北约自主招生物理模拟试题(二)

-1-北约自主招生物理模拟试题（二）姓名一．选择题（每题4分）1．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（）（A）温度和体积（B）体积和压强（C）温度和压强（D）压强和温度2．光电效应的实验结论是：对于某种金属（）（A）无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应（B）无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应（C）超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小（D）超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大3．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则（）（A）a点和b点的电场强度相同（B）正电荷从c点移到d点，电场力做正功（C）负电荷从a点移到c点，电场力做正功（D）正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大4．如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为VA、VB，压强变化量为pA、pB，对液面压力的变化量为FA、FB，则（）（A）水银柱向上移动了一段距离（B）VA＜VB（C）pA＞pB（D）FA＝FB5.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水位上升了45mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3)（）A.0.15PaB.0.54PaC.1.5PaD.5.4Pa二．填空题.（每小题5分）6．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流__________（填变大、变小、不变）。7．图示电路中，R1＝12，R2＝6，滑动变阻器R3上标有“202A”字样，理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档，理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A，该电源的电动势为__________V。dfAaBcbeBAcfaBLFdebSR1AR3R2V-2-三．实验题.（每小题8分）8．利用图（a）实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x，测出对应的l，画出l2-x关系图线，如图（b）所示，并由此得出相应的斜率k。（1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速度v0＝________。（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p0均为已知，利用图（b）中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。（3）考虑实验时棉球与管壁间有摩擦，则（2）中得到的p与实际压强相比偏___（填大、小）。9．光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，＝I出/I入，右图表示与波长之间的关系。当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长A＝625nm，B光由B1＝605nm和B2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比IB1:IB2＝2:3，由图可知A＝__________；A光强度与B光强度之比IA:IB＝__________。四．计算题.10．（13分）如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：（1）稳定后右管内的气体压强p；（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）l2（b）OxABxh（a）lC0.90.80.70.60.50.40.30.20.15.86.06.26.46.66.87.0/102nmBA-3-12．（14分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3，r＝0.2，s＝1m）（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；（2）求磁感应强度B的大小；（3）若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－B2l2m（R＋r）x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。McfRBFlNdse-4-13.（14分）过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径12.0mR、21.4mR。一个质量为1.0mkg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以012.0m/sv的初速度沿轨道向右运动，A、B间距16.0Lm。小球与水平轨道间的动摩擦因数0.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取210m/sg，计算结果保留小数点后一位数字。试求（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径3R应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离。-5-北约自主招生物理模拟试题（二）参考答案一．选择题：1、A2、AD3、CD4、AC5、A二．填空题：6、收缩，变小，7、0.15，7.5，三．实验题：8、（1）lg2h，（2）p0＋kmg4Sh，（3）偏小9、0.35，27/35，四、计算题：10、（1）插入水银槽后右管内气体：p0l0＝p（l0－h/2），p＝78cmHg，（2）插入水银槽后左管压强：p’＝p＋gh＝80cmHg，左管内外水银面高度差h1＝p’－p0g＝4cm，中、左管内气体p0l＝p’l’，l’＝38cm，左管插入水银槽深度h＝l＋h/2－l’＋h1＝7cm，12、（1）金属棒做匀加速运动，R两端电压UIv，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大，加速度为恒量，（2）F－B2l2vR＋r＝ma，以F＝0.5v＋0.4代入得（0.5－B2l2R＋r）v＋0.4＝a，a与v无关，所以a＝0.4m/s2，（0.5－B2l2R＋r）＝0，得B＝0.5T，（3）x1＝12at2，v0＝B2l2m（R＋r）x2＝at，x1＋x2＝s，所以12at2＋m（R＋r）B2l2at＝s，得：0.2t2＋0.8t－1＝0，t＝1s，（4）可能图线如下：13、（1）设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理20211121212mvmvmgRmgL-①小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律121RvmmgF②由①②得10.0NF③（2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2，由题意222Rvmmg④v/ms－1v/ms－1v/ms－1v/ms－10.90.40.40.40.400.20.51x/m00.51x/m00.51x/m00.51x/m-6-2022121212mvmvmgRLLmg2⑤由④⑤得m12.5L⑥（3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：I．轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足33Rvmmg2⑦2023121212mvmvmgRL2Lmg3⑧由⑥⑦⑧得m.R340II．轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R3，根据动能定理201212mv0mgRL2Lmg3解得m1.03R为了保证圆轨道不重叠，R3最大值应满足2232232-RRLRR解得R3=27.9m综合I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件m4.03R0或m27.9m1.03R当m4.03R0时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为L′，则20210mvLmg-m36.0L当m27.9m1.03R时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为L〞，则m026.221LLLLL