内容正文:
2025年中科大少年班及少创班营一物理真题及解析(回忆版)
一、单选题(本大题共5小题,每道题4分,共20分,选错扣1分,本大题最少得分0分)
1. 自行车以加速度向前减速运动,前后轮间距,重心位于两轮中点处,距地面。问前轮支持力与后轮支持力的比值( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】以后轮接地点为支点,列力矩平衡方程,惯性力
作用于重心向前
代入数据。
则
比值为
故选A。
2. 一卷纸,转动惯量,半径,中心施加的力1秒,持续有阻力矩。求拉出纸的长度( )
A. B. 1.5m C. 2.25m D. 2.5m
【答案】D
【解析】
【详解】本题默认纸卷中心为固定转轴,拉力作用在纸的外边缘,按出题意图忽略阻力矩时推导如下
拉力的动力矩
由转动定律
得角加速度
内的角位移
拉出纸的长度等于纸边缘转动的弧长
故选D。
(补充:若计入阻力矩,合外力矩为,算得,无对应选项,说明出题时默认忽略阻力矩)
3. 极冰地区有固态、冰,高层大气有、水蒸气,大气压,地表温度范围:。问地表是否存在液态、液态水( )
A. 有,无 B. 无,无 C. 无,有 D. 有,有
【答案】B
【解析】
【详解】物质要以液态形式存在,其所处的环境压强必须大于该物质的三相点压强。若环境压强低于三相点压强,物质则无法以液态稳定存在,会直接在固态和气态之间转化。的三相点压强约为,远高于题中大气压,因此该压强下不存在液态;水的三相点温度为、三相点压强约,题中地表最高温度仅,低于三相点温度,且略低于水的三相点压强,因此也不存在液态水。
故选B。
4. 白光垂直入射油膜,膜厚度,折射率,求反射光波长(颜色)( )
A. 紫光 B. 黄光 C. 橙光 D. 绿光
【答案】D
【解析】
【详解】白光垂直入射时,油膜上表面(空气→油膜,光疏介质到光密介质)反射存在半波损失,下表面(油膜→空气,光密介质到光疏介质)反射无半波损失,因此两束反射光的总光程差为
反射光可被观测到需满足相长干涉,即光程差为波长的整数倍()
整理得
代入、,得,结合可见光波长范围400~760nm
取值
时,,为红外光;
时,,属于绿光波段;
时,,为紫外光。
因此反射光为绿光,故D正确,ABC错误。
故选D。
5. 静止原子核在均匀磁场中发出粒子,粒子与反冲原子核在磁场中运动半径比为,则( )
A. 粒子与反冲原子核动量相同 B. 反冲原子核原子序数62
C. 原子核原子序数62 D. 粒子与反冲原子核质量比1:60
【答案】C
【解析】
【详解】静止原子核发生α衰变时系统动量守恒,初始总动量为0,因此α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反。带电粒子在匀强磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由
解得半径公式
其中为粒子动量。
A.动量是矢量,α粒子与反冲动量方向相反,因此动量不相同,故A错误;
B.由,、 相同,可知与成反比,即
已知
α粒子电荷数
代入得
即反冲核原子序数为60,故B错误;
C.α衰变时原子核电荷数减少2,因此原原子核原子序数为
故C正确;
D.仅知道两者动量大小相等
无速度相关条件,无法推导质量比,故D错误。
故选C。
二、多选题(本大题共4小题,每道题5分,共20分,少选得2分,选错或不选得0分)
6. 以下错误的有( )
A. 光在任何参考系相同
B. 根据尺缩效应确定绝对运动
C. 有因果关系的事件,在任何参考系下时间不可颠倒
D. 在某参考系不同时间发生事件,在任何参考系下不同时发生
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据光速不变原理,故A正确不选;
B.相对论否定绝对运动,尺缩效应仅反映相对速度,故B错误;
C.根据因果律,故C正确不选;
D.违背“同时的相对性”,异地不同时事件在另一参考系可能同时,故D错误。
故选BD。
7. 100℃水完全变成100℃水蒸气,正确的是( )
A. 水分子动能增大
B. 水分子势能增大
C. 增加的内能小于吸收的热能
D. 增加的内能等于吸收的热能
【答案】BC
【解析】
【详解】A.温度是分子平均动能的宏观标志,水和水蒸气温度均为100℃,水分子平均动能不变,总动能也不变,故A错误;
B.内能是分子总动能与分子总势能之和,该过程吸热内能增加,而分子总动能不变,因此水分子势能增大,故B正确;
CD.水汽化过程体积膨胀,对外界做功,根据热力学第一定律可知,增加的内能小于吸收的热能,故C正确,D错误。
故选BC。
8. 电源电压,四个电阻每个电阻为,下列正确的是( )
A. 不同电阻电流相同
B. 通过电流比为
C. 总电流
D. 总电流
【答案】BD
【解析】
【详解】等效电路图如下
AB.由电路图知通过电阻2、3的电流相等是通过电阻1、4的一半,故A错误,B正确;
CD.由欧姆定律总电流为,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 激光穿过细丝形成图案,下列表述正确的是( )
A. 这是衍射现象
B. 这是干涉现象
C. 细丝变粗,光屏条纹间距变大
D. 细丝变细,光屏条纹间距变大
【答案】AD
【解析】
【详解】当激光(光波)遇到一个尺寸与光的波长相当的障碍物(细丝)时,光波会绕过障碍物的边缘继续传播,这种现象叫衍射现象,根据单缝衍射的规律,衍射条纹的间距与“不透光的狭缝”d成反比,细丝越细(d减小),条纹间距越大,故BC错误、AD正确。
故选AD。
三、简答题(本大题共4小题,第10题10分,第11、12题每题15分,第13题20分)
10. 一个容器箱子中液体流动(含有大量正负离子),电阻箱电阻值(上下表面绝缘),电流计 内阻,磁感应强度B向上,液体电阻率,液体从左向右速率。几何参数以及电流 与关系如图所示,求
(1)问G与连接是什么极性;
(2)求磁感应强度B与电阻率。
【答案】(1)负极 (2),
【解析】
【小问1详解】
根据右手定则,面积聚正电荷,面积聚负电荷, 与连接为负极。
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
即
所以斜率
解得
又
解得
根据
解得
11. 激光波长,能级释放光子波长。速率为,钠原子质量为
(1),求范围使之能产生共振吸收;
(2)问共振吸收后,速率大小变化量?
【答案】(1)7940~9726m/s
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据已知条件,射向钠原子的激光的频率
对运动方向与轴正方向的夹角为、速率为的钠原子,由于多普勒效应,它接收的激光频率
改用波长表示,有
发生共振吸收时,应有,即
解得
代入数据得,
能产生共振吸收范围
【小问2详解】
共振吸收前后,动量守恒.设钠原子的反冲速率为,则有(其中为激光入射方向的单位矢量)。
解得
钠原子速度(矢量)变化的大小为
代入数据,得
12. 星系核均匀,半径向外延伸到到之间星体质量不计。星体全部匀速圆周运动。处速度
(1)求核质量;
(2)求处星体速率;
(3)观测到在到之间星体速率都是,一个解释是星系外部存在暗物质,求星系的暗物质密度分布和星系总质量。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
根据万有引力提供向心力有
解得核质量
【小问2详解】
无暗物质速率
【小问3详解】
在到之间星体速率都是,根据
变形可得,总质量与距离成正比即
对半径求导,
又因
联立可得暗物质密度为
总质量
13. 行星传热方式为热传导,,星球表面温度为,半径为,导热系数不变。
(1)星球单位体积单位时间产生热量,求球心温度;
(2)在时才产热量时不产热,求球心温度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
全行星产生热量:平衡方程
积分得:
【小问2详解】
仅核心产热量:分两段温差叠加。
外壳温差:
核心温差:
总温度:
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2025年中科大少年班及少创班营一物理真题及解析(回忆版)
一、单选题(本大题共5小题,每道题4分,共20分,选错扣1分,本大题最少得分0分)
1. 自行车以加速度向前减速运动,前后轮间距,重心位于两轮中点处,距地面。问前轮支持力与后轮支持力的比值( )
A. B. C. D.
2. 一卷纸,转动惯量,半径,中心施加的力1秒,持续有阻力矩。求拉出纸的长度( )
A. B. 1.5m C. 2.25m D. 2.5m
3. 极冰地区有固态、冰,高层大气有、水蒸气,大气压,地表温度范围:。问地表是否存在液态、液态水( )
A. 有,无 B. 无,无 C. 无,有 D. 有,有
4. 白光垂直入射油膜,膜厚度,折射率,求反射光波长(颜色)( )
A. 紫光 B. 黄光 C. 橙光 D. 绿光
5. 静止原子核在均匀磁场中发出粒子,粒子与反冲原子核在磁场中运动半径比为,则( )
A. 粒子与反冲原子核动量相同 B. 反冲原子核原子序数62
C. 原子核原子序数62 D. 粒子与反冲原子核质量比1:60
二、多选题(本大题共4小题,每道题5分,共20分,少选得2分,选错或不选得0分)
6. 以下错误的有( )
A. 光在任何参考系相同
B. 根据尺缩效应确定绝对运动
C. 有因果关系的事件,在任何参考系下时间不可颠倒
D. 在某参考系不同时间发生事件,在任何参考系下不同时发生
7. 100℃水完全变成100℃水蒸气,正确的是( )
A. 水分子动能增大
B. 水分子势能增大
C. 增加的内能小于吸收的热能
D. 增加的内能等于吸收的热能
8. 电源电压,四个电阻每个电阻为,下列正确的是( )
A. 不同电阻电流相同
B. 通过电流比为
C. 总电流
D. 总电流
9. 激光穿过细丝形成图案,下列表述正确的是( )
A. 这是衍射现象
B. 这是干涉现象
C. 细丝变粗,光屏条纹间距变大
D. 细丝变细,光屏条纹间距变大
三、简答题(本大题共4小题,第10题10分,第11、12题每题15分,第13题20分)
10. 一个容器箱子中液体流动(含有大量正负离子),电阻箱电阻值(上下表面绝缘),电流计 内阻,磁感应强度B向上,液体电阻率,液体从左向右速率。几何参数以及电流 与关系如图所示,求
(1)问G与连接是什么极性;
(2)求磁感应强度B与电阻率。
11. 激光波长,能级释放光子波长。速率为,钠原子质量为
(1),求范围使之能产生共振吸收;
(2)问共振吸收后,速率大小变化量?
12. 星系核均匀,半径向外延伸到到之间星体质量不计。星体全部匀速圆周运动。处速度
(1)求核质量;
(2)求处星体速率;
(3)观测到在到之间星体速率都是,一个解释是星系外部存在暗物质,求星系的暗物质密度分布和星系总质量。
13. 行星传热方式为热传导,,星球表面温度为,半径为,导热系数不变。
(1)星球单位体积单位时间产生热量,求球心温度;
(2)在时才产热量时不产热,求球心温度。
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