2018年清華大學(xué)自主招生物理試題

1、2018年清華大學(xué)自主招生物理試題1.如圖所示的傳送帶裝置，與水平面的夾角為，且？?=。傳送帶的速度為=4m/s,摩擦 系數(shù)為二=,將一個(gè)質(zhì)量=4kg的小物塊輕輕的放置在裝置的底部，已知傳送帶裝置的底部到8 - TOC o 1-5 h z 頂部之間的距離=20m。(本題重力加速度=10m/s2)V(1)求物塊從傳送帶底部運(yùn)動(dòng)到頂部的時(shí)間；(2)求此過(guò)程中傳送帶對(duì)物塊所做的功。/1【解答】8(1)如圖做受力分析。垂直斜面方向受力平衡：=?=4?已知足東而半徑為；;地球附近的重力加速度為。一天的時(shí)間為。已知在萬(wàn)有引力作用下的勢(shì)能公式為？ = - ?【解答】(1)在地面上,有(黃金代換)：mg GM

2、m菽對(duì)于同步衛(wèi)星：GM； m(2)2r r T2聯(lián)立解得：v 3 2-gR12- Mm 12一 mv0 G 一 mv2R 2T(2)由機(jī)械能守恒:聯(lián)立解得：地球自轉(zhuǎn)的速度為則最小的發(fā)射速度為u0v03.在磁場(chǎng)中，一靜核衰變成為,兩兩核，開(kāi)始分別做圓周運(yùn)動(dòng)。已知和和兩兩核圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期之比分別為 ？：:?=45:1, ?：:?=90:117。此裂變反應(yīng)質(zhì)量虧損為 ？。(1)求和和兩兩核的電荷數(shù)之比 ？設(shè)房間向環(huán)境傳遞熱量的速率正比于房間和環(huán)境之間的溫度差，暖氣片向房間傳遞熱量的速度也正比于暖氣片與房間之間的溫度差。暖氣片溫度恒為00,當(dāng)環(huán)境溫度為-5 C時(shí)，房間溫度保持在 22 Q當(dāng)環(huán)境溫

3、度為-15 C時(shí)，房間溫度保持為 C(1)求暖氣片的溫度 00;(2)給房子加一層保溫材料，使得溫差一定時(shí)房間散熱的速率下降20%,求環(huán)境溫度為-15 C時(shí)房間的溫度。4【解答】(1)設(shè)兩次房間溫度分別為11=22C,11 = C,環(huán)境溫度分別為 22=-5 C,22=-15 C；設(shè)暖氣片向房間的散熱系數(shù)為11,房間向環(huán)境的散熱系數(shù)為22,當(dāng)房間溫度平衡時(shí)暖氣片向房間的散熱速率與房間向環(huán)境的散熱速率相同，則有：11(00- 11)=22(11- 22)?11(00- 11)=22(11 -22)?兩式相比可得：(00- 11)/(0 0- 11 )=(11- 22)/(1 1-22)整理，得：

4、00= (2211 - 2211)/ 11-22-(11-22)=55 C(2)設(shè)此時(shí)房間的溫度為T(mén)1一則 k1(00- 11 )=(1-20%)2 2(11 - 22)?由式可知，11/22=(1 1 22)/(0 0 11)= 9/11則由得11 (1100+)/(1什。C5.蠟燭與光屏的間距為。從蠟燭處開(kāi)始移動(dòng)透鏡，第一次在光屏上出現(xiàn)清晰的像之后，又向前移動(dòng)了時(shí)，再一次出現(xiàn)了清晰的像。求透鏡的焦距。5【解答】(注：此方法在實(shí)驗(yàn)上稱(chēng)為位移法測(cè)透鏡焦距，也叫二次成像法)令光源蠟燭與光屏間距為，兩次成像時(shí)，物距(光源與透鏡距離)分別為，像距分別為，兩次透鏡間距為，則由成像公式：1/11+1/1

5、1=1/?由對(duì)稱(chēng)性(或光路可逆性)，交換蠟燭與光屏位置，則成像時(shí)透鏡在同樣位置，故：11=22, 22=11可得：11+11= ?22- 11=11- 11?由相加相減，消去11,11,代入，整理可得：=1111/(1 1+11) =(22-22)/4=6.在軸軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷 11和22 (11在22的左邊)。軸軸上每一點(diǎn)處電勢(shì)隨著而而變化的關(guān)系如右圖所示。當(dāng)=?=00時(shí)，電勢(shì)為0；當(dāng)=11時(shí)，電勢(shì)有最小值電荷產(chǎn)生的電勢(shì)為(1)由于在=0處，電勢(shì)趨于正無(wú)窮，可知在原點(diǎn)有一個(gè)正電荷，即1及22在=0處。假設(shè)11在原點(diǎn)，則22在正半軸，此時(shí)在正半軸一定有某處(即22所處位置)電勢(shì)為無(wú)窮大,與圖像矛盾，則只能是 22在原點(diǎn)，11在負(fù)半軸。又由于總電勢(shì)可以為負(fù)，則可知220,設(shè)11位置(22,0), 22 時(shí),221/13二Q即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻小于時(shí)，現(xiàn)象與第一問(wèn)一樣。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻大于時(shí)，無(wú)