C. 氣體膨脹 ， 它的內能一定減少 D. 橡皮筋被拉伸時 ， 分子間勢能增加 【清北解析】 0 的冰變成水吸熱，分子平均動能未變，但吸熱增加了分子勢能 氣體膨脹雖對外 做功，但溫度怎么變化未知，故內能變化未知 橡皮筋被拉伸時克服引力做功，分子勢能增加，選 AD 5、如圖所示， 當滑動變阻器的滑動觸頭 P 向右移動時 .三個燈泡亮度的變化情況是 （ ） A. L1 變亮， L2 和 L3 皆變暗 B. L1 變亮， L2 不能確定， L3 變暗 C. L1 變暗， L2 變亮， L3 也變亮 D. L1 變亮， L2 變亮， L3 變暗 【清北解析】 電路中任一局部發(fā)生變化 ， 將引起各處的電流和電壓的變化 判斷這類問題 ， 可以先從局部的變化推出總電流 路端電壓的變化 ， 再根據(jù)串 并聯(lián)電路的特點以及部分電路歐姆定律作出 相應的判斷 當 P 向右移動時 ， 滑動變阻器的電阻減小 ， 則總電阻減小 ， 總電流增大 ， 內電壓增大 ，路端電壓減小 ， 所以 L3 變亮 ；因為 U3 變大 ， 且路端電壓變小 ， 所以 L1 變暗 ；總電流變大 ， 又I1 變小的 ， 所以 L2 的電流增大 ， L2 變亮 因此 ， 本題的正確選項應為 C。 6、 邊長為 10cm 的正方形木塊 (密度為 305. g/cm )浮在有水的杯中 ， 杯的橫截面積為 2200cm ，平衡時杯內水深 10cm， g 取 210/ms ， 用力使木塊慢慢沉到杯底 ， 外力所做的功的焦耳數(shù)是（ ） A.1/4 B.1/8 C.3/16 D.3/10 清北學堂集中培訓課程后端鞏固 北京清北學堂教育科技有限公司 第 4 頁 【清北解析】 設木塊沉到杯底時水深為 x ， 由 1 0 2 0 0 1 0 1 0 5 2 0 0 1 0 1 0 1 0x ， 解得 125cmx. 施加的外力與位移關系 如圖 所示 ， 其中 3 3 62 1 0 1 0 1 0 1 0 2 5F g V / / N N 故 25 2 5 2 5 2 5 1 0 0 1 8 7 5FW ( . / . ) . J 故 答案 為 C。 7、 剛性細直棒長為 2l，質量不計，其一端 O 用光滑鉸鏈與固定轉軸連接，在細棒的中點固定一個質量為 4m 的小球 A，在細棒的另一端固定一個質量為 m 的小球 B將棒置于水平位置由靜止開始釋放，棒與球組成的系統(tǒng)將在豎直平面內作無摩擦的轉動，則該系統(tǒng)在由水平位置轉至豎直位置的過程中 （ ） A. 系統(tǒng)的機械能守恒 B. 棒對 AB 兩球都不做功 C. A 球通過棒對 B 球做正功 D. B 球通過棒對 A 球做正功 【清北解析】 設棒轉過 90時 B 所在平面為零勢能面 系統(tǒng)從水平位置轉至豎直位置的過程中 ， 由機械能守恒得 2211m 4 m242 22 2BB vvmg l l mg l () 解得 2 6gBvl ， 單獨 考慮球 B21mg 2 W m2 Blv得 W mgl ， 故選 AC 二、 解答題 8、（ 7 分） 每逢佳節(jié)的夜晚 ， 一串串煙火凌空爆發(fā) ， 展現(xiàn)出一幅幅色彩艷麗的圖像 燃放煙花時往往先看到一個火球迅速 “膨脹 ”， 而后 “膨脹 ”減緩并慢慢散落下來 為什么爆發(fā)的煙花呈現(xiàn)球狀呢 ?請對此現(xiàn)象進行分析 【清北解析】 煙花爆發(fā)后 ,向四面八方各個方向的速度大小可以認為是相等的 ， 同時由于有重力的作用都有向下的重力加速度 ， 故在已向下加速度為 g 的參考系中看 (短時間內下落距離很小 ，背景又暗 )， 煙火向各個方向勻速運動 ， 所以在短時間內看到一個光球迅速 “膨脹 ”， 一段時間后回到地面參考系中看必然又會慢慢散落下來 清北學堂集中培訓課程后端鞏固 北京清北學堂教育科技有限公司 第 5 頁 9、（ 11 分） 在升降機的天花板上固定一擺長為 l 的單擺，當升降機靜止時，讓擺球從 0 角度處擺下，試分析 (1)當擺球擺到最高點時 ,升降機以加速度 g 下落 ,擺球相對于升降機作何運動 ? (2)當擺球擺動到最低點時 ,升降機以加速度 g 下落 ,擺球相對于升降機作何運動 ? (3)若升降機以加速度 g 加速上升，則擺球相對于升降機作何運動 ? 【清北解析】 (1)擺球靜止不動 (2)擺球將作勻速圓周運動，碰到天花板后反彈再做勻速圓周運動，以后重復 (3)等效重力加速度為 2g，故擺球做周期 2 2lT g 的簡諧運動 10、（ 20 分） “頓牟綴芥 ”是兩千多年前我國古人對摩擦起電現(xiàn)象的觀察記錄，經摩擦后帶電的琥珀能吸起小物體現(xiàn)用下述模型分析探究 如圖所示 在某處固定一個電荷量為 Q 的點電荷，在其正下方 h 處有一個原子在點電荷產生的電場（場強為 E ）作用下，原子的負電荷中心與正電荷中心會分開很小的距離 l ，形成電偶極子描述電偶極子特征的物理量稱為電偶極矩 p ， p ql ，這里 q 為原子核的電荷實驗顯示， pE ， 為原子的極化系數(shù)，反映其極化的難易程度被極化的原子與點電荷之間產生作用力 F 在一定條件下，原子會被點電荷 “綴 ”上去 （ 1） F 是吸引力還是排斥力？簡要說明理由； （ 2） 若固定點電荷的電荷量增加一倍，力 F 如何變化，即求 2FQFQ的值； （ 3） 若原子與點電荷間的距離減小一半，力 F 如何變化，即求 2hFFh的值 。 【清北解析】 此題為信息給予題，提供了 電偶極矩的定義式。使用小量近似處理方法推導點電荷對電偶極子的電場力是此題的關鍵。 （ 1） F 為吸引力 理由：當原子極化時，與 Q 異性的電荷移向 Q ，而與 Q 同性的電荷被排斥而遠離 Q 這樣異性電荷之間的吸引力大于同性電荷的排斥力，總的效果是吸引 設電荷 Q 帶正電電荷 Q 與分離開距離 l 的一對異性電荷間的總作用力為 2222kQ q kQ qFllhh 22224hlkQqlh3322kQql kQphh 清北學堂集中培訓課程后端鞏固 北京清北學堂教育科技有限公司 第 6 頁 這里014k ，而 p ql 為原子極化形成的電偶極矩，式中負號表示吸引力 實驗顯示， pE ，而電荷 Q 在離它 h 處的原子所在地產生的電場大小為； 2kQE h 于是，電荷 Q 與極化原子之間的作用力為 : 2252 kQF h 它正比于固定電荷的平方，反比于距離的五次方，因此不管電荷 Q 的符號，均產生吸引力；電荷增加一倍，力變?yōu)?4 倍；距離縮短一半，則力變?yōu)?32 倍 （ 2） 2 4FQFQ （ 3） 52 2 32hFFh 11、（ 20 分） 固定在豎直平面內的一個半圓形光滑軌道 ， 半圓軌道半徑為 R， 軌道兩端在同一水平高度上 ， 其中一段有一小定滑輪 (其大小可忽略 )， 兩小物體質量分別為 1m 和 2m ， 用輕細繩跨過滑輪連接在一起 ， 如 圖 所示 ， 若要求小物體 1m 從光滑半圓軌道上端沿軌道由靜止開始下滑 ， 問 ： (1) 1m 滿足什么條件可以使它下滑到軌道最低點 C? (2) 1m 下滑到 C 點時速度為多大 ? 【清北解析】 小物體 1m 沿軌道下滑時 ， 2m 將豎直向上運動 ， 由于 1m 做圓周運動 ， 2m 做直線運動 ， 因此 1m 與 2m 的速度大小不同 在 1m 通