2014年高三物理自主招生仿真模拟训练题01(含解析)

2014年高三物理自主招生仿真模拟训练题01（含解析）

一．(10分)如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B

的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。 (1)求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）

(2)将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。

（ii）当右侧水槽的水温加热至T时，U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为

pBp ⑥ pC 玻璃泡C的气体体积不变，根据查理定理得

pCpC ⑦ T0T 联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得T’=364K ⑧

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二．（15分）从地球上看太阳时，对太阳直径的张角θ=0.53°，取地球表面上纬度为1°的长度l=110km，地球表面处的重力加速度g=10m/s，地球公转的周期T=365天。试仅用以上数据计算地球和太阳密度之比。假设太阳和地球都是质量均匀分布的球体。

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三. （10分）气垫导轨装置是物理学实验的重要仪器，可以用来“研究匀变速直线运动”、“ 验证机械能守恒定律”、“ 探究动能定理”等。

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（1）某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图9所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则滑块的加速度可以表示为a=____________ （用题中所给物理量表示）。

（2）该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可忽略，所以可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为验证机械能守恒定律还需测量的物理量是____________ ，机械能守恒的表达式为____________ （用题中所给物理量和测量的物理量表示）。

（3）该学习小组在控制沙桶的质量m远远小于滑块的质量M的前提下，忽略滑块在气垫导轨上运动时所受的阻力，探究动能定理，若由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离s，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为T1、T2，滑块在通过两个光电门过程中合外力做功为 ，滑块动能变化为 。

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（3）由于沙桶的质量m远远小于滑块的质量M，忽略了运动时所受阻力，滑块运动时的合外力为mg，合外力做功mgs；窄遮光板依次通过两个光电门的速度分别为v1=d/ T1和v2=d/ T2，

d1d12121滑块动能变化为△Ek=M v2-M v1=M-M。

222T22T1

四、（15分）在地面上方某处的真空室里存在着水平方向的匀强电场，以水平向右和竖直向上

为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系．一质量为m、带电荷量为+q的微粒从点P（223l，0）由静止释放后沿直线PQ运动．当微粒到达点Q（0，-l）的瞬间，撤3去电场，同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小Bm3g，该磁场有理想的下边界，其他方向范围无限大．已知重力加速度为g．求： q2l（1）匀强电场的场强E的大小；

（2）撤去电场加上磁场的瞬间，微粒所受合外力的大小和方向；

（3）欲使微粒不从磁场下边界穿出，该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?

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即与重力恰好平衡

对于竖直分速度v2，其所对应的洛伦兹力大小为f2，方向水平向左 此力为微粒所受的合力Ff2qv2Bq2glmq3g3mg ⑥ 2分 2l

五、如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图． 一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高度为b，其内充满电阻率为ρ的水银，由涡轮机产生的压强差p

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使得这个流体具有恒定的流速v0．管道的前后两个侧面上各有长为L的由铜组成的面，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：

a.尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀； b.流体的速度总是与作用在其上的合外力成正比； c.导体的电阻：R=ρd.流体不可压缩．

若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感强度为B（如图）．

l，其中ρ、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积； S

(1)写出加磁场后，两个铜面之间区域的电阻R的表达式。

(2)加磁场后，假设新的稳定速度为v，写出流体所受的磁场力F与v关系式，指出F的方向。

(3)写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用v0、p、L、B、ρ表示）。

(4)为使速度增加到原来的值v0，涡轮机的功率必须增加，写出功率增加量的表达式（用

v0、a、b、L、B和ρ表示）。

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六、（14分）利用如图装置研究均匀规则重滑轮的转动动能。长L、倾角30°的光滑斜面固定

在桌角。质量为2m的小物体A与质量为mB的小物体B用长轻绳绕过半径R的定滑轮连接，A与滑轮之间的绳子与斜面平行。将A从斜面顶端静止释放，测得到达斜面底端时的速度

v，逐渐减小定滑轮质量M，多次测量得2—M 关系表。已知L、g、m、R，不计滑轮转轴

v处摩擦，绳与滑轮不打滑。求：

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1

（1）作出2—M 图。

v

（2）对图像做合理推广，求mB

（3）质量m的滑轮以角速度ω转动时，用m、R、ω表示出动能。

（4）取下B，将绳子缠绕在质量m的滑轮边缘，使A释放后匀加速下滑时能不打滑带动它，

求A的加速度。

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（3）取质量为m的滑轮数据分析，设A滑动到底部时滑轮动能EK 对AB的运动过程分析，根据动能定理(或机械能守恒)有

2mgL10.5mgL(2m0.5m)v2EK0„„„„2分 22EK= mgL/2—5mv2/4

七．（14分）在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图（甲）所示，已知B处电荷的电量为+Q。图（乙）是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像，图中x=L点为图线的最低点，x=-2L处的纵坐标φ=φ0，x=0处的纵坐标φ=

25φ，x=2L处的纵坐标φ=3φ。若在x=-2L的C点由静止释放一个质量为m、

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电量为+q的带电物块（可视为质点），物块随即向右运动。 求： （1）固定在A处的电荷的电量QA ；

（2）为了使小物块能够到达x=2L处，试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数μ所满足的条件；

（3）若小物块与水平面间的动摩擦因数μ=大速度vm； （4）试画出μ取值不同的情况下，物块在AB之间运动大致的速度-时间关系图像。

kqQ，小物块运动到何处时速度最大？并求最3mgL2

七．（14分）解析：

（1）由图（乙）得，x=L点为图线的最低点， 切线斜率为零，

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（4）画出一种可能的得1分

（3分）

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