清華大學(xué)領(lǐng)軍計劃測試物理學(xué)科試題與答案

1、機密啟用前2017年清華大學(xué)領(lǐng)軍計劃測試物理學(xué)科注意事項:1 .答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號、考點名稱填寫在答題卡上，并在規(guī)定位置粘貼考試 用條形碼.2 .客觀題選出答案后，用2R鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑a如需改動，用模皮擦干凈 后，再選涂其他答案標號,主觀題用黑色暨水的鋼零或簽字筆將答案寫在答題卡相應(yīng)位置上.答 在試卷上的無效.3 .考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回.4、本試即為考生回憶版，有部分映度1、質(zhì)量m的小球從距輕質(zhì)彈簧上端力處自由下落，券簧的彈性系數(shù)為跖 求小球在運動過程中的最大 動能Eig .已知重力加速度為g*2、一衛(wèi)星在距赤道20000聞上空后行，求

2、在赤遒上的人能觀察到此衛(wèi)星的時間間隙.已知地球半徑 /?, = 64001m .3、在粗糙地面上，某時刻用乓球的運動狀態(tài)如圖所示判斷一段時間后乒乓球的可能運動狀況:A、靜止(DB、可能向冊無泄泄劫戶二vC、原地向左淮動(,D、原地向右演動4、跑。點處有一堵2m商的墻，同方向11捌處布一堵3/高的瑞，今將一小球（可看作質(zhì)點）從。點斜拋，正好落在兩墻之間，求斜拋速度可能低。.5、有一半徑為2r的線圈。內(nèi)部磁場分布如圖，磁感應(yīng)強度均為以有一長為4r的金屬桿（橫在中間）， 其電阻為&金屬桿的右半邊線圈電阻為幾左半邊線圈電阻為2KB當兩個磁場磁感應(yīng)強度從3緩慢變 化至0時，求通過右半邊的電荷量以

3、'X xx6、一交警以50加力過度而行，被此乍H用設(shè)備進行掬酬,川波發(fā)出腋率為13E接受頻率為8.21口, 求而率的速度.7圃柱體M,彈黃旌接在”的轉(zhuǎn)動軸上（圓柱體可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動）。年縮彈彼后放手，留柱體純滾動.問囤柱體的運動地否為簡諧振動？如果是，用期為多少7已知彈簧沖性系數(shù)為 m力加速度為小8、楊氏雙縫干涉實臉中，雙縫距光屏加胸，現(xiàn)將光屏靠近雙處，屏上原來3級亮紋處依舊為亮紋，則移動的距離可能為()A. 4.8B.4C. 3.4D, 39、有一輛汽車以恒定功率由靜止開始沿直線行政，一定時間f內(nèi)走過的路程為£,求了與,的幾次方成 正比.10.有一封閉絕熱氣室，有一導(dǎo)熱薄板將

4、其分為左右體積比1:3的兩部分各自充滿同種理想氣體，左側(cè)氣體壓強為3。0，右側(cè)氣體壓強為1口佃.現(xiàn)將薄板抽走，試求平衡以后氣體壓強11、如圖有一電容，由三塊金屬板構(gòu)成，中間填充相對介電常數(shù)為£的介質(zhì)，中間兩塊極板面積為£真空介電常量為與，求此電容的大小十 上2d)12、如圖，用長同為，的細繩懸拄四個小球，頂加依次滿足叫嗎叫。將第一個小球如圖拉起一定角度后科放.試問報后一個小球開始運動時速度為多少13、如圖所示導(dǎo)熱U形管中封有長度為4的水銀柱，當U形管開口向下時，其中空氣柱長度為；當u形管開口向上是，空氣柱長度為,試求人*112017年清華大學(xué)領(lǐng)軍計劃測試物理答案評分說明：h

5、各題均按答案及評分參考評分"2.若考生的非選擇題答案與參考答案不完全相同但言之有理，可酗情評分，但不得超過該題所分配的分數(shù)*小球還沒有與彈簧接觸時做自由落體運動，與彈簧接觸后，開始時重力仍比彈黃的彈力大，即做加 速運動，重力與彈簧彈力相等時為臨界點，之后做減速運動因此小球的動能最大也即速度最大時，a 力與彈簧彈力相等，設(shè)此時彈簧壓縮&>,小球動能為耳，則mg k&h又由能量守恒有2所以所以EtX=用g百+駕-2k|, 2.假設(shè)地球自轉(zhuǎn)方向為如圖順時針方向，衛(wèi)星以五二26400%:為軌道半徑繞地球運動，則赤道上的人 產(chǎn)能觀察到衛(wèi)星的范圍為由/順時針至B （而與地球

6、相切于點P）,因此赤道上的人能觀察到此衛(wèi)星的 時間間隙等于衛(wèi)星相對人尸由/順時針運動至心 即旋轉(zhuǎn)過ZAOB ,現(xiàn)計仃"41取“的價通度神.世中學(xué)力r岫rl地球門H角速殖1%,川對人F的M動用速度為期-嗎，囚此時阿間隙f為= 9.89/12cos-1(A>/K)居 ”3600"A-“產(chǎn)v a243 ABCD注意到用速度方向和平動速度造成的效果貼相反的，所以在從初態(tài)到稔定過程中，以上過程都有可 陵出現(xiàn).以。為原點如圖建立直角坐標系，設(shè)小球拋出的速度大小為v,方向與工軸夾&環(huán)，則小球運動的 坐標與時間關(guān)系為：x-i cos 0.因此小塊的軌進為爐“1+ Ian2 (

7、?)p = jr tan 0 =L *2記由于小球正好落在兩墻之間，當小現(xiàn)運動至工=10陽處.即至堵d時，應(yīng)仃叱2加：/小球運動柜 x=ll中處，即至墻1時.他有y43/w.此外.小理可他公與墻火瓏撞后再落入兩加之間.小瞟此外5磁攬,度小于墻8的速度反向華仔于墻B的速度不變，因而碰撞后的軌跡將內(nèi)碰描未發(fā)生的航跡關(guān)于增3對稱,因此小球運動至父=13m處.即碰揄后運動到堵月時，應(yīng)行jY 2州.因此lOInntf-g x IO1 fl + tan* 0)gx 1 F(l + sn")b一-53x 122(1 + tan3 6)12tan0JLg2 .2-整理即有g(shù)xlO1 (l + tan

8、?研2(l0tantf-2) 2(Utan®_3),廣 gMl2,(I + tat?2(12tan-2)其中，9elo.y即 tan® w(0,+qo) <,令幻"鑒'則/"若審,因此可得*=上普時,"勸0'且為極小 值點，因此-=119.54m1 -j'2»gM】Ol + tan”)2(10tan6>-2)所以v2 之 1 】9.54m20.93陽又。T 色.tan J T+do 時,gxll3 (l + tan3 0)2(11 慷 nd-3)gxl22(14-tan2 g)2(12tan<

9、9-2)因此一沒有上限，即y沒行上限.因此,斜拋速度的可能也為了之 1093 川- j-1 «磁場變化產(chǎn)生渦旋電場，線圈處電場E滿足;所以E 二一 H2 &如圖設(shè)出電流分布，對線圜左半邊和金屬桿列基爾霍夫定律方程*£xx2F-/lx2ff-（Z|-/a）x/?=0t對線圈右半邊和金屬桿列基爾霍夫定律方程:E 乂 冗乂 2尸一 人 乂 2J? + （4 一 4）乂 衣=0,聯(lián)立兩式得,8wf 4jfr21 5R 5R &因此通過右半邊的電荷量g為J,Af =）-=>AB =*d 5及5及。5R設(shè)交警速度為1V前車速度為為，現(xiàn)計算聲波發(fā)出頻率和接受頻率之間

10、的關(guān)系.設(shè)警車發(fā)出聲波的周期為力,接受聲波的周期為&,，= 0時刻警車與前車的距離為d,聲音的速度為c.則聲濃到達前車處的時閏為此時交警和前車相距工+-%）*%,因此聲波發(fā)射后經(jīng)前車返射回游車的時間為,/、d 十（片阿）X 1 + （為一片）乂4_ dC-V3r一十C +Vjc v2c + 4當r*時,9M測次發(fā)出M波,北時普伸泄隼的電陽為d + MfA小 內(nèi)此將q中的換為新【小一 M)xx(f/ + (v2 -Vj)x7；)的肥肉并加上小就得到M波發(fā)射舟匐*泅射同警個的時間為_</ + (rJ-Vl)x7；飛一！ Jf 111TsTC-Vj因此警車接受W波的周期為十M -v,)

11、x尸如三卜一再上萬整理得 0 l+(5»E« + -»L +C +Vj依題意有q Z 8.2因此(仁+%)乂(匕-巧)_ Q (e-v2)x(e + vi)-8.2將 r, = 50kmXh-l, c = 340M-j-1 代入上式求得v2 = 170 Akm a如圖建立坐標軸，以彈簧為原長處為坐標零點，則當圓柱體位于X位置時，受到彈簧彈力作用 萬三-H，并且由于彈簧彈力導(dǎo)致的與地面的滑動趨勢而受到靜摩擦力與，方向設(shè)為才正向，由于圓柱體純滾動有iv = a)R a = J3R ,又圓柱體加速度和角加速度分別為0 =駐“=盤=業(yè) =_或m1 ,陽肥 mR2因此噂二一

12、型，即5=再則回樁體受力為由圓柱體的受力形式知其運動處筒諧振動，周期為楊氏雙縫干涉亮條紋的位置為m =一，左=0,±,12 一d其中，d為雙縫間距,。為雙縫到光屏的距離，2為光的波長.依題意有d (1其中，大為正整數(shù).所以 »3DD 1 t = 4,5,6 , , k所以D = 6c'ff!t4.8cm,4cm»3.4rmf 3cwi *'功率恒定，即尸=F“恒定，尸是奉引力，y是瞬時速度，加速度a = F/«,那么有1 z 入 心爐A2 dt V m積分得T腎3 .所以$與，的士次方從成正比2記系統(tǒng)溫度為T對于初態(tài)左右部分氣體，有11123R匕雄乙1，3匕"小7對于末態(tài)P 4匕 n (鳥+ 啊)RT'， nCyT + n1cFT =(叫+ /)兩個厚度為d的電容器串聯(lián)后與一個