2020年强基计划备考物理模拟训练试卷（五）含答案

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1、强基强基备考物理模拟试题五备考物理模拟试题五 一、选择题一、选择题 1.哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍,它每隔一定时间就会再次出现.这颗彗 星最近出现的时间是1986年,今年是2020年,我们还要再等多少年才能再次看到它( ). A 42年; B 52年; C 42年; D 72年 【答案】C 【解析】根据开普勒第三定律有 T T 彗 地 = 3 2 R R 彗 地 =18 3 2 =76.4，又T地 1 年，所以T 彗76 年，彗星下次飞近地球的大致年份是198676 2062 年，今年是2020年,我们还要再等2062-2020=42 年才能再次看到它.，选项C正确。 何为

2、强基计划？何为强基计划？ 1 月 15 日， 教育部发布 关于在部分高校开展基础学科招生改革试点工作的意见 ， 正式官宣： 自自 2020 年起，年起，36 所所“双一流双一流 A 类类”高校将试点实施高校将试点实施“强基计划强基计划”，原有高校自主招生方式不再使用。强基计划主，原有高校自主招生方式不再使用。强基计划主 要选拔培养有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀或基础学科拔尖的学生要选拔培养有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀或基础学科拔尖的学生。 聚焦高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域以及国家人才紧缺的人文社 会科学领域，由有关高校结合自身办学特色，合

3、理安排招生专业。要突出基础学科的支撑引领作用，重 点在 数学、物理、化学、生物及历史、哲学、古文字学数学、物理、化学、生物及历史、哲学、古文字学等相关专业招生。起步阶段，在部分“一流大学” 建设高校范围内遴选高校开展试点。 “强基计划强基计划”将积极探索基础学科拔尖创新人才培养模式。将积极探索基础学科拔尖创新人才培养模式。 单独制定培养方案。单独制定培养方案。高校对通过强基计划录取的学生可单独编班，配备一流的师资，提供一流的学习条 件，创造一流的学术环境与氛围，实行导师制、小班化培养。 建立激励机制，通过强基计划录取的学 生入校后原则上不得转到相关学科之外的专业就读。 建立激励机制，畅通成长通

4、道。建立激励机制，畅通成长通道。对学业优秀的学生，高校可在免试推荐研究生、直博、公派留学、奖学 金等方面予以优先安排，探索建立本-硕-博衔接的培养模式。 推进科教协同育人。推进科教协同育人。鼓励国家实验室、国家重点实验室、前沿科学中心、集成攻关大平台和协同创新中 心等吸纳这些学生参与项目研究，探索建立结合重大科研任务的人才培养机制。 强化质量保障。强化质量保障。建立科学化、多阶段的动态进出机制，对进入计划的学生进行综合考查、科学分流。 建 立在校生、 毕业生跟踪调查机制和人才成长数据库， 根据质量监测和反馈信息不断完善招生和人才培养 方案。加强对学生的就业教育和指导，积极输送高素质后备人才。

5、2.如图所示，重为 G 的光滑半圆球对称地搁在两个等高的固定台阶上，A、B 为半圆球上与 台阶接触的点，半圆球的球心在 O 点，半圆球的重心 C 位于 O 点正下方，NA 为半圆球上 A 点所受的弹力。下列说法中正确的是 ANA 的方向由 A 指向 O，NA G BNA 的方向由 A 指向 O，NA G CNA 的方向由 A 指向 C，NA 45 ，tmin1 8T m 4qB 过 b 点的最大圆心角 max180 ，tmax1 2T m qB，故选 A、D 二、填空题 6.水平力 F 方向确定，大小随时间变化如图 a 所示；用力 F 拉静止在水平桌面上的小物块， 在 F 从 0 开始逐渐增大

6、的过程中， 物块的加速度 a 随时间变化的图象如图 b 所示。 重力加速 度大小为 10m/s 2。由图示可知，物块与水平桌面间的最大静摩擦力为 ；物块与水 平桌面间的动摩擦因数为 ；在 04s 时间内，合外力对物块所做的功为 。 【答案】6N 0.1 24J 【解析】由图示图象可知，在 t=2s 时物块开始运动其加速度 a1=1m/s2，对应的拉力为 6N， 所以物块与水平桌面间的最大静摩擦力为 6N.根据 t=2s 和 4s 对应的力和加速度，由F1- mg=ma1，F2-mg=ma2，解得 m=3kg，=0.1. 根据加速度图像与横轴所围面积表示速度变化可知，在 04s 时间内，物块速度

7、变化 4m/s， 即物块末速度为 v=4m/s。根据动能定理，合外力对物块所做的功为W= 1 2 mv 2=24J。 7.(12分)某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线如图甲所示,测试时,磁敏电阻的轴 向方向与磁场方向相同. (1)试结合图甲简要回答,磁感应强度B 在00.2T和0.41.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场变 化的特点: . (2)某同学想利用磁敏电阻图甲所示特性曲线测试某长直导线产生的磁场,设计电路如图乙所 示,磁敏电阻与开关、电源和灵敏电流表连接,长直导线与图示电路共面并通以图示方向电流, 请指出本实验装置的错误之处 .若装置调整正确后再进行测量,电路中所用 干电池的电

8、动势为1.5V,不计电池、电流表的内阻,试写出磁敏电阻所在磁场的磁感应强度B 从0.4T至1.2T的变化过程中,通过磁敏电阻的电流I 随磁感应强度B 变化的关系 式 . 【参考答案】 ： (1)磁感应强度B 在00.2 T 范围内磁敏电阻随磁场非线性增大， 在0.41.0 T范围内磁敏电阻的阻值随磁场线性增大 (2) 磁敏电阻的轴向方向与磁场方向不相同 IA= 1.5 225003000B A 【解析】(1)由题图甲可知， B 在00.2 T 范围内阻值非线性增大， B 在0.41.0 T 范围 内阻值线性增大。 (2)装置中磁敏电阻轴向方向与电流产生的磁场方向不相同。磁敏电阻所在磁场的磁感应

9、强 度B从0.4 T 至1.2 T 的变化过程中，由图甲可得磁敏电阻的阻值R 22 500 B3 000，由 闭合电路的欧姆定律可得， 通过磁敏电阻的电流A I 随磁感应强度B 变化的关系式为 IA= 1.5 225003000B A。 8.（16 分）图中 K 是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W 是可以透光的窗口，光线通过它可照射到电极 K 上；C 是密封在真空玻璃管内圆筒形的收 集电极， 它能收集 K 所发出的光电子 R 是接在电池组 E （电压足够高） 两端的滑动变阻器， 电极 K 通过导线与串联电池组的中心端 O 连接；G 是用于测量光电流的电流计已知当某 一

10、特定频率的单色光通过窗口照射电极 K 时， 能产生光电 子当滑动变阻器的滑动接头处在某一点 P 时，可以测到 光电流，当滑动头向右移动时，G 的示数增大，使滑动头 继续缓慢向右不断移动时，电流计 G 的示数变化情况 是： 当滑动变阻器的滑动接头从 P 点缓慢向左不断移动 时，电流计G的示数变化情况 是： 若测得用频率为 1的单色光照射电极 K 时的遏止电压为 V1， 频率为 2的单色光照射电 极时的遏止电压为V2， 已知电子的电荷量为e， 则普朗克常量h ， 金属电极 K 的逸出功 W0 【答案】逐渐增大，最后趋向一恒定值 逐渐减小，最后变到零 e 12 12 VV 1221 12 VV 【解

11、析】根据爱因斯坦光电效应方程，Ek1=h1-W，Ek2=h1-W；由动能定理，Ek1=eV1， Ek2=eV2，联立解得：h= e 12 12 VV ，W= 122 1 12 VV 。 三、计算题 9、（18 分如图所示，水平地面上固定有一半球为 R 的半球面，其斜上方 P 点与球心 O 之 间的距离 L = 13 2 R，P 点距地面的高度 H = 5 4R，重力加速度为 g 。要使某一质点从 P 点 由静止开始沿一光滑斜直轨道在最短时间内滑到球面上，则此轨道与竖直方向之间的夹角 为多大？所需的最短时间 t 为多长？ 【解析】如图所示，以 P 为最高点，作一个半径为 r 的竖直平面内的辅助圆

12、。则 质点在光滑斜直轨道 PQ 上的加速度为 a = mgcos m = gcos（2 2 分）分） 2rcos = 1 2 at 2（ （2 2 分）分） 由以上两式得质点从 P 点由静止开始沿 PQ 滑到 Q 点的时间为 t = 4r g （2 2 分）分）即 t 与 无关，与 r 成正比。 作出以 P 为圆的最高点，相切于半球面 A 点的辅助圆，如图所示，则 PA 为最短时间的斜直 轨道。设辅助圆的半径为 r，则有 cos = H - r R + r （ （1 1 分）分） 在OPO中，有 L2 = (R + r)2 + r2 - 2(R + r)rcos(180 - ) （ （2 2

13、分）分） 由以上两式得 r = 1 2 R （ （1 1 分）分） = 60 （1 1 分）分） 所以 = 1 2 = 30 （ （1 1 分）分） t = 2R g （2 2 分）分） 10如图所示，水平面内有两根足够长的平行导轨 L1、L2，其间距 d=05m， 左端接有容量 C=2000F 的电容。质量 m=20g 的导体棒可在导轨上无摩擦滑 动，导体棒和导轨的电阻不计。整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁 场，磁感应强度 B=2T。现用一沿导轨方向向右的恒力 F1=044N 作用于导 体棒， 使导体棒从静止开始运动， 经 t 时间后到达 B 处， 速度 v=5m/s。 此时， 突然将

14、拉力方向变为沿导轨向左，大小变为 F2，又经 2t 时间后导体棒返回到 初始位置 A 处，整个过程电容器未被击穿。求 (1)导体棒运动到 B 处时，电容 C 上的电量； (2)t 的大小； (3)F2的大小。 【解析】（1）当棒运动到 B 处时，电容器两端电压为 U=Bdv=， 此时电容器的带电量 q=CU=110-2C。 （2）棒在 F1作用下，有 F1-Bid=ma1， 又 i=q/t=CBdv/t，a1=v/t， 联立解得：a1= 22 1 dCBm F =20m/s2。 t=v/ a1=0.25s。 （3）由（2）可知棒在 F2作用下，运动的加速度 a2= 22 2 dCBm F ，方

15、向向左， 又 2 1 a1t2=- a1t2t- 2 1 a2(2t)2 将相关数据代入解得 F2=0.55N。 11（20 分）从地球上看太阳时，对太阳直径的张角 =0.53，取地球表面上 纬度为 1的长度 l=110km，地球表面处的重力加速度 g=10m/s 2，地球公转的周 期 T=365 天。试仅用以上数据计算地球和太阳密度之比。假设太阳和地球都是质 量均匀分布的球体。 【名师解析】地球绕太阳运行时，由万有引力定律和牛顿定律有 2 2 2 () se e M M GMr rT （1） 其中 G 为万有引力恒量，Me、Ms分别为地球和太阳的质量，r 为日地间距 离，T 为地球公转周期。

16、令 Rs表示太阳半径，有 2 s R r （2） 由（1）和（2）式得 23 3 21 8() ( ) s s M G RT （3） 对地球表面处质量为 m 的物体，由万有引力定律和牛顿定律有 2 e e M m Gmg R （4） 式中 Re为地球半径，依题意，有 2360 e Rl （5） 代入上式得 3 180 e e Mg G Rl （6） 令 s、e分别表示太阳和地球的密度，则有 3 4 3 s s s M R ， 3 4 3 e e e M R （7） 由（3）、（6）、（7）式解得 22 18032 s e gT l （8） 代入数据解得 3.92 s e （9） 12.(18分

17、)利用弹簧弹射和传送带传动装置可以将工件运送至高处.如图所示,已知传送轨道平 面与水平方向成37 角,倾角也是37 的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接,弹簧 下端固定在斜面底端,工件与皮带间的动摩擦因数=0.25.传送带传动装置顺时针匀速转动的 速度v=4m/s,两轮轴心相距L=5m,B、 C 分别是传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑. 现将质量m=1kg的工件放在弹簧上,用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放,工件离开斜面顶端 滑到传送带上的B 点时速度v0=8m/s,AB 间的距离s=1m.工件可视为质点,g 取 10m/s2(sin37 =0.6,cos37 =0.8).求

18、:(1)弹簧的最大弹性势能; (2)工件沿传送带上滑的时间; (3)若传送装置顺时针匀速转动的速度v 可在v4m/s的范围内调节,试推导工件滑动到C 点 时的速度vC 随速度v 变化的关系式. 【解析】(1)弹簧的最大弹性势能为Ep= mgs sin 37+ 1 2 mv2， （1 分） 代入数据得Ep=38J。 （2 分） (2)工件沿传送轨道减速向上滑动过程，由牛顿第二定律， mg sin 37+mg cos37=ma1， （1 分）解得 a1=8 m/s2 与传送带达到共同速度需时间：t1= 0 1 vv a =0.5 s 工件滑行位移大小：x1= 22 0 1 2 vv a =3 mL

19、. 因为 tan 37，所以工件将沿传送带继续减速上滑，（1分） mg sin 37-mg cos37=ma2， 解得 a2=4 m/s2 （1 分） 假设工件速度减为0 时，工件未从传送带上滑落，则t2= 2 v a =1s。工件滑行位移大小x2= 2 2 2 v a =2 m=L-x1。 故假设成立，工件沿传送带上滑的时间为 t= t 1+t 2=1.5s （2 分） (3)当传送带速度在4m/s v 8m/ s 的范围内调节时，工件先以加速度a1 减速向上滑行。 x1= 22 0 1 2 vv a （1 分） 当速度减到v 后又以加速度 a2 减速向上滑行L- x1= 22 2 2 C vv a 工件滑动到C 点时的速度vC 随速度v 变化的关系式: vC= 2 8 2 v 当传送带速度在v 8m/ s的范围内调节时，工件将沿传送带以加速度a2 减速滑行到C 点 vC2 v02=-2 a2L 工件滑动到C点时的速度vC = 26 m/s。（2 分）