清华大学2017年暑期学校物理试题.doc

清华大学2017年暑期学校试题 一质点作另类匀变速直线运动，在相等位移内速度的增加量相等.下列哪个是该质点的图像( ) 牛顿第一定律中，“改变状态”是指( ) A. 加速度 B. 速度 C. 质量 一宽度为的平行导轨固定在水平地面上，左端连有电阻.沿着导轨方向建立轴，并在处放置质量为的导体棒，初始时具有正方向的速度，棒无电阻，与导轨间的摩擦系数为.已知空间中存在垂直于导轨平面的磁场，随增大，.若棒运动到停止共运动了位移，则( ) 回路中感应电动势既有动生部分又有感生部分 初始时杆受的阻力为 从棒开始运动到停止，电阻上产生的焦耳热为 全过程中通过的电荷量为 固定在水平面上的平行导轨，宽度为，左右各连一电阻.一电阻不计的导体棒放置在导轨上，左右连着相同的弹簧，劲度系数为.全空间有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为.当导体棒处于中间位置的时候，两个弹簧恰好都在原长.现在将导体棒左移并静止释放，观测到棒最远运动到中间位置往右处.求此过程中： 每个电阻上的产热量； 每个弹簧对导体棒施加的冲量. 回旋加速器加速质量为，带电量为的质子.加速器半径为，最后粒子从孔射出，能量为. 求磁场的方向及磁感应强度； 设两半圆之间的间隙为，电压为，求加速时间； 求总加速时间，忽略在间隙间运动的时间. 在光滑水平面上有3个物块，，与之间有弹簧相连，初始时弹簧被压缩，原长为.释放弹簧，的图像如图 求物块最大速度 求当弹簧第一次伸长到时，物块的位移； 某时刻给以的初速度，与发生弹性碰撞.此后与粘在一起，求此后弹簧最大弹性势能的取值范围. 在倾角为的斜面上有质量为，带电量为的物块，设重力加速度为，物块与斜面间的摩擦因数.匀强磁场垂直于斜面，磁感应强度为.求物块运动稳定之后的速度大小及方向. 某火星探测器在火星上空处以速率作匀速圆周运动，某时刻火箭发动机点火，给探测器径向速度(很小)指向火星.已知探测器不会撞上火星，火星半径为，喷气质量可忽略. 求探测器离火星的最大高度与最小高度； 求新轨道运动的周期. 过山车长为，前方有圆形轨道，半径为，重力加速度为.试求过山车在平地上初速度至少为多少，才能保证在轨道上不掉下来.  清华大学2017年暑期学校试题解析 【答案】C 【考点】匀变速直线运动 【解析】相同位移对应相同速度增量，，又，即相同内，越大，增量越大. 【答案】B 【答案】BCD 【考点】牛顿运动定律 【解析】由于磁场本身不发生变化，所以产生的电动势为动生电动势，选项错误；由动生电动势公式得选项正确；根据能量守恒，导体棒的动能转化为焦耳热和摩擦生热，选项正确；由公式可以得到，其中，由图像法可以得到，，带入得正确. 【答案】见解析 【考点】简谐运动 【解析】 初始状态弹簧弹性势能为，末态弹簧弹性势能为，则总生热量，每个电阻生热量. 该过程中，每一瞬间的安培力大小为，则安培力冲量，那么对于全过程有.由于导体棒动量改变量为0，所以两个弹簧的冲量 ，由于两个弹簧每时每刻都具有相同的弹力，所以两个弹簧冲量一样，故每个弹簧. 【答案】见解析 【考点】带电粒子在电磁场中的运动 【解析】 动量，又，则； 加速时加速度为，则加速时间； 圆周运动周期为，每半个圆周加速一次，则总时间为 . 【答案】见解析 【考点】简谐运动 【解析】 当达到最大值，也处于最大值，对弹簧系统有 则 ，又 得 由完全非弹性碰撞损失的系统动能，其中是碰撞瞬间和的速度差，由题意，则. 系统整体运动(质心)动能为 这部分动能在碰撞过程中保持不变，可以变化的动能 则弹性势能 【答案】见解析 【考点】受力分析 【解析】 将重力沿斜面分量、摩擦力、洛伦兹力画在同一个三角形中，注意观察摩擦力与速度反向，洛伦兹力垂直于速度方向，则有矢量三角形如图，则速度以及重力沿斜面分量的夹角满足 【答案】见解析 【考点】天体椭圆运动 【解析】 设轨道距火星表面的最值为，对应探测器的速度为，则由开普勒第二定律及机械能守恒 分别对应最小值和最大值 椭圆的长轴由开普勒第三定律 得 . 【答案】 【考点】功能原理 【解析】 显然，当过山车的中心位于轨道最高点时，车速度最小，此时过山车处于瞬时的平衡状态，设车中心的拉力为，取一半分析受力，如图所示. 设过山车线密度为，的效果是抵消在圆弧上的过山车的重力沿轨道切向的分力之和，即 最后一步用到了投影再分析轨道顶端附近的火车端，临界情况下，该处无压力 其中是此时过山车的速度. 由机械能守恒可以换算到初速度 . 本文档由华夏园教育提供