2020年强基计划备考物理模拟训练试卷（四）含答案

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1、强基备考物理模拟试题四强基备考物理模拟试题四 一选择题 1下列说法中正确的是 A水在 0时密度最大 B一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中分子速率很大的如大于 vA的分子全部取走，则 气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于 vA的分子 C杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的，两层玻璃之间抽成真空，抽成真空的主要作用是既 可降低热传导，又可降低热辐射 D图示为一绝热容器，中间有一隔板，隔板左边盛有温度为 T 的 理想气体，右边为真空现抽掉隔板，则气体的最终温度仍为 T 【答案】.D 【解析】水在 0时密度最大，选项 A 错误。一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中分子 速率很大的如大于 vA的分子

2、全部取走，则气体的温度会下降，由于分子无规则运动，相互 碰撞，此后气体中任然存在速率大于 vA的分子，选项 B 错误杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃 制成的，两层玻璃之间抽成真空，抽成真空的主要作用是可降低热传导，但是不能降低热辐 射，选项 C 错误图示为一绝热容器，中间有一隔板，隔板左边盛有温度为 T 的理想气体， 右边为真空现抽掉隔板，气体向真空碰撞，不做功，气体内能不变，则气体的最终温度仍 何为强基计划？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

3、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

4、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

5、、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。 为 T，选项，选项 D 正确正确 2.有一种关于行星带形成的假说，起源于太阳神赫利奥斯儿子法艾东被宇宙神（尤必特尔） 战败。按照这个假说，一群大石块（法艾东行星应该由这些大石块形成的）太靠经木星（尤 必特

6、尔神），受到木星引力场影响，群石块被瓦解成单个大石块小行星。据估算石群的 半径大约为 104km， 其质量 （所有小行星质量之和） 为木星质量的 6 10 1 。 要使石群开始瓦解， 它应该离木星中心距离（ ）远。（宙斯是希腊神话中最高的神，相当于罗马神话中尤必 特尔木星）。 Akm 5 103 . 6 Bkm 5 109 . 7 Ckm 6 100 . 1 Dkm 6 1026. 1 【答案】D 【解析】 3. 如图，一半径为 R 电荷量为 Q 的带电金属球，球心位置 O 固定，P 为球外一点几位 同学在讨论 P 点的场强时，有下列一些说法，其中哪些说法是正确的？ A 若 P 点无限靠近球表

7、面， 因为球表面带电， 根据库仑定律可推知， P 点的场强趋于无穷大 B因为在球内场强处处为 0，若 P 点无限靠近球表面，则 P 点的场 强趋于 0 C若 Q 不变，P 点的位置也不变，而令 R 变小，则 P 点的场强不变 D若保持 Q 不变，而令 R 变大，同时始终保持 P 点极靠近球表面处，则 P 点的场强不变 【答案】.C 【解析】：若 P 点无限靠近球表面，因为球表面带电，可把球看作在球心的点电荷，根据库 仑定律可推知，P 点的场强不变，选项 AB 错误；若 Q 不变，P 点的位置也不变，而令 R 变 小，则 P 点的场强不变，选项 C 正确。若保持 Q 不变，而令 R 变大，同时始

8、终保持 P 点极 靠近球表面处，则 P 点的场强随 R 的变大而减小，选项 D 错误 4. 10只相同的轮子并排水平排列,圆心分别为O1,O2,O3,O10,已知O1O10=3.6m,水平转轴通 过圆心,轮子均绕轴以n=4r/s的转速顺时针转动.现将一根长L=0.8m、质量为m=2.0kg的匀质 木板平放在这些轮子的左端,木板左端恰好与O1 竖直对齐(如上图所示),木板与轮缘间的动 摩擦因数=0.16.则木板保持水平状态运动的总时间为( ). A 1.5 s; B 2s; C 3s; D 2.5s 【答案】.D 【解析】轮子的半径r = 110 18 OO = 0.2m，角速度=2n=8rad

9、 /s边缘线速度与木板运动的 最大速度相等， v=r=1.6m/ s，木板加速运动的时间t1=v/g=1s，位移为x1= 2 2 v g =0.8m。 匀 速 运 动 的 位 移 x2= O1O10-L/2- x1= 2.4m， 匀 速 运 动 的 时 间t2= x2/v =1.5s， 则木 板保持水平状态运动的总时间t = t1+ t2= 2.5s，选项D正确。 5如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧导线 PQ 中通有正弦交流电 i，i 的变化如图(b)所示，规定从 Q 到 P 为电流正方向导线框 R 中的感 应电动势( ) A在 tT 4时为

10、零 B在 tT 2时改变方向 C在 tT 2时最大，且沿顺时针方向 D在 tT 时最大，且沿顺时针方向 【答案】 AC 【解析】 在 tT 4时，交流电图线切线斜率为 0，即磁场变化率为 0，由 E t B tS 知， E0，A 项正确； 在 tT 2和 tT 时，图线斜率最大，在 t T 2和 tT 时感应电动势最大 在T 4到 T 2之间，电流由 Q 向 P 减弱，导线在 R 处产生垂直纸面向里的磁场，且磁场减弱，由 楞次定律知， R 产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，即 R 中感应电动势沿顺时针方 向，同理可判断在T 2到 3T 4 时，R 中电动势也为顺时针方向，在3 4T 到

11、T 时，R 中电动势为逆时 针方向，C 项正确，B、D 项错误 二填空题 6（11 分）为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知：“弹簧的弹性势能 Ep1 2kx 2，其中 k 是弹簧的劲度系数，x 是弹簧的形变量”。某同学用压缩的弹簧推静止的小 球（已知质量为 m）运动来探究这一问题。为了研究方便，把小铁球 O 放在水平桌面上做 实验，让小铁球 O 在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功。 该同学设计实验如下： （1）如图甲所示，将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小铁球 O，静止时测 得弹簧的形变量为 d。在此步骤中，目的是要确定_，用 m、d、g 表示为_。 （2）如图乙所

12、示，将这根弹簧水平放在光滑桌面上，一端固定在竖直墙面，另一端与 小铁球接触，用力推小铁球压缩弹簧；小铁球静止时测得弹簧压缩量为 x，撤去外力后，小 铁球被弹簧推出去，从水平桌面边沿抛出落到水平地面上。 （3）测得水平桌面离地高为 h，小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为 L，则小铁球被 弹簧弹出的过程中初动能 Ek1_，末动能 Ek2_（用 m、h、L、g 表示）； 弹簧对小铁球做的功 W_（用 m、x、d、g 表示）。 对比 W 和（Ek2Ek1）就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，即：“在实验误差 范围内，外力所做的功等于物体动能的变化”。 【答案】（1）弹簧劲度系数 k（2 分），

13、 mg k d （2 分）； （3）0（2 分）， 2 4 mgL h （3 分）， 2 2 mgx d （2 分）。 【解析】由 mg=kd 可知在此步骤中，目的是要确定劲度系数k，k=mg/d。小铁球被弹簧弹出 的过程中初动能 Ek10，由 L=vt，h=gt2，末动能 Ek2 2 1 mv2= 2 4 mgL h 。作出弹力 F 随 x 变化 图象，F=kx，图象面积表示弹力做功，所以弹簧对小铁球做的功 W 2 1 kx x= 2 2 mgx d 。 7.如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由 一细管连通（ 忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞， 质量分别为 m1，和 m2，

14、活塞与气缸无摩擦。活寨的下方为理想 气体上方为真空。当气体虹于平衡狀态时，两话活塞位于同 一高度 （已知 m1=2m， m2=2m） 在两活塞上同时各放一质量为 m 的物块，求气体再次达到 平衡后两活塞的高度差为 （假定环境温度始终保持为 T0 ）。 在达到上一问的终态后，环境温度由 T0缓慢上 升到 125T0，试问在这个过程中，气体对活塞做 的功为 （假定在气体状态变化过程中， 两物块均不会碰到气缸顶部）。 【答案】 【解析】 7.小灯泡 灯丝的电阻会随温度的升高而变大， 因而引起功率变化 一研究性学习小组在实验室通过实 验研究这一问题，实验室备有的器材有：电压表(03 V，约 3 k)，

15、电流表(00.6 A，约 0.1 )，电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干实验时，要求小灯泡两端电压 从 0 逐渐增大到额定电压 (1)在虚线框内画出实验电路图 (2)根据实验测得数据描绘出如图所示的 UI 图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此 可知，小灯泡电阻 R 随温度 T 的关系是_ (3)如果一电池的电动势为 2 V，内阻为 2.5 .请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接 在该电池的两端，小灯泡的实际功率是_W. 【答案】：(1)见解析图 (2)小灯泡的电阻 R 随温度 T 升高而增大 (3)0.44(0.390.48 都可 以)【解析】(1)根据题目要求，小灯泡两端电压从 0

16、 逐渐增大到额定电压，应该设计成分压 电路；由于小灯泡电阻不大，电流表外接设计的实验电路原理图如图所示 (2)由小灯泡电压随电流变化曲线可知，图线上点的纵横坐标比值随电流的增大而增大， 说明小灯泡的电阻 R 随电流的增大而增大，而电流增大则导致灯丝温度升高，所以小灯泡 的电阻 R 随温度 T 升高而增大 (3)在小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的伏安特性曲线，如图，该曲线与小灯泡 电压随电流变化曲线的交点对应的纵横坐标值(0.40,1.10)即为小灯泡的电压和电流，小灯泡 的实际功率是 PUI1.10 0.40 W0.44 W. 8.如图甲所示，力传感器 A 与计算机相连接，可获得力随时间变

17、化的规律。将力传感器固定在 光滑水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在 较长的小车上，滑块的质量 m=1.0kg，小车的质量为 M=0.65kg。一根轻质细绳跨过光滑的定 滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，调节滑轮可使桌面上部细绳水平，整个装置 先处于静止状态。现打开传感器的同时缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚好开始运动时，立 即停止倒沙子。若力传感器采集的 F-t 图象如乙图所示，请结合该图象，求：（重力加速度 g=10m/s2） （1）小车刚开始运动时沙桶及所装沙子的总质量 m0= ；滑块与小车间的动摩 擦因数 = ； （2）小车运动稳定后的加

18、速度大小 a= 。 【答案】（1）0.35kg 0.3 （2）0.5m/s2。 【解析】（1）由图象可知，小车刚好要运动时受的是最大静摩擦力为fm =3.5N， 此时沙桶及所装的沙子总重力 m0g =fm， 所以，沙桶及所装的沙子总质量m0 =0.35kg。 稳定后，滑块所受的摩擦力 f=3.0N， 由 f=mg 解得 =0.3.。 （2）设细绳中的拉力为 F，对沙桶及所装的沙子由牛顿第二定律得：m0g-F=m0a， 对小车由牛顿第二定律得：F-f=Ma， 解得：a=0.5m/s2。 三计算题三计算题 9（10 分）如图所示,一水平放置的厚度为 l 折射率为 n 的平行玻璃砖,下表面镀银(成反

19、射 镜).一物点A位于玻璃砖的上方距玻璃砖的上表面为h处。 观察者在左点附近看到了A点像。 A 点的像到 A 点的距离等于多少?丌考虑光经玻璃砖上表面的反射. 【解析】 10（18 分）如图所示，一摩尔理想气体，由压强与体积关系的 pV 图中的状态 A 出发， 经过一缓慢的直线过程到达状态 B， 已知状态 B 的压强与状态 A 的压强之比为 1 2 ， 若要使整 个过程的最终结果是气体从外界吸收了热量，则状态 B 与状态 A 的体积之比应满足什么条 件？已知此理想气体每摩尔的内能为 3 2 RT，R 为普适气体常量，T 为热力学温度。 【解析】 令 U 表示系统内能的增量， Q 和 W 分别表

20、示系统吸收的热量和外界对系统所做的 功，由热力学第一定律，有 UQW （1） 令 T1、T2分别表示状态 A 和状态 B 的温度，有 21 3 () 2 UR TT （2） 令 p1、p2和 V1、V2分别表示状态 A、B 的压强和体积，由（2）式和状态方程可得 221 1 3 () 2 Up VpV （3） 气体膨胀对外界做功，做功大小等于 pV 图图线下所围的面积 2121 1 ()() 2 WppVV （4） 要系统吸热，即0Q ，由以上各式解得 221 12121 31 ()()()0 22 p VpVppVV （5） 按题意， 2 1 1 2 p p ，代入上式得 2 1 3 2 V

21、 V （6） 评分标准：本题 16 分。（1）、（2）、（3）式各 3 分，（4）式 4 分，（5）式 3 分，（6） 式 2 分。 11如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量 m=0.5kg 的小物块，它与水平台阶表面的 动摩擦因数 =0.5，且与台阶边缘 O 点的距离 s=5m在台阶右侧固定了一个 1/4 圆弧挡板， 圆弧半径 R=1m， 今以 O 点为原点建立平面直角坐标系 现用 F=5N 的水平恒力拉动小物块， 一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板 （1）若小物块恰能击中档板上的 P 点（OP 与水平方向夹角为 37，已知sin370.6 ， cos370.8 ），则其离

22、开 O 点时的速度大小； （2）为使小物块击中档板，求拉力 F 作用的最短时间； （3）改变拉力 F 的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置求击中挡板时小物块动能的 最小值 2.解析：（1）小物块从 O 到 P，做平抛运动 水平方向： 0 cos37Rv t （2 分） 竖直方向： 2 1 sin37 2 Rgt （2 分） 解得： 0 cos374 3/ 32 sin37 R vm s R g （1 分） （2）为使小物块击中档板，小物块必须能运动到 O 点， 由动能定理得：0 k FxmgSE （1 分） 解得：2.5xm （1 分） 由牛顿第二定律得：Fmgma （1 分） 解得： 2

23、5/am s （1 分） 由运动学公式得： 2 1 2 xat 解得：1ts （1 分） （3）设小物块击中挡板的任意点坐标为（x，y），则 0 xv t （1 分） 2 1 2 ygt （1 分） 由机械能守恒得： 2 0 1 2 k Emvmgy （1 分） 又 222 xyR （1 分） 化简得： 2 3 44 k mgRmgy E y （1 分） 由数学方法求得 min 5 3 2 k EJ （1 分） 12.(18分)粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与 x 轴平行,且沿x 轴方向的电势 与坐标值x 的关系如下表格所示: 1 2 3 4 5 6 7

24、8 9 x/m 0.0 5 0.1 0 0.15 0.2 0 0.2 5 0.3 0 0.3 5 0.4 0 0.4 5 /(105 V) 9.0 0 4.5 0 3.00 2.2 5 1.8 0 1.5 0 1.2 9 1.1 3 1.0 0 根据上述表格中的数据可作出如图所示的- x 图象. 现有一质量为m=0.10kg、电荷量为q=1.010-7 C、带 正电荷的滑块P(可视作质点),其与水平面间的动摩擦 因数=0.20,g 取10m/s2.问: (1)由数据表格和图象给 出的信息,写出沿x 轴的电势 与x 的函数关系表达 式. (2)若将滑块P 无初速度地放在x1=0.10m 处,则滑

25、块 最终停止在何处? (3)在上述第(2)问的整个运动过程中,滑块P 的加速 度如何变化? 当它位于x=0.15m 时它的加速度为多 大? (电场中某点场强大小为 x 图线上某点对应的斜 率大小) (4)若滑块P 从x=0.60m 处以初速度v0 沿x 轴负方向 运动,要使滑块恰能回到出发点,其初速度v0 应为多大?【解析】(1)由数据表格和题图可得， 电势 与x 成反比关系，（1 分） 即: = 4 4.5 10 x V. .（2 分） (2)设滑块停止的位置为x2 ，电势为2， 由动能定理有q(1-2 )-mg(x2- x1) = 0 ，（1分） 即有：q ( 4 1 4.5 10 x -

26、 4 2 4.5 10 x ) -mg(x2- x1) = （1 分） 代入数据可解得x2= 0.225m x2= 0.1m舍去)（2 分） (3)滑块P 在整个运动过程中先做加速度逐渐减小的变加速运动，后做加速度逐渐增大的减 速运动即加速度先减小后增大当它位于x= 0.15 m时，图象上该点的切线斜率的大小表示 场强大小:E= x = 2.0106N/ C 滑块P在该点的水平合力Fx= qE-mg=1.010-72.0106 N- 0.200.1010N=0 ，（1 分） 故滑块的加速度a= Fx/m=0. （2 分） (4)设滑块P 到达的最左侧位置为x，电势为，则滑块由该位置返回到出发点的过程中, 由动能定理得 W F +W f =Ek= 0（1分） 有q(- )-mg(x- x) = 0 （1 分） 即有：q ( 4 4.5 10 x - 4 4.5 10 x ) -mg(x- x) = （1 分） 代入数据可解得x= 0.0375m( x 0.6 m舍弃)（1 分） 再对滑块从开始运动到返回出发点的整个过程，由动能定理得 -2mg(x x) = 0 - 1 2 mv02 ，（1 分） 代入数据可解得v0= 3 2 2 m/ s。