2018年高校自主招生物理探究仿真训练题 10---精校解析Word版

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1、2018年高校自主招生物理探究仿真训练题十1.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O'距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2，π=3.14）。A．在绕过小圆弧弯道后加速B．在大圆弧弯道上的速率为45m/sC．在直道上的加速度大小为5.63m/s2D．通过小圆弧弯道的时间为

2、5.85s【参考答案】AB2（10分）（2015中科大）如图所示，山坡上两相邻高压塔AB之间架有均质粗铜线，平衡时铜线弧形下垂，最低点在C，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处铜线切线与竖直方向成β=30°角。问右塔A处铜线切线与竖直方向成角α=？【名师解析】设A端、B端的张力分别为TA、TB，铜线总重为mg，对ABC整体在水平方向受力分析，有TAsinα=TBsinβ对AC段在竖直方向受力分析，有TAcosα=mg对AC段在竖直方向受力分析，有TBcosβ=mg联立①②③解得tanα=3tanβ解得：α=60°。3.如图所示，在离地面H=5.

3、45m的O处用长L=0.45m的不可伸长的细线挂一质量为0.09kg的爆竹（火药质量忽略不计），把爆竹拉起至D点使细线水平伸直，点燃导火线后将爆竹静止释放，爆竹刚好到达最低点B时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面上的A处，抛出的水平距离s=5m。另一块仍系在细线上继续做圆周运动，空气阻力忽略不计，取g=10m/s2，求：（1）爆竹爆炸前瞬间的速度大小v0；（2）继续做圆周运动的那一块在B处对细线的拉力T的大小；（3）火药爆炸释放的能量E。【名师解析】（1）设爆竹的总质量为2m，爆竹从D点运动到B点过程中，根据动能定理，得：2mgL=

4、·2mv02。解得：v0=3m/s。                  （2）设爆炸后抛出的那一块的水平速度为v1，做圆周运动的那一块的水平速度为v2。对抛出的那一块，根据平抛运动规律有：s=v1t，H-L=gt2，                       解得v1=5m/s对系统，根据动量守恒定律，得在B处，对于做圆周运动的那一块，根据牛顿第二定律，得     根据牛顿第三定律，得做圆周运动的那一块对细线的拉力，联立以上各式，解得T’=12.55N。        （3）根据能量守恒定律，得                        解得E

5、=2.88J 。                       4.（12分）（2016中科大）利用图1(a)实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应数据，如图1(b)所示．实验中小车（含发射器）的质量为M=200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻的定滑轮，小车加速度由位移传感器及其相连的计算机得到．回答下列问题：（1）根据该实验数据的结果，小车的加速度a与钩码的质量m的关系如何？（2）由图1(b)可知，a−m图线不经过原点，可能的原因是什么？如何消除？（3）若利用该实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力

6、成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取何改进措施？5．（14分）如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯子的横截面积为S。初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等。因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦。（1）求温度降为T1时杯内气体的压强P1；（2）杯身保持静止，温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大？（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？【名师解析】）（1）降温过程中，气体体积不变，根据查理定律（文字与逻辑1分）＝（2分）因此

7、，温度降为T1时杯内气体的压强P1＝T1（1分）（2）对杯盖受力分析如图所示（1分），当杯盖与杯身间的弹力恰好为零时，拉力最小（1分），根据平衡条件：P1S＋F＝P0S＋mg（1分）因此，最小拉力为F＝P0S＋mg－P0S（1分）（3）设提起杯子时气体压强为P2，温度为T1杯身的受力分析如图所示（2分），平衡时：P0S＝P2S＋Mg（1分）得P2＝P0－（1分）根据查理定律＝（1分）此时温度为T2＝T0－（1分）（先对杯子整体分析得到拉力，再对杯盖分析得到P2同样得分）6.（2011中科大保送生面试）如图3所示,在半径为R的金属球A内,有两个球形空腔

8、,金属球整体不带电,在两空腔中心各放置一点电荷B和C,所带电荷量分别为qB,和qC在金属球A之外离球心O为r