2012年华约自主招生物理试题解析

1、2012年华约自主招生物理试题 解析一,选择题L带有等量异种电荷的板状电容希不是平行放置的，下为图像中向电场整描 绘正确的是（）答案：C解析：带有等量异种电荷的板状电容器具电场线应该垂直于极板，选项 C正确。【点评】此题以板状电容器切入，意在考查电场线与等势面的关系及其相关知识。2 . 一铜板暴露在波长入=200nm的紫外光中，观测到有电子从铜板表面逸出。当 在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为 E=15V/m的电场时，电子能运动 到距板面的最大距离为10 cm。已知光速c与普朗克常数h的乘积为1.24 X 10-6eVm 则铜板的截止波长约为（）A. 240nmB . 260nm C .

2、 280nm D . 300nm答案：B解析：由动能定理，-eEd=0-Ek。，解得从铜板表面逸出光电子的最大初动能为 Ek0=1.5eVo由爱因斯坦光电效应方程，&=hc/人-W, W=hc/入。联立解得入0=264nm选项B正确。【点评】此题以暴露在紫外光中的铜板切入，意在考查光电效应、动能定理、爱 因斯坦光电效应方程及其相关知识。3 .若实心玻璃管长40cm宽4cm,玻璃的 4。cm折射率为2/43 ,光从管的左端正中心射74 cm入，则光最多可以在管中反射几次A. 5C. 7D .8罟案解析，入射角越大，折射角越大，光在管中反射次数越多-当人射彳接近七时，由折射定律可得折射角厂

3、&0口 心发生第一次反射，光沿玻璃管中心前上距离si= - tanr=0,5 X4 X cm=2 3 cm 5第二次反射，知沿玻璃管，乙前进?巨离 2s产小匕F A4cm=4 6 cs 以后每次反射光沿玻璃华中心前进距离都内473 cm；所以光最多可以在管中反射次数为N= （1_.2出）/5工十1=6次1选项B壬 懈【点评】此题以光在玻璃管中的传播切入，意在考查折射定律、反射定律及其相关知识。4.已知两电源的电动势Ei>E,当外电路电阻为R时，外电路消耗功率正好相等。 当外电路电阻将为R'时，电源为Ei时对应的外电路功率 R,电源为E2时对 应的外电路功率为P2,电源Ei

4、的内阻为ri,电源G的内阻为“。则（）A .ri> r 2,Pi> P2B.ri< r2,Pi< P2C.ri< r 2,Pi> P2D.ri> r2,Pi< P2答案：AC解析：当两个电源分别与阻值为 R的电阻连接时，电源输出功率相等， 22即： 工 R= 工 R, 工=工=|。，由曰>巳，可得ri>2。电源输出 R r1 R r2 R r1 R r2电压U与电路中电流I的关系是U=E-Ir。由于两个电路中电流大小相等，两个 电源的输出电压随电流变化关系图象应为如图所示的两条相交的直线，交点的电流为I。，电压为U0=RI。,从原点。

5、向该交点连线，即为电阻R的伏安特性曲线U=Rb 若将R减小为R',电路中R'的伏安特性曲线为U' =R I ,分别与两个电源的 输出电压随电流变化关系图象交于两个不同的点.与电 源1输出电压随电流变化关系图象的交点处的电 流莉电压值均小于电源2输出电压随电流变化关 系图象的交点处的电流和电压值，根据输出功率 的定义P=UI可知，电源1的输出功率小于电源2的输出功率，即/6之，选项D正确口2 J0【点评】此题以两电路捎耗相等功率切入，意在考查龟功率、电路图象、闭合电 蹈欧姆定律及其相关知识,5 .如图所示，绝热容器的气体被绝热光滑密封活塞分为两部分 A、B,已知初始 状态

6、下A、B两部分体积、压强、温度均相等，A中有一电热丝对A部分气体 加热一段时间，稳定后( )A. A气体压强增加，体积增大，温度不变B. B气体的温度升高，B中分子运动加剧C. B气体的体积减小，压强增大D. A气体的内能变化量等于B气体的内能变化量答案：BC解析：电热丝对A部分气体加热，A气体的温度升高，压强增大，推 动活塞压缩B气体，对B气体做功，B中气体内能增大，温度升高，B中分子运 动加剧，选项A错误B正确；B气体的体积减小，压强增大，选项 C正确；稳定 后，A、B压强相等，由于活塞绝热，A气体温度高于B, A气体的内能变化量大 于B气体的内能变化量，选项 D错误。【点评】此题以绝热容

7、器内的气体切入，意在考查热学相关知识。6 .如图，一简谐横波沿x轴正方向传播，图中实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.286s时刻的波形图。该波的周期 T和波长入可能正确的是( )A. 0.528s , 2mB. 0.528s , 4mC. 0.624s , 2mD. 0.624s , 4m答案，B解析,由GO时刻的披形图可知，xR处质点的初相为犯巧冗处在 邻近点x=Q处质点的初相为巾麴.5=兀；x=O.Sm的距M上相位改变为二兀曲；故波长为=即由0,286%时刻的虚线波形图可知，k=O处质点在t=O,2865时刻的相售'：5（0）=7T乃在t=0.2865时间内其=。处质点相位改

8、变了兀/尸2司期为T=A9t=a528s,选项B正确1>【点评1此题以他借横波沿X轴正方向传播的波动图象切入，菌在考查波U港 插的相关知识，具有一定的难度。7.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输 信号以确定火车的位置，能产生匀强磁场的磁 铁被安装在火车首节车厢下面，如图所示（俯 视图）。当它经过安放在两铁轨间的线圈时， 便会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的*轨3( XXX XXXX线圈磁铁火车电压传感器位置。现一列火车以加速度a驶来，则电压信号关于时间的图像为A.B.C、D?答案：D解析：火车以加速度a驶来，速度逐渐增大，根据法拉第电磁感应定律,

9、 线圈中产生的感应电动势逐渐增大， 电压信号逐渐增大，产生电压信号的时间缩短，所以电压信号关于时间的图像为 Q【点评】此题以铁路上使用确定火车的位置的电磁装置切入，意在考查法拉第电磁感应定律及其相关知识。二.实验题8 .利用光电计时器测量重力加速度的实验装置如图。所给器材有：固定在底座上带有刻度的竖直钢管，钢球吸附器 (固定在钢管顶端，可使钢球在被吸附一段 时间后由静止开始自由下落)，两个光电门(用于测量钢球从第一光电门到第二 光电门所用的时间问隔)，接钢球用的小网。 实验时，将第一光电门固定在靠 近钢球开始下落的位置。测量并求出钢球下落不同路程的平均速度，通过作图得到重力加速度的数值。(1)

10、 写出实验原理；(2) 写出实验步骤，并指明需测量的物理量。解阵(1)片验原理是：包，叼芈+g4t/?0式中，下标i表示第i次实验，乙a是两个光电门 之间的距离.Zlt,是光电计时器读出的时间“ 均 表示通过第一个光电门时的速度，跖表示£时 间内的平均速度。(2)实验步骤:调整第二光电门使其与第一 光电门相距一定的距高,从带有刻度的竖直钢管 上读取两光电门之间的距离/生 释放钢球，记录钢球通过两光电门所用的时间 间隔4%多次重复步骤，获得多组数据Zlh和d计肆各组数据时应的平均速度用画出L 图象.从vzt图中的拟合直线求出其斜率，此斜率的 2倍即为所求重力加速度的 数值。需测量的物理

11、量：每次实验两个光电门之间的距离和对应时间t i。解析：由v=Vo+gA t/2可得vt图象的斜率k=g/2 , g=2k。【点评】此题以利用光电计时器测量重力加速度的实验切入，意在考查平均速度、 匀变速直线运动规律、图象法处理实验数据等。三.论述计算题9 .如图所示，两个光滑的水平导轨间距为 L ,左侧连Xx接有阻值为R的电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂 力口为n*直穿过导轨平面，有一质量为m的导体棒以初速度vo T xx向右运动，设除左边的电阻R外，其它电阻不计。棒向右移动最远的距离为s,问当棒运动到 入s时0<XL,证明此时电阻R上的 热功率：P=B_Lv0解析：取导体棒开始运动时

12、为计时起点，设导体棒向右运动时刻t的速度为& 由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动为感应电流IM/R导体棒受到的安培力；F二BIL,解得.注意到此力为变力，将区间t分为n小段设第i小段时间间隅为.杆在 此段时间的位移为规定向右的方向为正，由动量定理，F十公匕得3又V右心所以有Z*二m匕R即瞬间导体棒动量变化量正比于导体棒位移 在整个过程中，有：2 旦-Lzx=mvR一 Bl即：2 x= m2 AvB2 l 2得至U： x=m( vo - v) o R其中x为导体棒位移，v为导体棒瞬时速度。B2L2当 x=s 时，v=0,有s=mv；Rm j it_lB三箕二 As 呵，v=v（）;mR

13、联立解得：v=MlL此时产生的感应电动势 48£广利以1内,此时电阻R上的热功率；P=E=R= B乙（1小人。证毕中R【点评】止撕以导体棒切割磁感线切入.意在考查电磁感应闭合电牌欧姆定特. 安培力一电功率,动量定理及其相关知识，以速度10 .如图所示，在xoy平面内有磁感应强度为B的匀 强磁场,其中x （0, a）内有磁场方向垂直xoy平 面向里，在x C（a, 8）内有磁场方向垂直xoy平面 向外，在x C （- oo, 0）内无磁场。一个带正电 量为m的粒子（粒子重力不计）在 x=0处， V0沿x轴正方向射入磁场。（1）若V0未知，但粒子做圆运动的轨道半径为 求粒子与x轴的交点坐

14、标。（2）若无（1）中r= 72 a的条件限制，粒子的初速度仍为 V0 （已知），问粒 子回到原点O需要使a为何值？解析：（1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设其轨道半径为 R,其在第 一象限的运动轨迹如图所示。此轨迹由两段圆弧组成，圆心分别在 C和C'处， 轨迹与x轴交点为P。由对称性可知C'在x=2a直线上。设此直线与x轴交点为 D, P点的x坐标为xp=2a+DP过两段圆弧的连接点作平行于 x轴的直线EF,则DF=R-JR2 a2 , C，F= JR2 a2 , C，D=C F-DF, DP= R2C'D 2由此可得P点的x坐标为xP=2a+2,R病代人题给

15、条件得Xp=21+ . ,2 1a(2)若要求带电粒子能够返回原点，由对称性，其运动轨迹如图所示，这时 C'在x轴 上。设/CC O=a ,粒子做圆周运动的轨道r,由几何关系得：心冗而轨道半径/s乎叫EO设粒子入射速度为vo,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得，qvoB=mv2/r ,【点评】此题以带电粒子在相邻方向相反的匀强磁场中运动切入，意在考查带电粒子在磁场中的运动、牛顿第二定律和洛伦兹力公式的应用。距离。(2)问小球是否会落到第5级台阶上？说明理由。解析：(1)设台阶的宽度和高度为a,小球抛出时的水平初速度为V。，第一次与 台阶碰撞前、后的速度的竖直分量(竖直向上为正方向)的大小分别为Vy1和V' yl。 两次与台阶碰撞的时间间隔为to ,则V0=2a/t 0.-2a= v yi t o g t o (2) 2Vy1=4v yi o (3)联立解得：Vyi=Vo = 1.2m/S。设小球从第一次抛出到第一次落到台阶上所用时间为tl,落点与抛出点之间的水平距离和竖直距离分别为xi和yi,则ti = V yi/g ,K1=