2020年中科大 少創(chuàng)班物理真題與答案

2020年中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)創(chuàng)新班考試物理試題本卷共7大題，滿分100分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和主要演算步驟。一、一木球的密度為水密度的n倍（n<1)，在游泳池邊高出水面h處將其水平拋出，球落入水中后浮出水面時(shí)剛好到達(dá)池的另一邊。假定泳池長度為L，試確定拋出時(shí)的速度V，忽略水的黏滯阻力和空氣阻力，忽略撞擊水面時(shí)的速度突變。解：球平拋球在水中水平解得二、三個(gè)相同的，質(zhì)量均為m的小滑塊(編號(hào)分別為1，2，3)排成一行，靜止在光滑水平面上，每個(gè)滑塊之間有間距?，F(xiàn)有一質(zhì)量為M（M>m）的大滑塊以速度u從左方沿3個(gè)小滑塊連線的方向射向小滑塊，若大滑塊與小滑塊，小滑塊與小滑塊之間的碰撞都是完全彈性的，試求所有滑塊的最終速度解：M和3碰，是一動(dòng)一靜，彈性正碰M的速度3的速度3和2碰后，3靜，2以V1向右運(yùn)動(dòng)。2和1碰后，2靜，1以V1向右運(yùn)動(dòng)。1最后的速度M和3碰后M的速度則2的最后速度3的速度M和3碰后M的最后速度3的最后速度三、利用如圖所示的裝置可以探究機(jī)械能守恒定律、在滑塊(質(zhì)量M)上安裝寬度為L(較小)的遮光板(遮光板質(zhì)量忽略不計(jì))。把滑塊放在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上，通過跨過定滑輪的繩與鉤碼(質(zhì)量m)相連，連接好光電門與數(shù)字毫秒計(jì)，兩光電門間距離用S表示，如圖所示，數(shù)字毫秒計(jì)能夠記錄下滑塊先后通過兩個(gè)光電門的時(shí)間?t1、?t2。請分析回答下列問題：1、為準(zhǔn)確完成測量和實(shí)驗(yàn)，除上面提到的實(shí)驗(yàn)器材之外，至少還需要哪幾種實(shí)驗(yàn)器材？2、數(shù)字毫秒計(jì)有一個(gè)計(jì)時(shí)方式轉(zhuǎn)換開關(guān)，置于右側(cè)時(shí)，其計(jì)時(shí)功能是：光敏管第一次被遮光時(shí)開始計(jì)時(shí)，第二次被遮光時(shí)停止計(jì)時(shí)；置于左側(cè)時(shí)，其計(jì)時(shí)功能是：光敏管被遮光時(shí)開始計(jì)時(shí)，受到光照時(shí)停止計(jì)時(shí)，在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將計(jì)時(shí)方式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于左側(cè)還是右側(cè)？3、滑塊先后通過兩個(gè)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度V1，V2分別是多少？4、在本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足一個(gè)怎樣的關(guān)系式才算是驗(yàn)證了機(jī)械能守恒？游標(biāo)卡尺、天平、毫米尺。左側(cè)。，。四、電阻R、2R、...、100R依次連成一個(gè)環(huán)，一個(gè)電動(dòng)勢為E的理想電源一端連接到電阻R與100R之間，問，另一端連接到環(huán)的哪個(gè)位置時(shí)，通過電源的電流最小？此時(shí)電流多大？71R和72R之間解：設(shè)另一端連接在nR和（n+1）R之間總電阻要使總電阻最大，應(yīng)有即五、如圖所示，一系統(tǒng)由a狀態(tài)沿abc到達(dá)c狀態(tài)，有334焦耳熱量傳入系統(tǒng)而系統(tǒng)對外做功126焦耳。1、若沿adc過程時(shí)系統(tǒng)對外做功42.0焦耳，問有多少熱量傳入系統(tǒng)？2、當(dāng)系統(tǒng)由c狀態(tài)沿cea返回a狀態(tài)時(shí)，外界對系統(tǒng)做功為84.0焦耳，試問系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞多少？3、若Ud-Ua=40.0焦耳，試求沿ad過程及dc過程各吸收多少熱量250J、放292J、82J、168J解：abc過程adc過程cea過程ad過程adc過程六、水面上結(jié)了一層20cm的冰，人看到在冰面下方60cm處有一條大鰱魚。問魚實(shí)際離冰面有多深？水和冰的折射率分別為nw=1.333，ni=1.308解：魚通過水折射成像，像再通過冰折射成像根據(jù)折射定律視深h2和實(shí)深h1的關(guān)系為則有79.6cmh1=79.6cm七、碳14測年是考古中常用的一種測年法。碳14是放射性核，其半衰期是5730年。自然界中的碳14是由宇宙線粒子(含質(zhì)子，中子等高能粒子)與空氣中的氮14發(fā)生核反應(yīng)生成的（不會(huì)生成除宇宙線粒子外的其他粒子），而后進(jìn)入碳循環(huán)。生物體死亡后，會(huì)立即停止與生物圈的碳交換，其碳14含量開始減少。通過測量樣品中殘留的碳14含量，就可以知道有機(jī)物死亡的時(shí)間。1、寫出氮14與宇宙線粒子反應(yīng)