2020年强基计划备考物理模拟训练试卷（三）含答案

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1、强基备考物理模拟试题三强基备考物理模拟试题三 一、选择题一、选择题 1.霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在翻盖手机中，常用霍尔元件 来控制翻盖时开启或关闭运行程序如图是一霍尔元件的示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面， 霍尔元件宽为 d(M、N 间距离)，厚为 h(图中上下面距离)，当通以图示方向电流时，MN 两端将出现 电压 UMN，则( ) A. MN 两端电压 UMN仅与磁感应强度 B 有关 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

2、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。强基计划主要选拔培养有志，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、数学、物理、 化学、生物及历史、哲学、古文字学化学、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“

3、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

4、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。 B. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则 MN 两端电压 UMN0，B 错；由 UkBI h 知，A、C 错，D 对 2.马小跳以不同初速度将一粒石子和一块海绵同时竖直向上抛出并开始计

5、时,石子所受空气阻力可忽 略,海绵所受空气阻力大小与物体速率成正比.下列用虚线和实线描述两物体运动的v -t 图象可能正 确的是( ). 【答案】D 【解析】没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v-t 图象是直线。有空气阻力时，上升 阶段，根据牛顿第二定律，有：mg+ f = ma，故a= g+ f/ m，由于阻力随着速度减小而减小，故上升 阶段加速度逐渐减小，最小值为g；有空气阻力时，下降阶段， 根据牛顿第二定律，有：mg - f = ma，故a= g- f/ m，由于阻力随着速度增大而增大，故 下降阶段加速度减小；v-t 图象的斜率表示加速度，故图线与t 轴的交点对应时刻的加速度

6、为g，此 时实线的切线与虚线平行.故选D 3.如图所示,在一实验探究过程中,马小跳同学将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B 两点 上,一物体用动滑轮悬挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子间的夹角为1,绳子张力为F1,将绳子B 端移 至C 点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为2,绳子张力为F2;将绳 子B 端移至D 点,待整个系统平衡时两段绳子间的夹角为3,绳子张力为F3,不计摩擦,则( ). A 1=2=3; B 12F2F3; D F1=F2F3 【答案】D 【解析】设绳子结点为O，对其受力分析， 根据几何关系，有 AOsin 1 2 +OB sin 1 2 = AC 同理当绳子

7、B 端移动到C 点,，AOsin 2 2 +OB sin 2 2 = AC 绳子长度不变，有AO+OB=AO+OB,故 1=2。 绳子的结点受重力和两个绳子的拉力，由于绳子夹角不变，根据三力平衡可知，绳子拉力不 变， 即F1=F2； 绳子B 端移动到D 点时， 绳子间夹角显然变大， 绳子的结点受重力和2 个绳子的拉力， 再次根据共点力平衡条件可得F2F3，故1=23，F1=F2F3， 故选 D 4将质量为 2m 的木板静止地放在光滑水平面上，一质量为 m 的木块以水平初速 v0 由木板左端恰 能滑至木板的右端与木板相对静止木块运动过程中所受摩擦力始终保持不变现将木板分成长度 与质量相等的两段（

8、a、b）后紧挨着仍放在光滑水平面上，让木块仍以相同的初速度 v0 由木板 a 的 左端开始滑动，则（ ） A. 木块仍能滑到木板 b 的右端并与木板保持相对静止 B. 木块滑到木板 b 的右端后飞离木板 C. 木块滑到木板 b 的右端前就与木板保持相对静止 D. 后一过程产生的热量小于原来过程产生的热量 【答案】CD 【解析】ABC、在第一次在小木块运动过程中，小木块与木板之间的摩擦力使整个木板 一直加速，第二次小木块先使整个木板加速，运动到 b 部分上后 a 部分停止加速，只有 b 部分加速，加速度大于第一次的对应过程，故第二次小木块铅块与 2 木板将更早达到 速度相等，所以小木块还没有运动

9、到 2 的右端故 AB 错误，C 正确； D、根据摩擦力乘以相对位移等于产生的热量，则知在木板上第二次相对运动的位移没 有第一次相对运动的长度长，所以产生的热量小于第一次过程产生热量，故 D 正确故 选：CD 5三根电阻丝平行放置，两端用导线和连接如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电 阻丝的电阻大小之比 R1:R2:R31:2:3，金属棒电阻不计当 S1、S2闭合，S3断开时，闭合回路中感 应电流为 I，当 S2、S3闭合，S1断开时，闭合回路中感应电流为 5I，当 S1、S3闭合，S2断开时，以 下说法中正确的是( ) A闭合回路中感应电流为 7I B闭合回路中感应电流为 6I

10、C 电阻丝 R1和 R2之间磁场面积与电阻丝 R3和 R2之间磁场面积之比为 3:25 D无法确定上下两部分磁场的面积比值关系 【答案】AC 【解析】 当S1、 S2闭合， S3断开时， 由法拉第电磁感应定律有I1 E1 R1R2 I；同理，当 S2、S3闭合，S1断开时有 I2 E2 R2R35I，当 S1、S3 闭合，S2断开时有 I3 E3 R1R3.。 又 R1:R2:R31:2:3，设 R1、R2、R3的电阻分别为 R、2R、3R，又根据磁场的分布和法拉第电磁感应 定律知三者回路中产生的感应电动势关系有 E3E1E2，联立以上各式解得 I37I.，选项 A 正确； 根据法拉第电磁感应

11、定律有 E11 t BS1 t 3IR，E22 t BS2 t 25IR，则电阻丝 R1和 R2之间 磁场面积与电阻丝 R3和 R2之间磁场面积之比为 3:25，选项 C 正确 D 错误。 二、填空题二、填空题 6实验小组利用如图甲所示的实验装置，探究外力对滑块做功与滑块动能变化的关系 (1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平 气源供气后， 利用现有器材如何判断导轨是否水平？答： _. (2)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm；实验时将滑块从图甲所示位置由静 止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间 t0.62410 2s，则滑块经过光电门时的瞬 时速度为_m/s(保留 3

12、位有效数字)在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、 _和_(文字说明并用相应的字母表示)(3)本实验中，外力对滑块做功W的表达式为 _，滑块(和遮光条)动能变化量Ek2Ek1的表达式为_通过几次实验，若两者在误差 允许的范围内相等，从而说明合外力对滑块做功等于滑块动能变化量 (4)本实验中产生系统误差的主要因素：_. 【答案】：(1)将滑块轻放到导轨上，看滑块是否能静止，若静止，说明轨道水平 (2)1.560 2.50 滑块与遮光条的质量M 光电门与滑块在运动起点时遮光条之间的距离L (3)mgL 1 2M( d t) 2 (4) 钩码重力大于滑块受到的拉力、滑轮的轴受到的阻力等 【

13、解析】(1)将滑块轻放到导轨上，气源供气后，滑块与导轨之间会形成一层很薄的气体层，使滑块 悬浮导轨上，滑块若能静止，则说明滑块所受合力为零，导轨水平(2)d1.5 cm120.05 mm 1.560 cm；vd/t2.50 m/s；计算滑块与遮光条的动能，需要知道其质量M；计算外力对滑 块做的功，需要知道滑块运动的距离L.(3)本实验中，滑块受的拉力为mg，故外力对滑块做的功W mgL；滑块与遮光条的初动能为零，故其动能变化量等于末动能Ek1 2M( d t) 2.(4)本实验按钩码的 重力等于滑块受的拉力，实际上钩码的重力略大于滑块受的拉力，滑轮的轴受到阻力等原因，而产 生系统误差 7.(1

14、4分)如图甲,质量为M 的滑块A 放在气垫导轨B 上,C 为位移传感器,它能将滑块A 到传感器C 的 距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示 滑块A 的位移时间(st)图象和速率时间(v t)图象.整个 装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h. (1)现 给滑块A 一沿气垫导轨向上的初速度,A 的v t 图线如图乙所示.从图线可得滑块A 下滑时的加速度 a= m/s2(保留1位有效数字),摩擦力对滑块A 运动的影响 .(填“明显,不可忽略”或 “不明显,可忽略”) (2)此装置还可用来测量重力加速度g.实验时通过改变h 的大小,测出对应的加速度,然后作出a h 图

15、 象(a 为纵轴,h 为横轴),图象中的图线是一条倾斜的直线,为求出重力加速度g 需要从图象中找出. A 图线与a 轴截距a0; B 图线与h 轴截距b0; C 图线的斜率k; D 图线与坐标轴所夹面积S 则重力加速度g= (用题中和选项中给出的字母表示). (3)将气垫导轨换成滑板,滑块A 换成滑块A,给滑块A一沿滑板向上的初速度,A的 s t图象如图丙,则其v-t 图象是的 (填“对称”或“不对称”),原因是 .通过丙图可 求得滑块与滑板间的动摩擦因数= .(结果保留2位有效数字) 【答案】. (1) 6 不明显， 可忽略 （2）C g= kl （3） 不对称 由于摩擦力的存在使得滑块上滑

16、过程和下滑过程的加速度大小不同， 所以v-t 图像斜率 不同 0.27（0.26-0.28 均正确）（每空2 分）【解析】（1）从图象可以看出，滑块上滑和下滑 过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略根据加速度的定义式 可以得出a = 0 vv t = 6 m/ s2 （ 2 ） 物体下滑做匀加速直线运动，重力的分力提供加速度，mg sin =ma，解得 a = g sin= g h / l = g l h。所以对ah图像来说，测重力加速度需要测得斜率k，k =g/l，所以g= kl 。 （3）由于摩擦力的存在使得滑块上滑过程和下滑过程的加速度大小不同，所以v-t 图

17、像斜率不同， 所以v-t 图像不对称 从图上可以读出， 滑块上滑和下滑时发生位移大小约为x=0.84m-0.20m=0.64m。 上滑时间约为t1= 0.4s，下滑时间约为t2= 0.6s，上滑时看做反向 匀加速运动，根据运动学规律有：x= 1 2 a1t12，根据牛顿第二定律有mg sin+mg cos= ma1；下滑 时，有：x= 1 2 a2t22，根据牛顿第二定律有mg sin-mg cos= ma2；联立解得： =0.27。 8 8（6 6 分）分）某同学设计了一个如图所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用 的实验器材为：待测干电池组（电动势约 3V）、电流表（量程 0.6A

18、，内阻小于 1）、 电阻箱（099.99）、滑动变阻器（010）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一 个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。 （1）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为 0.20。试分析该 测量产生误差的原因是_。 （2）简要写出利用如图所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤： _； _。 （3）图是由实验数据绘出的R I 1 图象，由此求出待测干电池组的电动势 E _V、内阻 r_ 。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】 （1）满偏时滑动变阻器阻值与电流表阻值之比偏低；电阻箱的阻值不能连续调节. （2）断开 K，将 R 旋至最大值，S 掷向

19、 D；调小 R 直到电流表指针有足够偏转， 改变 R 值测出几组 I 随 R 变化的数据. （3）E=2.86 V(2.762.96 V 均给分） r=2.37 (2.372.47 均给分) 【解析】先测电流表内阻： K 闭合， S 断开， 调节滑动变阻器的滑片 P 使电流表 A 满偏， 再将 S 接通 C， 调节电阻箱 R 使电流表 A 半偏.此时电阻箱 R 的阻值即为电流表 A 的内 阻.因为电流表满偏时 I=0.6 A、 电动势 E 约为 3 V， 则回路中电阻约为 R= I E = A V 6 . 0 3 =5 . 所以测得的电流表内阻有误差的主要原因是滑动变阻器的阻值没有满足 RRA

20、和电 阻箱不能连续调节. 再测电源的电动势和内阻：K 断开，电阻值箱 R 阻值旋为最大值.S 接通 D，调节电 阻箱 R 的阻值，读出若干组 R 对应的电流.描点画图得到 I 1 -R 图象. 由 E=I （R+RA+r） 可得 I 1 = E R + E rRA ， 所以图象的斜率 k= E 1 得 8 . 8 9 . 04 = E 1 得 E=284 V 由纵轴截距 E rRA =0.9 得 r=2.37 . 三、计算题 四、9. 某机场候机楼外景如图 a 所示。该候机楼结构简化图如图 b 所示：候机楼侧壁是倾斜的，用 钢索将两边斜壁系住， 在钢索上有许多竖直短钢棒将屋面支撑在钢索上。 假

21、设每边斜壁的质量为 m， 质量分布均匀；钢索与屋面（包括短钢棒）的总重量为 m/2，在地面处用铰链与水平地面连接，钢 索固定于斜壁上端以支撑整个屋面，钢索上端与斜壁的夹角为 30；整个系统左右对称。求：（1） 斜壁对钢索是拉力的大小； （2）斜壁与地面的夹角。 【解析】 ( 分)设斜壁长度为J,斜壁对钢索的拉力大小为F,斜壁与水平地面所夹锐角为,由力矩平衡条件得 F 2 l =mg 2 l cos 钢索与屋面作为一个整体受到三个力:两端的拉力大小均为F(与水平方向的夹角为20), 竖直向下 的重力 1 2 mg； 力的平衡条件得：2Fsin（-30）= 1 2 mg 联立解得： cossin（

22、-30）= 1 4 由三角中的积化和差公式有 1 2 sin（-30-）+ sin（-30+）= 1 4 即 sin（2-30）=1 解得：=60 由式得：F= 1 2 mg. 10、（20 分）如图，水平圆盘可以绕通过盘心的竖直轴 OO转动，盘上放着两个用细线相连质量均 为 m 的小木块 P 和 Q，他们与盘面间的最大静摩擦力均为 Fm。P、Q 位于圆盘的同一条直径上，距 盘心的距离分别为 rP和 rQ,且 rPrQ。若开始时细线刚好处于自然伸直状态（即细线对木块的拉力为 0），现使圆盘缓慢加速转动，试分析： （1）圆盘的角速度 1多大时，细线才开始有拉力？ （2）圆盘的角速度由 1继续增大

23、，分析说明 P、Q 所受的摩擦力及细线的拉力的变化情况。 （3）圆盘的角速度 2多大时， P、Q 才会开始与圆盘间有相对滑动？ 【解析】（20 分）（1）（6 分）随圆盘缓慢加速转动，P、Q 可看做匀速圆周运动，其角速度逐渐 缓慢增加。开始时，静摩擦力提供他们做圆周运动的向心力，由于 rPrQ，Q 做圆周运动所需向心 力较大；随转速增加，它们受到的静摩擦力也增大，角速度达到 1时，Q 先达到最大静摩擦力，此 后细线将开始有拉力。 2 1mQ Fmr 解得 1 m Q F mr （2）（7 分）随角速度继续增加，P、Q 的向心力也增大。Q 的向心力由最大静摩擦力和 拉力共同提供，Q 受的静摩擦力

24、大小和方向不变，细线的拉力也逐渐增大；P 的向心力也由静摩 擦力和拉力共同提供，随细线的拉力增大，P 受到的静摩擦力减小，一直到静摩擦力减为 0，然 后出现静摩擦力方向改为背离圆心的方向，并且逐渐增大，直到最大静摩擦。 （3）（7 分）角速度达到 2时，P 受到静摩擦力达到最大静摩擦力，细线拉力设为 FT， P、Q 将要开始相对于圆盘滑动。 对于 Q 有 FT 2 2mQ Fmr 对于 P 有 2 2TmP FFmr 解得 2 2 () m QP F m rr 11（20 分）如图甲为一研究电磁感应的装置，其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各 时刻 t的电流I 数据实时送到计算机，

25、经计算机处理后在屏幕上显示出 I - t图象。 已知电阻R = 0.60， 杆的电阻 r = 0.40， 杆的质量 m 及悬挂物的质量 M 均为 0.10kg， 杆长 L = 1.0m。实验时， 先断开 S， 取下细线调节轨道，当倾角为 时，杆恰好能沿轨道匀速下滑，然后固定轨道，闭合 S，在导轨区 域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场。 现让杆在物 M 的牵引 下从图示位置由静止开始释放，计算机屏幕上立即显示出如 图乙所示的 I - t 图象。设杆在运动过程中始终与平行轨道垂 直，细线始终与轨道平行，导轨的电阻、细线与滑轮间的摩 擦均忽略不计，取 g = 10m/s2，结果保留两位有效数字。试求：

26、 (1)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小； (2)00.40s 内通过 R 的电荷量 q； (3)00.40s 内 R 上产生的焦耳热 QR。 【解析】(1) 断开 S 时，有 f = G1 （1 分） 接通 S 后，由图知，杆运动达到稳定时的电流 I = 1.0A f + BIL = G1 + Mg （1 分）得 B = Mg IL = 1.0T （1 分） (2)0.40s 内通过电阻的电荷量为图线与 t 轴包围的面积 由图知：总格数约为 159 格(155163 均正确) q = 1590.040.04C = 0.25C （或 0.26C） (3)由图知：0.40s 末杆中的电流 I =

27、 0.88A I = BL R + r （2 分） = 0.88m/s q = (R + r)t t = BLx R + r （2 分） x = 0.25m （或 0.26m） Mgx = 1 2 ( M + m )2 + Q （2 分） Q = qMg(R + r) BL - 1 2 ( M + m )2 = 0.17J （或 0.18J） QR = R R + r Q = 0.10J （或 0.11J） 12.(18 分)如图所示，在空间建立 O-xyz 坐标系，水平向右 为 x 轴正方向，竖直向上为 y 轴正方向，垂直纸面向外为 z 轴的正方向（图中未画出）一个放射源放在 x轴上 A 点

28、(2 300a， ，)，它能持续放出质量为 m，带电量为 +q，速度大小为v0的粒子，粒子射出方向与 x 轴夹角可 调节，在第二象限区域外加场的作用下，粒子射出后总由 y 轴上 C 点（0 30a， ，）以垂直于 y 轴的方向射入第一象 限而在 y 轴右侧相距为 a 处有与 x 轴垂直的足够大光屏 PQ，y 轴和光屏 PQ 间同时存在垂直纸面 向外、大小为 E0的匀强电场以及大小为 0 0 2 mv B qa 的匀强磁场，不计粒子的重力 （1）若在第二象限整个区域仅存在沿y 轴方向的匀强电场，求该电场的场强 E； （2）若在第二象限整个区域仅存在垂直纸面的匀强磁场，求磁感应强度 B； （3）在

29、上述两种情况下，粒子最终打在光屏上的位置坐标 【解析】（1）设粒子射出时速度方向与 x 轴正方向夹角为，则有， 3 tan2tan23 2 3 a a ，所以=60 （2 分） 0 0 0 3 sin60 2 y v vv， 2 23 y qE av m ，所以 2 0 8 mv E qa （2 分） （2）设粒子在第二象限磁场中做匀速圆周运动的半径为 R， 则 0 mv R qB ， 2 2 2 2 33RaRa， （2 分） 得3.5Ra， 0 2 7 mv B qa （2 分） （3）在第一种情况下，粒子进入第一象限的速度为 v1，v1= v0cos60= 0 2 v （1 分） 在磁场

30、 B0中做匀速圆周运动的半径 1 1 0 mv Ra qB （1 分） 从进入第一象限到打到光屏上的时间为 1 0 4 Ta t v （1 分） 粒子在 z 轴方向上做初速度为 0 的匀加速直线运动，在 t1时间内沿 z 轴方向通过的距离 22 2 00 11 2 0 1 22 qEqEa zt mmv ， 则粒子在光屏上的位置坐标为 22 0 2 0 2 2 qEa aa mv ， ， （1 分） 在第二种情况下，粒子进入第一象限的速度为 v2，v2= v0 （1 分） 在磁场 B0中做匀速圆周运动的半径 2 2 0 2 mv Ra qB （1 分） 从进入第一象限到打到光屏上的时间为 2 0 123 Ta t v （1 分） 粒子在 z 轴方向上做初速度为 0 的匀加速直线运动，在 t2时间内沿 z 轴方向通过的距离 22 2 00 22 2 0 1 218 qEqEa zt mmv ， 则粒子在光屏上的位置坐标为 22 0 2 0 3+1) 18 qEa aa mv ，(，