2014年华约物理试题分析.pdf

北京华夏天天教育科技有限公司 1/9 20142014 年“华约”高水平大学自主选拔学业能力测试年“华约”高水平大学自主选拔学业能力测试 物理试卷分析报告物理试卷分析报告 2014 年华约物理试题的题型结构分数分配与 2013 年一致，难度相当，无偏题怪题，只在高考物理范围以内深挖概念的理解能力，考核全面，贴近高考，对于没有竞赛准备的同学做到了公平。2014 年的华约试题对于选修部分的要求非常合适，比如透镜的题目作为2013 年同类很难题目的道歉题，更加说明华约在物理考题上成熟而全面，注重了基础知识概念之上的分析总结能力。每一道题目都应该成为高三备战高考的复习课讲解内容，这一点和北约考生不熟悉竞赛难得高分有着本质的区别。1如图所示的传送带装置，与水平面的夹角为，且3tan4。传送带的速度为 v4 m/s，摩擦系数为54，将一个质量 m4 kg 的小物块轻轻的放置在装置的底部，已知传送带装置的底部到顶部之间的距离 L20 m。（本题重力加速度 g10 m/s2）（1）求物块从传送带底部运动到顶部的时间 t；（2）求此过程中传送带对物块所做的功。【解答】【解答】（1）如图做受力分析。垂直斜面方向受力平衡：4cos5Nmgmg 北京华夏天天教育科技有限公司 2/9 则摩擦力 f1为：15 44 5fNmgmg 平行斜面方向做匀加速运动 132sin55mafmgmgmgmg 则224 m/s5ag，且方向沿传送带向上 运动到物块速度与传送带速度相同时经过的时间为：11 svta 运动的距离为：2112 m2sat 剩下的距离为2118 msLs，之后物块与传送带一起作匀速运动，则224.5 sstv 故 tt1t25.5 s（2）解法一：由第一问可知，在物块加速过程中摩擦力为140 Nfmg 此时摩擦力对物块做功211 1 1180 J2Wf at 匀速过程中摩擦力满足：23sin24 N5fmgmg 则传送带做功22 2432 JWf s 则总做功12512 JWWW（注：若是求传送带做功，则需考虑内能的变化，此时11 1 1160 JWf vt，W2不变，总功为12592 JWWW）解法二：用功能原理，传送带对物块所做的功为物块获得的机械能（动能与重力势能）则：21sin512 J2WmvmgL【点评点评】属于运动参照系中属于运动参照系中的的惯性系问题。天学网校强手营物理课程详细讲了惯性系加速惯性系问题。天学网校强手营物理课程详细讲了惯性系加速和牵连加速度的问题，冲刺课讲述了惯性系问题，课程明确非惯性系不考。功的问题，强和牵连加速度的问题，冲刺课讲述了惯性系问题，课程明确非惯性系不考。功的问题，强手营物理课程详细讲到了一对作用力与反作用力做功不同的问题，冲刺课手营物理课程详细讲到了一对作用力与反作用力做功不同的问题，冲刺课讲到了功与力及讲到了功与力及位移的关系。位移的关系。【难度难度】中 2已知地球的半径为 R，地球附近的重力加速度为 g。一天的时间为 T。已知在万有引力作 北京华夏天天教育科技有限公司 3/9 用下的势能公式为PGMmEr，其中 M 为地球的质量，r 为卫星到地心的距离。（1）求同步卫星环绕地球的飞行速度 v；（2）求从地球表面发射同步轨道卫星时的速度 v0至少为多少。【解答】（1）在地面上，有（黄金代换）：22GMmmgGMgRR 对于同步卫星：2222332222()44GMmGMTgR TmrrTr 则2223322224gR TgRvrrTTT（2）由机械能守恒：2201122GMmGMmmvmvRr 22022GMGMvvRr 2222022gRgRvvRr 由上一问代入 v 和 r 的表达式得到：2242223302224422g RvgRgRTgR T 23422222333302322288222242222g RRRRvgRgRgRgRgRgTgR TgTgT 则有：2233022222(1)22RRvgRgRgRgTgT 注意：注意：0v是发射时相对于地心的平动参考系的速度。在地球上发射时，可以借助于地球自转的速度。地球自转的速度为2RuT 则最小的发射速度为2300222(1)2RRvvugRgTT 北京华夏天天教育科技有限公司 4/9 【点评点评】卫星专题与速度分解合成问题，天学网校强手营物理课程与冲刺课都讲到。强手卫星专题与速度分解合成问题，天学网校强手营物理课程与冲刺课都讲到。强手营物理课细致讲到地球自转问题，单独讲了卫星专题，不简单混在圆周运动中。本题营物理课细致讲到地球自转问题，单独讲了卫星专题，不简单混在圆周运动中。本题给了给了势能公式，难度有所下降。势能公式，难度有所下降。【难度难度】中上 3在如图所示的电路中，有四个电磁继电器。相关参数标注在图上（图片来自网络）。（1）闭合开关后有何现象；（2）改变滑动变阻器的阻值（总阻值为 1 欧姆），闭合开关后的现象与（1）有何不同。【解答】（1）闭合开关后，四个继电器会从左往右依次闭合，三个灯泡从左往右依次亮。到最后一个继电器闭合后，电源被短路（由于此时的滑动变阻器电阻为零），则四个继电器从左往右又会依次打开，三个灯泡从左往右依次熄灭。直到最后一个继电器打开，电源又接入电路。四个继电器又将依次闭合，三个灯泡又将依次亮起。依此一直循环下去。（2）只考虑第一个电磁继电器与滑动变阻器、电源所组成的电路，则其实为继电器与变阻器并联，继而与电池相连的电路。设 R1为第一个继电器的线圈电阻，R2为滑动变阻器的电阻，r 为电源的内阻，为电源电动势，I 为整体电流，I1为通过电磁继电器电流，则稳定时：1212()R RI rERR 2112RIIRR 消去，有：北京华夏天天教育科技有限公司 5/9 222112122221.53()11(1)42ERRRIR Rr RRRRR 当 I10.1 A 时，21 0.077 13R 即当滑动变阻器的电阻小于 0.077 时，现象与第一问一样。当滑动变阻器的电阻大于 0.077 时，无论第四个继电器是否闭合，第一个继电器始终达到吸附电流，I10.1 A，则不会断开，因此当四个继电器都闭合之后，电路将保持这样的状态，三个灯泡全部亮起，不会像第一问一样循环闪烁。【点评点评】初中范围的问题，如同光学，细致分析容易做出。同学如能省掉复杂电路基尔霍初中范围的问题，如同光学，细致分析容易做出。同学如能省掉复杂电路基尔霍夫方程组的精力，投入到复杂拓扑电阻电路，就可。难度不大，需要细致。强手营物理课夫方程组的精力，投入到复杂拓扑电阻电路，就可。难度不大，需要细致。强手营物理课和冲刺课中都有提醒。和冲刺课中都有提醒。【难度难度】中 4在磁场中，一静核衰变成为 a，b 两核，开始分别做圆周运动。已知 a 和 b 两核圆周运动的半径和周期之比分别为 RaRb451，TaTb90117。此裂变反应质量亏损为。（1）求 a 和 b 两核的电荷数之比/abqq；（2）求 a 和 b 两核的质量数之比/abmm；（3）求静核的质量数和电荷数；（4）求 a 核的动能 Eka。【解答】（1）由mvRBq，及动量守恒a ab bm vm v，可得 RaRbqaqb，故 qaqb145（2）由2mTBq，有aabbbaTmqTmq，有190245 117117aaabbbmq Tmq T（3）由电荷与质量之比，可设0()119abmmm，0()46abqqq，其中0m，0q为定值，单位分别为一个原子质量单位和一个单位正电荷，可推测02m，02q，此时静核为23892U，则此衰变为23892U的衰变。北京华夏天天教育科技有限公司 6/9 （4）动能满足：22k122aaaaapEm vm，同样2k2bbbpEm，其中ap，bp为两核动量。由动量守恒知：abpp，于是有kk1172abbaEmEm 则2kkabmcEE，2k117119aEmc【点评点评】带电粒子在磁场中的轨迹，强手营课程和冲刺课程都作为重点论述。强手营课程带电粒子在磁场中的轨迹，强手营课程和冲刺课程都作为重点论述。强手营课程详细讲解了电量、质量、周期的问题。课程中都明确磁场应该与速度方向垂直。那种非要详细讲解了电量、质量、周期的问题。课程中都明确磁场应该与速度方向垂直。那种非要理解叉乘和达到磁场与入射速度不垂直的竞赛难度水平，有点浪费精力。理解叉乘和达到磁场与入射速度不垂直的竞赛难度水平，有点浪费精力。【难度难度】中上 5假设房间向环境传递热量的速率正比于房间和环境之间的温度差，暖气片向房间传递热量的速度也正比于暖气片与房间之间的温度差。暖气片温度恒为0，当环境温度为5 时，房间温度保持在 22。当环境温度为15 时，房间温度保持为 16.5。（1）求暖气片的温度0；（2）给房子加一层保温材料，使得温差一定时房间散热的速率下降 20%，求环境温度为15 时房间的温度。【解答】（1）设两次房间温度分别为122，T116.5，环境温度分别为25，215；设暖气片向房间的散热系数为1，房间向环境的散热系数为2，当房间温度平衡时暖气片向房间的散热速率与房间向环境的散热速率相同，则有：101212101212()()(5.1)()()(5.2)k TTk TTk TTk TT 两式相比可得：01120112TTTTTTTT 整理，得：2 121012125 16.5(15)22 16.5(15)(22(5)()T TT TTTTTT 55 （2）设此时房间的温度为1T 北京华夏天天教育科技有限公司 7/9 则101212()(1 20%)()(5.3)k TTk TT 由（5.1）式可知，11220122(5)9552211kTTkTT 则由（5.3）得1 0221120.89 550.8 11(15)0.890.8 11kTk TTkk 20.4 【点评点评】定义新运算的题目，定义新运算的题目，题目给出了导热速度正比于温差，求解一个实际的供暖效果题目给出了导热速度正比于温差，求解一个实际的供暖效果问题，利用单位时间吸热速度等于放热速度列出方程。问题，利用单位时间吸热速度等于放热速度列出方程。强手营课程详细讲述了几个例题，强手营课程详细讲述了几个例题，并且讲述了这类题目的规律。冲刺课举了一个例子，并且在讨论部分强化。并且讲述了这类题目的规律。冲刺课举了一个例子，并且在讨论部分强化。【难度难度】中上 6 蜡烛与光屏的间距为 1.8 m。从蜡烛处开始移动透镜，第一次在光屏上出现清晰的像之后，又向前移动了 0.72 m 时，再一次出现了清晰的像。求透镜的焦距 f。【解答】令光源蜡烛与光屏间距为 L，两次成像时，物距（光源与透镜距离）分别为 u1、u2，像距分别为 v1、v2，两次透镜间距为 d，则由成像公式：11111(6.1)uvf 由对称性（或光路可逆性），交换蜡烛与光屏位置，则成像时透镜在同样位置，故：u1v2，u2v1 可得：112111(6.2)(6.3)uvLuudvu 由（6.2）（6.3）相加相减，消去 u1，v1，代入（6.1），整理可得：221 111220.378 m422Ld Ldu vLdfLdLduvL（注注：此方法在实验上称为位移法测透镜焦距，也叫二次成像法）【点评点评】简单的凸透镜成像公式。去年过难题的还礼题。强手营课程和冲刺课简单的凸透镜成像公式。去年过难题的还礼题。强手营课程和冲刺课都强调了今都强调了今年绝对不会如同去年的难度。强手营课程细讲了公式，冲刺课又提到了公式。年绝对不会如同去年的难度。强手营课程细讲了公式，冲刺课又提到了公式。【难度难度】中中 北京华夏天天教育科技有限公司 8/9 7在 x 轴上有两个点电荷 q1和 q2（q1在 q2的左边）。x 轴上每一点处电势随着 x 而变化的关系如下图所示。当 xx0时，电势为 0；当 xx1时，电势有最小值。（点电荷产生的电势为)kqUr （1）求两个电荷 q1和 q2的位置；（2）求两个电荷的比值12qq【解答】（1）由于在 x0 处，电势趋于正无穷，可知在原点有一个正电荷，即 q1或 q2在x0 处。假设 q1在原点，则 q2在正半轴，此时在正半轴一定有某处（即 q2所处位置）电势为无穷大，与图像矛盾，则只能是 q2在原点，q1在负半轴。又由于总电势可以为负，则可知 q20，设 q1位置（x2，0），x20 在 xx0处，总电势为 0，则 210020(7.1)kqkqxxx 北京华夏天天教育科技有限公司 9/9 在 xx1处，电势最低点，则电场强度为 0 21221120(7.2)()kqkqxxx 由（7.1）（7.2）可解得：21210211202(1)xxxxqxqx 则两点电荷位置为 q1：2110(2,0)xxx，q2：(0,0)电荷比为21120(1)qxqx 【点评点评】点电荷电势，强调独立存在性和叠加性，强手营课程和冲刺课都讲述和强化，强点电荷电势，强调独立存在性和叠加性，强手营课程和冲刺课都讲述和强化，强手营课程讲了手营课程讲了 4 4 个题目，冲刺课讲了一个题目。个题目，冲刺课讲了一个题目。【难度难度】较难 天学网校天学网校备考建议：备考建议：1做好高考复习为基础的复习，理解与掌握含全部选修内容的物理概念与理论，不要执着于妖题怪题。2在高考大纲基础上全面深挖基本概念，不要执着于竞赛的大量刷题，接受适量的竞赛培训。3平时训练的时候不要寄希望于几个招数就能解决一切，要全面细致掌握物理过程与时刻量的逻辑关系和所起作用。4对于参考书的使用，要紧紧依靠真题，在教师的指导下选择合适的难度和章节进行练习。5.对于只是想冲击清华而不考虑华约其他高校的同学，不必把做题难度深入到物理竞赛的复赛水平，要把精力放在适当的题目难度级别，切忌求深求难，浪费时间。