2014年五一高中自主招生集訓(xùn)班后端習(xí)題2物理答案

2014 年 五一高中自主招生集訓(xùn)班 后端習(xí)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(dāng)。 其中理科班型使用數(shù)學(xué)物理部分，文科班型使用數(shù)學(xué)語文部分。 本習(xí)題用于學(xué)生對水平進(jìn)行自我評估，如有學(xué)員希望單獨(dú)得到金牌助教們的閱卷及分析，請通過郵箱與我們?nèi)〉寐?lián)系。方式 1：將自測結(jié)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(dú)以 excel 或 word 形式發(fā)送。我們會在收到答案的兩周內(nèi)進(jìn)行評閱并進(jìn)行個(gè)性化分析。 模擬試題 將于 2014 年 5 月 20 日 12:00 發(fā)布。 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程后端 習(xí)題答 案 （ 2014 年 五一 集中培訓(xùn)課程使用） QBXT/JY/HDXTDA2014/5-2-11A 2014-5-20 發(fā)布 清北學(xué)堂教學(xué)研究部 清北學(xué)堂學(xué)科郵箱 自主招生郵箱 數(shù)學(xué)競賽郵箱 物理競賽郵箱 化學(xué)競賽郵箱 生物競賽郵箱 理科精英郵箱 清北學(xué)堂官方博客 /tsba 清北學(xué)堂微信訂閱號 學(xué)習(xí)資料最新資訊 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程后端鞏固 北京清北學(xué)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(xùn)班后端習(xí)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(zhì)量為 M 的物塊 a，左端與一個(gè)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(zhì)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(yùn)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(yùn)動，可將二者看做一個(gè)整體 設(shè)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(shí) 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(yùn)動，故0f kLm m M 得0(M m)fL mk，選 B 2、如圖， 在 xOy 平面內(nèi)有一列沿 x 軸傳播的簡諧橫波，頻率為2.5Hz在 t=0 時(shí)， P 點(diǎn)位于平衡位置，且速度方向向下， Q 點(diǎn)位于平衡位置下方的最大位移處 則在 t=0.35s 時(shí)， PQ 兩質(zhì)點(diǎn)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(shí)刻 PQ 的波動圖像得波沿 x 正方向傳播 經(jīng)過 0.35s 即 7/8 個(gè)周期時(shí)，波形與8t T/ 時(shí)波形相同 由圖易知 ，此時(shí) PQ 兩點(diǎn)位移大小相等，方向相反 ；相應(yīng)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(gè)質(zhì)量 電量都相同的小球 A 和 B，兩線上端固定于 O 點(diǎn)， B 球固定在 O 點(diǎn)正下方 當(dāng) A 球靜止時(shí)，兩懸線夾角為 能保持夾角 不變的方法是 （ ） A. 同時(shí)使兩懸線長度減半 B. 同時(shí)使 A 球的質(zhì)量和電量都減半 C. 同時(shí)使兩球的質(zhì)量和電量都減半 D. 同時(shí)使兩懸線長度和兩球的電量都減半 a ba 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程后端鞏固 北京清北學(xué)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(jìn)行受力分析 如 圖 所示 ， A 球受到 3 個(gè)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(xiàng) A 為 2l l/ ， 等式不成立 ， 因此不正確 ；選項(xiàng)B 為 1 1 1 122q q / ,m m /， 則 等 式 成 立 ， 選 B； 選項(xiàng) 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(xiàng) 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(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是 ( ) A. 1g 0 水的內(nèi)能比 1g 0 冰的內(nèi)能大 B. 電流通過電阻后電阻發(fā)熱 ， 它的內(nèi)能增加是通過 “熱傳遞 ”方式實(shí)現(xiàn)的 C. 氣體膨脹 ， 它的內(nèi)能一定減少 D. 橡皮筋被拉伸時(shí) ， 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(nèi)能變化未知 橡皮筋被拉伸時(shí)克服引力做功，分子勢能增加，選 AD 5、如圖所示， 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭 P 向右移動時(shí) .三個(gè)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(diǎn)以及部分電路歐姆定律作出 相應(yīng)的判斷 當(dāng) P 向右移動時(shí) ， 滑動變阻器的電阻減小 ， 則總電阻減小 ， 總電流增大 ， 內(nèi)電壓增大 ，路端電壓減小 ， 所以 L3 變亮 ；因?yàn)?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(xiàng)應(yīng)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(shí)杯內(nèi)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(xué)堂集中培訓(xùn)課程后端鞏固 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 4 頁 【清北解析】 設(shè)木塊沉到杯底時(shí)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(guān)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(xì)直棒長為 2l，質(zhì)量不計(jì)，其一端 O 用光滑鉸鏈與固定轉(zhuǎn)軸連接，在細(xì)棒的中點(diǎn)固定一個(gè)質(zhì)量為 4m 的小球 A，在細(xì)棒的另一端固定一個(gè)質(zhì)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(nèi)作無摩擦的轉(zhuǎn)動，則該系統(tǒng)在由水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中 （ ） A. 系統(tǒng)的機(jī)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(shè)棒轉(zhuǎn)過 90時(shí) B 所在平面為零勢能面 系統(tǒng)從水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中 ， 由機(jī)械能守恒得 2211m 4 m242 22 2BB vvmg l l mg l () 解得 2 6gBvl ， 單獨(dú) 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(shí)往往先看到一個(gè)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(jìn)行分析 【清北解析】 煙花爆發(fā)后 ,向四面八方各個(gè)方向的速度大小可以認(rèn)為是相等的 ， 同時(shí)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(shí)間內(nèi)下落距離很小 ，背景又暗 )， 煙火向各個(gè)方向勻速運(yùn)動 ， 所以在短時(shí)間內(nèi)看到一個(gè)光球迅速 “膨脹 ”， 一段時(shí)間后回到地面參考系中看必然又會慢慢散落下來 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程后端鞏固 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 5 頁 9、（ 11 分） 在升降機(jī)的天花板上固定一擺長為 l 的單擺，當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí)，讓擺球從 0 角度處擺下，試分析 (1)當(dāng)擺球擺到最高點(diǎn)時(shí) ,升降機(jī)以加速度 g 下落 ,擺球相對于升降機(jī)作何運(yùn)動 ? (2)當(dāng)擺球擺動到最低點(diǎn)時(shí) ,升降機(jī)以加速度 g 下落 ,擺球相對于升降機(jī)作何運(yùn)動 ? (3)若升降機(jī)以加速度 g 加速上升，則擺球相對于升降機(jī)作何運(yùn)動 ? 【清北解析】 (1)擺球靜止不動 (2)擺球?qū)⒆鲃蛩賵A周運(yùn)動，碰到天花板后反彈再做勻速圓周運(yùn)動，以后重復(fù) (3)等效重力加速度為 2g，故擺球做周期 2 2lT g 的簡諧運(yùn)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(jīng)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(gè)電荷量為 Q 的點(diǎn)電荷，在其正下方 h 處有一個(gè)原子在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場（場強(qiáng)為 E ）作用下，原子的負(fù)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)電荷之間產(chǎn)生作用力 F 在一定條件下，原子會被點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(dǎo)點(diǎn)電荷對電偶極子的電場力是此題的關(guān)鍵。 （ 1） F 為吸引力 理由：當(dāng)原子極化時(shí)，與 Q 異性的電荷移向 Q ，而與 Q 同性的電荷被排斥而遠(yuǎn)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(shè)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(xué)堂集中培訓(xùn)課程后端鞏固 北京清北學(xué)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(fù)號表示吸引力 實(shí)驗(yàn)顯示， pE ，而電荷 Q 在離它 h 處的原子所在地產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)的一個(gè)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(zhì)量分別為 1m 和 2m ， 用輕細(xì)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(diǎn) C? (2) 1m 下滑到 C 點(diǎn)時(shí)速度為多大 ? 【清北解析】 小物體 1m 沿軌道下滑時(shí) ， 2m 將豎直向上運(yùn)動 ， 由于 1m 做圓周運(yùn)動 ， 2m 做直線運(yùn)動 ， 因此 1m 與 2m 的速度大小不同 在 1m 通