北約物理試題及答案(完整版)

1、2018 年高水平大學(xué)（北約）自主選拔學(xué)業(yè)能力測(cè)試物理探究注意事項(xiàng)：1答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無(wú)效。3考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題 (單項(xiàng)選擇，每題5 分，共 20 分)1、簡(jiǎn)諧機(jī)械波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，下述結(jié)論中正確的是()A頻率不同時(shí)，波速不同，波長(zhǎng)也不同B頻率不同時(shí)，波速相同，波長(zhǎng)則不同C頻率不同時(shí)，波速相同，波長(zhǎng)也相同D頻率不同時(shí)，波速不同，波長(zhǎng)則相同2、一個(gè)具有放射性的原子核A放射一個(gè) 粒子后變成原子核B ，原子核B再放射一個(gè)粒子后變成原子核C，可以肯定的是()A原子核A 比原子核B多 2個(gè)中子B原

2、子核A 比原子核C 多 2個(gè)中子C原子核為A的中性原子中的電子數(shù)，比原子核為B 的中性原子中的電子數(shù)少1D原子核為A的中性原子中的電子數(shù)，比原子核為C 的中性原子中的電子數(shù)少13、人在平面鏡前看到站在自己身邊朋友在鏡中的像時(shí)，雖然上下不顛倒，左右卻互換了。今將兩塊相互平行的平面反射鏡如圖放置，觀察者A在圖示右側(cè)位置可看到站在圖示左側(cè)位置的朋友B ，則 A 看到的像必定是( )A上下不顛倒，左右不互換B上下不顛倒，左右互換C上下顛倒，左右不互換D上下顛倒，左右互換4、在一個(gè)絕熱的豎直氣缸里面放有一定質(zhì)量的理想氣體，絕熱的活塞原來(lái)是固定的?，F(xiàn)拆去銷釘( 圖中未畫出) ，氣體因膨脹把活塞及重物舉高后

3、如圖所示。則在此過(guò)程中氣體的( )A 壓強(qiáng)不變，溫度升高B壓強(qiáng)不變，溫度降低C壓強(qiáng)減小，溫度升高D壓強(qiáng)減小，溫度降低二、填空題（每題兩空，每空4 分，共 32 分)5、北京家庭采用電壓為220V的供電，香港家庭采用電壓為200V 的供電。北京廚房?jī)?nèi)一支“220V、 50W”照明用的燈泡，若改用 200V 的供電，使用相同的時(shí)間可以節(jié)省電能百分之_ 。如果采用 200V 供電的同時(shí)，又不減弱廚房照明亮度，則原燈泡電阻絲要換成電阻為_ 的新電阻絲。6、將地球半徑 R 、自轉(zhuǎn)周期 T 、地面重力加速度g 取為已知量，則地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為_R，軌道速度對(duì)第一宇宙速度的比值為_ 。7、如圖所示，與

4、水平地面夾角為銳角的斜面底端A 向上有三個(gè)等間距點(diǎn)B 、 C 和 D，即 AB=BC=CD。小滑塊 P 以初速 v0 從 A 出發(fā)，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。先設(shè)置斜面與滑塊間處處無(wú)摩擦，則滑塊到達(dá)D 位置剛好停下，而后下滑。若設(shè)置斜面 AB 部分與滑塊間有處處相同的摩擦，其余部位與滑塊間仍無(wú)摩擦，則滑塊上行到C 位置剛好停下，而后下滑?；瑝K下滑到 B 位置時(shí)速度大小為 _ ，回到 A 端時(shí)速度大小為 _ 。8、如圖所示，每邊長(zhǎng)為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直圖平面朝外。每邊長(zhǎng)為a的等邊三角形導(dǎo)體框架ABC，在 t=0時(shí)恰好與磁場(chǎng)區(qū)的邊界重合，而后以周期T繞其中心沿順時(shí)針?lè)较騽蛩?/p>

5、旋轉(zhuǎn)，于是在框架ABC 中有感應(yīng)電流。規(guī)定電流按A-B-C-A方向流動(dòng)時(shí)電流強(qiáng)度取為正，反向流動(dòng)時(shí)取為負(fù)。設(shè)框架ABC的總電阻為R ，則從 t=0到 t1=T/6時(shí)間內(nèi)平均電流強(qiáng)度I1=_；從 t=0到 t2=T/2時(shí)間內(nèi)平均電流強(qiáng)度 I2=_ 。9、某車輛在平直路面上作行駛測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中速度v( 帶有正負(fù)號(hào) ) 和時(shí)間 t的關(guān)系如圖所示。已知該過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)和車內(nèi)制動(dòng)裝置對(duì)車輛所作總功為零，車輛與路面間的摩擦因數(shù) 為常量，試求 值。數(shù)值計(jì)算時(shí)，重力加速度取1 / 6g=10m/s2 。10、如圖所示，在水平O-xy坐標(biāo)平面的第1象限上，有一個(gè)內(nèi)外半徑幾乎同為R 、圓心位于x=R 、 y=0 處

6、的半圓形固定細(xì)管道，坐標(biāo)平面上有電場(chǎng)強(qiáng)度為E，沿著 y軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。帶電質(zhì)點(diǎn)P在管道內(nèi)，從x=0 、 y=0 位置出發(fā)，在管道內(nèi)無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，其初始動(dòng)能為Eko 。 P 運(yùn)動(dòng)到 x=R 、 y=R 位置時(shí)，其動(dòng)能減少了二分之一。(1) 試問(wèn) P 所帶電荷是正的，還是負(fù)的?為什么 ?(2)P所到位置可用該位置的x坐標(biāo)來(lái)標(biāo)定，試在2R x 0 范圍內(nèi)導(dǎo)出P的動(dòng)能Ek 隨 x變化的函數(shù)。(3)P在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受管道的彈力N也許是徑向朝里的( 即指向圓心的) ，也許是徑向朝外的( 即背離圓心的) 。通過(guò)定量討論，判定在2R x 0 范圍內(nèi)是否存在N徑向朝里的x取值區(qū)域，若存在，請(qǐng)給出該區(qū)域；繼而判定

7、在2R x 0 范圍內(nèi)是否存在N 徑向朝外的x取值區(qū)域，若存在，請(qǐng)給出該區(qū)域。11、質(zhì)量為M 、半徑為R 的勻質(zhì)水平圓盤靜止在水平地面上，盤與地面間無(wú)摩擦。圓盤中心處有一只質(zhì)量為m 的小青蛙 ( 可處理成質(zhì)點(diǎn)) ，小青蛙將從靜止跳出圓盤。為解答表述一致，將青蛙跳起后瞬間相對(duì)地面的水平分速度記為vx ，豎直向上的分速度記為vy ，合成的初始速度大小記為v ，將圓盤后退的速度記為u 。(1) 設(shè)青蛙跳起后落地點(diǎn)在落地時(shí)的圓盤外。(1.1)對(duì)給定的vx ，可取不同的vy ，試導(dǎo)出跳起過(guò)程中青蛙所做功W 的取值范圍，答案中可包含的參量為M、R、 m、 g( 重力加速度 ) 和 vx 。(1.2) 將

8、(1.1) 問(wèn)所得 W 取值范圍的下限記為 W0，不同的 vx 對(duì)應(yīng)不同的 W0 值，試導(dǎo)出其中最小者 Wmin，答案中可包含的參量為 M、 R、 m 和 g 。(2) 如果在原圓盤邊緊挨著放另外一個(gè)相同的靜止空?qǐng)A盤，青蛙從原圓盤中心跳起后瞬間，相對(duì)地面速度的方向與水平方向夾角為45 °，青蛙跳起后恰好能落在空?qǐng)A盤的中心。跳起過(guò)程中青蛙所作功記為W，試求W與 (1.2)問(wèn)所得 Wmin 間的比值 =W /Wmin，答案中可包含的參量為M 和 m。12、如圖所示，在一豎直平面內(nèi)有水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的方向垂直該豎直平面朝里。豎直平面中a 、 b 兩點(diǎn)在同一水平線上，兩點(diǎn)相距l(xiāng)

9、。帶電量q>0 ，質(zhì)量為m 的質(zhì)點(diǎn)P ，以初速度v從 a對(duì)準(zhǔn) b射出。略去空氣阻力，不考慮P與地面接觸的可能性，設(shè)定q 、m 和 B均為不可改取的給定量。(1) 若無(wú)論l取什么值，均可使P經(jīng)直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)b點(diǎn)，試問(wèn)v應(yīng)取什么值 ?(2)若 v 為(1) 問(wèn)可取值之外的任意值，則l 取哪些值，可使 P必定會(huì)經(jīng)曲線運(yùn)動(dòng)通過(guò)b 點(diǎn) ?(3)對(duì)每一個(gè)滿足(2)問(wèn)要求的 l值，計(jì)算各種可能的曲線運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的P 從 a到 b 所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。(4)對(duì)每一個(gè)滿足(2)問(wèn)要求的 l值，試問(wèn) P 能否從 a 靜止釋放后也可以通過(guò)b 點(diǎn) ?若能，再求P 在而后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可達(dá)到的最大運(yùn)動(dòng)速率vmax 。參考答案一、

10、未分類1、解讀：機(jī)械波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)波速相同，由v= f可知，頻率不同時(shí)，波長(zhǎng)則不同，選項(xiàng)B 正確。答案： B2、解讀：一個(gè)具有放射性的原子核A 放射一個(gè) 粒子后變成原子核 B ，質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1，中子數(shù)減1；原子核 B 再放射一個(gè) 粒子后變成原子核C ，質(zhì)子數(shù)減2，質(zhì)量數(shù)減 4. 。原子核 A 比原子核B 少 1個(gè)中子多 1 個(gè)質(zhì)子，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤。原子核A比原子核C 多 1 個(gè)質(zhì)子，多3 個(gè)中子，選項(xiàng)B 錯(cuò)誤。原子核為A的中性原子中的電子數(shù)，比原子核為B的中性原子中的電子數(shù)多1 ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。原子核為A的中性原子中的電子數(shù)，比原子核為 C的中性原子中的電子數(shù)少1 ，選項(xiàng) D 正

11、確。答案： D3、解讀：根據(jù)平面鏡成像規(guī)律，A 看到的像必定是上下不顛倒，左右不互換，選項(xiàng)A 正確，答案： A【點(diǎn)評(píng)】此題所示裝置實(shí)際上是潛望鏡。此題考查平面鏡成像，難度不大。2 / 64、解讀：絕熱膨脹的關(guān)鍵是絕熱，即氣體與外界沒(méi)有熱量的交換。那么膨脹是指體積變大，所以氣體對(duì)外界做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在絕熱條件下對(duì)外做功，那么氣體內(nèi)能一定減小。由于氣體的內(nèi)能完全是溫度的函數(shù)，所以內(nèi)能減小，溫度降低。結(jié)論是：在此過(guò)程中氣體的體積變大，溫度降低，壓強(qiáng)減小。選項(xiàng)D 正確。答案： D5、解讀：由P=U2/R 可得，=, ，=17.4%。即使用相同的時(shí)間可以節(jié)省電能百分之17.4.。不減弱廚房照明

12、亮度，燈泡功率相等，由U22/R2=50W ，解得 R2=800 。答案： 17.48006、解讀：設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為nR，由 G=mnR()2 和 G=mg聯(lián)立解得n=. 地球同步衛(wèi)星的軌道速度v=. 第一宇宙速度v1=，軌道速度對(duì)第一宇宙速度的比值為=。答案：7、解讀：由于A、 B、 C、 D 等間距， A、B、 C、D 所處的高度均勻變化，設(shè)A 到 B 重力做功為WG，從 A 到 D，根據(jù)動(dòng)能定理，有 -3WG=0-mv02；若設(shè)置斜面AB 部分與滑塊間有處處相同的摩擦，設(shè)克服摩擦力做功Wf，根據(jù)動(dòng)能定理，有-2WG-Wf =0-mv02；由聯(lián)立解得：Wf= WG。設(shè)滑塊下滑到B

13、 位置時(shí)速度大小為vB，根據(jù)動(dòng)能定理，有WG=mvB2；由聯(lián)立解得：vB=v0?；瑝K由B 到 A，由動(dòng)能定理，WG-Wf =mvA2-mvB2；由聯(lián)立解得：vA=vB=v0。答案：v0v08、解讀：邊長(zhǎng)為a的等邊三角形導(dǎo)體框架ABC 面積 S=a2。從 t=0到 t1=T/6時(shí)間內(nèi)，等邊三角形導(dǎo)體框架轉(zhuǎn)過(guò) 60°，磁通量減少3× 1/9 · BS=Ba2. 。產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=Ba2. 。平均電流強(qiáng)度I1=E1/R=Ba2. 。從 t=0到 t2=T/2時(shí)間內(nèi)，等邊三角形導(dǎo)體框架轉(zhuǎn)過(guò)180 °，磁通量減少3× 1/9 · BS

14、=Ba2. 。產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=Ba2. 。平均電流強(qiáng)度I2= E2/R=Ba2. 。答案：Ba2.E1/R=Ba2?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律及其相關(guān)知識(shí)。畫出等邊三角形導(dǎo)體框架經(jīng)過(guò)一定時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)的位置，利用圖中幾何關(guān)系和相關(guān)知識(shí)得出磁通量變化，利用法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律不難得出答案。9、解讀：對(duì)正方向運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，由動(dòng)能定理，W1+Wz1- mgx1=0-mv02，對(duì)倒車運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，由動(dòng)能定理，W2+Wz2- mgx2=0，3 / 6二式相加，有 W1+Wz1- mgx1 +W2+Wz2- mgx2=0-mv02，根據(jù)題述W1+Wz1

15、+W2+Wz2=0，所以： mg(x1 +x2)=mv02，由速度圖象可知：x1=21m， x2=6m，解得： =?！军c(diǎn)評(píng)】此題以車輛在平直路面上作行駛測(cè)試切入，意在考查動(dòng)能定理、速度圖象及其相關(guān)知識(shí)。解答時(shí)要注意摩擦力做功等于摩擦力與路程的乘積。在解答難度與高考相當(dāng)?shù)脑嚲頃r(shí)，正確運(yùn)用物理規(guī)律，規(guī)范解題，認(rèn)真運(yùn)算，顯得特別重要。10、解讀：（ 1）帶電質(zhì)點(diǎn)P 在管道內(nèi)無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，設(shè)電場(chǎng)力做功W=qER，由動(dòng)能定理，W-mgR=-Eko 。解得 W= mgR-Eko。若 mgR> Eko， W>0，電場(chǎng)力做正功， P 所帶電荷是正的。若 mgR< Eko， W<0，電場(chǎng)

16、力做負(fù)功， P 所帶電荷是負(fù)的。(2) 設(shè) P 運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為x ，縱坐標(biāo)為y，由（ x-R ） 2+y2=R2，可得y=。由動(dòng)能定理，(qE-mg) y=Ek- Eko。解得： Ek= Eko+(qE-mg)。（ 3）若 P 所帶電荷是正的，根據(jù)題述P 運(yùn)動(dòng)到 x=R 、 y=R 位置時(shí)，其動(dòng)能減少了二分之一，可知P 所受電場(chǎng)力一定小于重力，設(shè)質(zhì)點(diǎn)P 從開始到運(yùn)動(dòng)到縱坐標(biāo)為y 這個(gè)范圍內(nèi)所受管道的彈力N 徑向朝里，恰好運(yùn)動(dòng)到縱坐標(biāo)為y 時(shí)所受管道的彈力 N 為零，則有，(mg-qE)cos =mv2/R，cos =y/R-(mg-qE)y=mv2- Eko 。聯(lián)立解得：y=代入（ x-R ）

17、 2+y2=R2，可得 x=R-， x=R+。在 x<R-和 x>R+區(qū)域范圍內(nèi)存在N 徑向朝里。在 R-<x<R+區(qū)域范圍內(nèi)存在N徑向朝外。【點(diǎn)評(píng)】此題需要通過(guò)分析，得出定量關(guān)系，討論得出相關(guān)區(qū)域范圍，難度較大。由于題目已知量都為字母，運(yùn)算時(shí)要認(rèn)真細(xì)致，確保正確。11 、解讀： (1)青蛙跳起后落地點(diǎn)在圓盤外。(1.1)青蛙跳起過(guò)程，水平方向動(dòng)量守恒。由動(dòng)量守恒定律，m vx =M u ，vx t+ut>R，4 / 6vy =gt/2，v2= vx2+ vy2。跳起過(guò)程中青蛙做功W =m v2+Mu2。聯(lián)立解得： W >m vx2+.(1.2) W0 =m

18、 vx2+=+由于·=為定值，根據(jù)兩個(gè)正數(shù)積一定，兩數(shù)相等時(shí)，和最小，即=，解得 vx2=?？傻?Wmin =+. 。(2) 設(shè)青蛙起跳速度為 v，青蛙跳起過(guò)程，水平方向動(dòng)量守恒。由動(dòng)量守恒定律，m vcos 45 ° =M u，v cos 45° t=2R ，vsin45 ° =gt/2 ，跳起過(guò)程中青蛙做功W =m v2+Mu2。聯(lián)立解得： W =(1+)mgR。 =W /Wmin =.【點(diǎn)評(píng)】此題以小青蛙在水平圓盤跳躍切入，意在考查動(dòng)量守恒定律、功、運(yùn)動(dòng)的合成和分解及其相關(guān)知識(shí)。此題需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求得功的極小值。12 、解讀：（ 1）要使P 經(jīng)直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)b點(diǎn)，必有： mg=qvB，解得： v=mg/qB。(2) 設(shè)質(zhì)點(diǎn)速度為v+ v，質(zhì)點(diǎn)所受洛倫茲力為q(v+ v)B ，與重力合力為mg+ q(v+ v)B= q vB，所以質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可視為沿ab 連線方向做速度為v 的勻速直線運(yùn)動(dòng)和速度為v 的圓周運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，要使質(zhì)點(diǎn)通過(guò)b 點(diǎn)， t=nT ，T=，l =vt，聯(lián)立解得：l =。（ n=1,2,3,4