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2014年北约自主招生物理模拟试题及参考答案(三)


物理模拟试题三 一、不定项选择题(每题中至少有一项符合要求。完全选对得 5 分,部分选对得 3 分,不选或错选得零分。共计 8 ×5 分=40 分) 1、关于温度和热量的相互关系,下列说法不正确的是: A.物体放出了热量,温度一定降低 B.物体温度升高,不一定吸收热量 C.物体温度不变,有可能吸收了热量 D.质量相同的两个物体,温度升高多的物体吸收热量不一定多 2、下列说法正确的

是: A.物体内能增加,不一定吸收了热量 B.温度低的物体,内能一定小 C.物体速度越大,内能不一定越大 D.分子间同时存在引力和斥力,且斥力随分子间距离的增大而减小,引力随分子间距离的增大而增大 3、下列说法正确的是: A.用一竖直向上的力去提放在水平地面上的箱子但未提动,说明此力一定小于箱子的重力 B.汽车刹车向前运动的过程中,汽车受到的合力方向是向后的 C.放在水平传送带上的行李,当行李随传送带一起匀速运动时,行李受重力、支持力和向前的推力三个力的作用 D.用一斜向下方的推力推水平地面上的物体,当物体向前匀速运动时,对地面的压力大于物体的重力 4、下列光现象:①静湖映明月;②池清疑水浅;③日食和月食;④近视眼的矫正;⑤星星闪烁;⑥用针孔照相机 摄影。其中属于光的折射形成的是: A.②⑤⑥ B.①③⑥ C.②④⑤ D.②④⑥ 5、三个实心正方体 A、B、C 对水平地面的压力相同,它们的质量随体积变化的关系图线如图 所示,则这三个正方体的密度 ρ A、ρ B、ρ C 和对水平地面的压强 PA、PB、PC 的大小关系为: A.ρ A >ρ B >ρ C B.ρ A<ρ B<ρ C C.PA<PB<PC D.PA>PB>PC 6、如图所示,电流表 A1 的示数为 1A,A2 的示数为 3A,A3 的示数为 8A,则 R1、R2、R3 的电阻值之比 和功率之比为: A. R1 : R2 : R3 = 10 : 5 : 2 B. R1 : R2 : R3 = 5 : 2 : 1 C. P1 : P2 : P3 = 1 : 2 : 5 D. P1 : P2 : P3 = 1 : 4 : 25 7、在如图所示的电路中,电源电压 U 保持不变,当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端 滑向 b 端的过程中,下列说法正确的是: A.电压表 V1 示数不变,电压表 V2 示数变小,R2 的电功率一直变大 B.电压表 V1 示数变大,电压表 V2 示数变大,单位时间内通过 R1 的电流做功变大 C.电压表 V1 示数不变,电压表 V2 示数变小,单位时间内通过 R1 的电流产生的热量变小 D.整个电路的电功率变小,R2 的电功率可能一直变大 8、如图所示的四个电路中,已知电源电压值,但 R 及 Rx 的阻值均未知。则能够根据已知条件和电表示数求出电阻 Rx 的电功率的是:

二、填空题(共计 24 分) 9、 (4 分)甲、乙两列火车,车长分别为 L1 和 L2,在相邻的两条平直轨道上,甲车以速度 v1 向东匀速行驶,乙车从 对面以速度 v2 向西匀速行驶,则乙车从与甲车相遇到离开甲车的时间为_____________。 10、 (4 分)小王在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计。 将它放在水中,液面到木杆下端的距离为 17.4cm,再把它放在某种未知液体中,液面到木杆下端的距离为 14.5cm。 3 如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,则小王测得的未知液体的密度是_______㎏/m 。 11、 (4 分)有 n 只完全相同的小灯泡,若将它们并联后与滑动变阻器 R1 串联接入电路,如图甲所示;若将它们串 联后与滑动变阻器 R2 串联接入电路,如图乙所示。设电路两端的电压均为 U,分别调节 R1、R2,使所有的灯泡都正
1

常发光,那么电路甲(含 R1)和电路乙(含 R2)所消耗的总功率之比为 ﹙第二空填“>” 、 “=”或“<”﹚

;R1 消耗的功率和 R2 消耗的功率之比

n.





12、 (12 分)如图所示是明明同学“测额定电压为 U 的小灯泡的额定功率”的电路图。实验时,发现电流表已损环, 但手边还有一只电压表 (量程小于 U) 和电阻箱(电路图符号为 )可利用,请你帮助明明利用这

些元件设计一个测定小灯泡额定功率的方案,并完成实验操作步骤。 (1)重新设计并画出电路图; (画在答题卷上的虚线方框内,要求规范美观。 ) (2)按新设计的电路图连接好电路后,将滑动变阻器的滑片 P 移到______最大处, 再闭合 压表 ,然后调节滑动变阻器的滑片 P 和 的示数为 U; 的示数 U0 和电阻箱连入电路中的阻值 R0; 。 连入电路中的阻值,使电

(3)记下此时电压表

(4)根据所测数据,写出计算小灯泡额定功率的表达式:P=

三、计算题(解答过程中必须写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值 计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13、 (12 分)下表为某家用电热水器的技术参数表: 型号 DJW40N DJW50N DJW60N 额定电压/V 220 220 220 水箱容积/L 40 50 60 频率/Hz 50 50 50 三个挡位的额定功率/KW 0.5/1.0/2.2 0.5/1.0/2.2 0.5/1.0/2.2

如图所示是它的电路原理图,设 R1、R2、R3 电阻值不受温度影响,S 为挡位开关,使用时接入家庭照明电路中。 (1)在电路原理图中的 S 接哪一挡( “1” 、 “2”或“3” )时为高温挡? (2)根据表中所给的数据计算出电路中 R3 的电阻值。 (3)求出表中后两种型号的电热水器,分别均在高温挡且通电相同时间后,两水箱中水的温度升 高之比(不计热耗损,水箱中装满水且水未沸腾) 。

2

14、 (10 分)求基态氢原子中的电子在其轨道中心产生的磁感应强度.(电子质量 me=9.11×10 千克,普朗克常量 h=6.63×10 ,氢原子基态轨道半径 r=0.53×10 )
-34 -10

-31

3

15、 (16 分)如图 1 所示,真空室中电极 K 发出的电子(初速不计)经过 U0=1000 伏的加速电场后,由小孔 S 沿两 水平金属板 A、B 间的中心线射入。A、B 板长 l=0.20 米,相距 d=0.020 米,加在 A、B 两板间电压 u 随时间 t 变 化的 u-t 图线如图 2 所示。设 A、B 间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场。在每个电子通过电场区域的极短 时间内,电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒,筒在左侧边缘与极板右端距离 b=0.15 米,筒绕其竖直轴匀 速转动,周期 T=0.20 秒,筒的周长 s=0.20 米,筒能接收到通过 A、B 板的全部电子。 (1)以 t=0 时(见图 2,此时 u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为 xy 坐标系的原点,并取 y 轴竖直向上。 试计算电子打到记录纸上的最高点的 y 坐标和 x 坐标。(不计重力作用) (2)在给出的坐标纸(图 3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。

4

参考答案及评分标准 3
一、不定项选择题(每小题 3 分,全部选对得 3 分,部分选对得 1 分,选错或不选得零分。共计 24 分) 1、A 2、AC 3、BD 4、C 5、AD 6、AC 7、CD 8、B

二、填空题(共计 24 分) 9、

L1 ? L2 (4 分) v1 ? v2

10、1200 (4 分) 11、n : 1(2 分)

>(2 分)12、

(1)电路图如图所示(4 分) (2)阻值(或电阻) (2 分) (4)UU0/R0(2 分) 三、计算题 开关(或电键) (2 分) 电阻箱(2 分)

13、解: (1)接“1” 为高温挡。……………………… (2 分) (2)接“1”挡时热水器的功率为 2.2KW,则 R1=U2/P1=2202/2200(欧)=22 欧………… 接“2”挡时热水器的功率为 1.0KW,则 R1+R2= U2/P2=2202/1000(欧)=48.4 欧…… (2 分) 接“3”挡时热水器的功率为 0.5KW,则 R1+R2+R3= U2/P3=2202/500(欧)=96.8 欧 所以 R3=48.4 欧…………………………… (2 分) (3)由题意有 Pt=Cm△t……………………………(2 分) 而 m=ρV…………………………………… (1 分) 所以△t=Pt/CρV 故△t1:△t2=V2:V1=6:5…………………… (1 分) 14、按经典模型,电子围绕核运动的轨道半径 a =0.53×10-10 米.核和电子电荷量的绝对值均为 e =1.6×10-19 库仑,电子
质量 me=9.11×10 千克,1/4??0 = 8.99×10 牛顿·米/库仑 2, m0 /4? =10 牛顿/安培 .
-31 9 -7 2

(2 分)

电子受到的库仑力

(牛顿)

是一个向心力 由此解出电子运动速度

(米/秒)

5

比光速 c 低两个数量级,于是得到它在轨道中心(核所在处)产生的磁感应强度近似值

(特斯拉)

15、解:(1)计算电子打到记录纸上的最高点的坐标设 v0 为电子沿 A、B 板的中心线射入电场时的初速度, 则 ① 电子在中心线方向的运动为匀速运动, 设电子穿过 A、 B 板的时间为 t0,

则 l=v0t0



电子在垂直 A、B 板方向的运动为匀加速直线运动。对于恰能穿过 A、B 板的电子,在它通过时加在两板间的电压 uc 应满足 ③ 联立①、②、③式解得 2 2 u0=(2d )/(1 )U0=20 伏 此电子从 A、B 板射出时沿 y 方向的分速度为 vy =(eu0)/(md)t0 ④ 此后,此电子作匀速直线运动,它打在记录纸上的点最高,设纵坐标为 y,由图(1)可得 (y-d/2)/b=vy/v0 ⑤ 由以上各式解得 y=bd/l+d/2=2.5 厘米 ⑥ 从题给的 u-t 图线可知,加于两板电压 u 的周期 T0=0.10 秒,u 的最大值 um=100 伏,因为 uc<um,在一个周期 T0 内,只有开始的一段时间间隔△t 内有电子通过 A、B 板 △t=(uc)/(um)T0 ⑦ 因为电子打在记录纸上的最高点不止一个,根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定,第一个最高点的 x 坐标为 x1=(△t)T/s=2 厘米 ⑧ 第二个最高点的 x 坐标为 x2=(△t+T0)/s=12 厘米 ⑨ 第三个最高点的 x 坐标为 x3=[(△t+2T0)/T]s=22 厘米 由于记录筒的周长为 20 厘米, 所以第三个最高点已与第一个最高点重合, 即电子打到记录纸上的最高点只有 两个,它们的 x 坐标分别由⑧和⑨表示 (2)电子打到记录纸上所形成的图线,如图(2)所示。

6


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