2020強(qiáng)基計(jì)劃物理模擬試題一

2020年強(qiáng)基計(jì)劃物理模擬試題（一） 姓名一．選擇題（每題4分）..根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量E等于。為普朗克常量，c、入為真空中的光速和波長(zhǎng)）（）（A）h （B）號(hào)。汝 （D）:.如圖，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長(zhǎng)度為l，管內(nèi)外水銀面高度差為h。若溫度保持不變，把玻璃管稍向上提起一段距離，則（）（A）h、l均變大（B）h、l均變?。–）h變大l變小（D）h變小l變大3．分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距離的變化而變化。則（）（A）分子間引力隨分子間距的增大而增大（B）分子間斥力隨分子間距的減小而增大（C）分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大（D）分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大4.一定量的理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過程。其中bc的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da和bc平行。則氣體體積在（）（A）ab過程中不斷增加 （B）bc過程中保持不變（C）cd過程中不斷增加（D）da過程中保持不變.如圖，一列沿％軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，振幅為2cm,波速為2m/s。在波的傳播方向上兩質(zhì)點(diǎn)a、b的平衡位置相距0.4m（小于一個(gè)波長(zhǎng)），當(dāng)質(zhì)點(diǎn)a在波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b在％軸下方與l軸相距1cm的位置。則（） a b0.4m（A）此波的周期可能為0.6s （B）此波的周期可能為1.2s0.4m（C）從此時(shí)刻起經(jīng)過0.5s,b點(diǎn)可能在波谷位置（D）從此時(shí)刻起經(jīng)過0.5s,b點(diǎn)可能在波峰位置二．填空題.（每小題5分）.如圖，上端開口的圓柱形氣缸豎直放置，截面積為5x10Fm2.一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0kg的光滑活塞封閉在氣缸內(nèi)，其壓強(qiáng)為Pa（大氣壓強(qiáng)取1.01x105Pa,g取10m/s2）。若從初溫27℃開始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由0.50m緩慢地變?yōu)?.51m。則此時(shí)氣體的溫度為℃o.如圖，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c質(zhì)量分別為m1、m2、M（M》m1,M》m2）,在c的萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑之比為q:rb=1:4,則它們的周期之比Ta:Tb=，從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，a、b、c共線有次。

三．實(shí)驗(yàn)題.（每小題8分）.卡文迪許利用如圖所示的扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了引力常量G。（1）（多選題）為了測(cè)量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角，該實(shí)驗(yàn)裝置中采取使“微小量放大”的主要措施是（ ）（A）減小石英絲的直徑（B）增大T型架橫梁的長(zhǎng)度（C）利用平面鏡對(duì)光線的反射（D）增大刻度尺與平面鏡的距離（2）已知T型架水平橫梁長(zhǎng)度為l，質(zhì)量分別為m和m’的球，位于同一水平面內(nèi)，當(dāng)橫梁處于力矩平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得m、m′連線長(zhǎng)度為廠，且與水平橫梁垂直，同時(shí)測(cè)得石英絲的扭轉(zhuǎn)角度為0，由此得到扭轉(zhuǎn)力矩k0（k為扭轉(zhuǎn)系數(shù)且已知），則引力常量的表達(dá)式G=。.用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值匕同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③用丫-1/p圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖2所示圖線。（1）為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是 。（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是 和 。（3）如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如圖所示的V-1/p圖線不過原點(diǎn)，則代表 。六.計(jì)算題.（13分）如圖預(yù)18—1所示，桿OA長(zhǎng)為R，可繞過O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其端點(diǎn)A系著一跨過定滑輪B、C的不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩的另一端系一物塊M，滑輪的半徑可忽略，B在O的正上方，OB之間的距離為H。某一時(shí)刻，當(dāng)繩的BA段與OB之間的夾角為a時(shí)，桿的LlT.n1角速度為①，求此時(shí)物塊M的速率vM。

LlT.n1.（13分）如圖，寬度為L(zhǎng)=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架的電阻非均勻分布。將質(zhì)量m=0.1kg,電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好。以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)椋ポS正方向建立坐標(biāo)。金屬棒從％0=1m處以%=2m/s的初速度，沿％軸負(fù)方向做a=2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求：（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5m,框架產(chǎn)生的焦耳熱Q（2）框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置％變化的函數(shù)關(guān)系；（3）為求金屬棒ab沿％軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過程中通過ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R,然后代入q=^=誓求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法RR解出結(jié)果。XXP1x/m工 工 工 工 工 XXP1x/m工 工 工 工 工 X.xxxBx x>0xXXXXXX.（14分）如圖,一質(zhì)量不計(jì),可上下移動(dòng)的活塞將圓筒分為上下兩室,兩室中分別封有理想氣體。筒的側(cè)壁為絕緣體,上底N、下底M及活塞D均為導(dǎo)體并按圖連接，活塞面積S=2cm2。在電鍵K斷開時(shí)，兩室中氣體壓強(qiáng)均為p0=240Pa,ND間距11=1^m,DM間距12=3^mo將變阻器的滑片P滑到左端B,閉合電鍵后，活塞D與下底M分別帶有等量導(dǎo)種電荷，并各自產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下活塞D發(fā)生移動(dòng)。穩(wěn)定后，ND間距11,=3^m,DM間距12'=1Rm,活塞D所帶電量的絕對(duì)值q=￡0SE（式中E為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)，常量￡0=8.85x10-i2C2/Nm2）。求：（1）兩室中氣體的壓強(qiáng)（設(shè)活塞移動(dòng)前后氣體溫度保持不變）；（2）活塞受到的電場(chǎng)力大小耳；（3）M所帶電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小EM和電源電壓U；（4）使滑片P緩慢地由B向A滑動(dòng)，活塞如何運(yùn)動(dòng)，并說明理由。

13.(14分)當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)距離一個(gè)質(zhì)量為M、半徑為R的質(zhì)量均勻分布的致密天體中心的距離為r(rNR)時(shí)，其引力勢(shì)能為Ep=—GMm，其中G=6.67x10tiNm2kg2為萬有引力常量，設(shè)致密天體是中子星，其半徑R=10km,質(zhì)量M=1.5M(M=2.0x103。kg,為太陽(yáng)質(zhì)量)日日(1)1kg的物質(zhì)從無限遠(yuǎn)處被吸引到中子星的表面時(shí)所釋放的引力勢(shì)能為多少？(2)在氫核聚變反應(yīng)中，若參加核反應(yīng)的原料的質(zhì)量為m,則反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為0.0072m,問1kg的原料通過核聚變提供的能量與第1問中所釋放的引力勢(shì)能之比是多少？(3)天文學(xué)家認(rèn)為：脈沖星是旋轉(zhuǎn)的中子星，中子星的電磁輻射是連續(xù)的，沿其磁軸方向最強(qiáng)，磁軸與中子星的自轉(zhuǎn)軸方向有一夾角(如圖所示)在地球上的接收器所接收到的一連串周期出現(xiàn)的脈沖是脈沖星的電磁輻射，試由上述看法估算地球上接收到的兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔的下限。2020年強(qiáng)基計(jì)劃物理模擬試題(一)．選擇題1、A， 2、A， 3、B， 4、A、B 5、A、C、D，二.6、1.05x105,33, 7、1:8,14,三．實(shí)驗(yàn)題.(1)C、D,(2)kr2,mm'l.(1)在注射器活塞上涂潤(rùn)滑油,(2)移動(dòng)活塞要緩慢；不能用手握住注射器封閉氣體部分,(3)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積,四、計(jì)算題.桿的端點(diǎn)A點(diǎn)繞O點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，其速度匕的方向與桿。4垂直，在所考察時(shí)其大小為(1)對(duì)速度vA作如圖預(yù)解18-1所示的正交分解，沿繩BA的分量就是物塊M是速率vM，則vM=VAcos①由正弦定理知sin/OABsinavM=VAcos①由正弦定理知sin/OABsina由圖看出兀/OAB=—+中

2由以上各式得vM=3Hsina,11.(1)金屬棒僅受安培力作用，其大小F=機(jī)。=0.2N,金屬棒運(yùn)動(dòng)0.5m耳熱等于克服安培力做的功，所以Q=Fs=0.1J,框架中間生的焦(2)金屬棒所受安培力為F=BIL,I=E=BLv,F=BLv=ma，由于棒做勻減速運(yùn)動(dòng)，vRR R1 ：-： B2L2, -,、=\；v02—2a(x0—x)，所以R=ma\i'v02—2a(x0—x) =0.4\'x(SI),BLs(3)錯(cuò)誤之處是把0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入q=BLs進(jìn)行計(jì)算，正確解法是q=〃，因?yàn)镕mat—BIL—ma,q—Dr—0.4C,BL12.(1)p點(diǎn)p1l’1解得P1=80PaP012=P21'2，解得P2=720Pa

(2)根據(jù)活塞受力的平衡，F(xiàn)二(p2—PJS=0.128N。(3)因?yàn)镋為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)，Em是M所帶電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小，所以E=2Em，- - - FF F F1F/ ……所以q=8sE=2esE，所以E=—= ，得E=: =6x106N/c。0 0M Mq2ssE M22es0M o0電源電壓U=2EMI]12V⑷因%減小，E⑷因%減小，EMD減小，向下的力F減小，UDN增大，EDN減小，向上的力F增大,活塞向上移動(dòng)。13.(1)根據(jù)能量守恒定律，質(zhì)量為m的物質(zhì)從無限遠(yuǎn)處被吸引到中子星的表面時(shí)所釋放的引力勢(shì)能AE1應(yīng)等于對(duì)應(yīng)始末位置的引力勢(shì)能的改變，故有0-(-GMm、TOC\o"1-5"\h\zAEi=〔RJ_GM ⑴mmRAE代入有關(guān)數(shù)據(jù)得一1~2.0x1016J-kg-1 (2)m(2)在氫核聚變反應(yīng)中,每千克質(zhì)量的核反應(yīng)原料提供的能量為AE2=0.0072c2 (3)m所求能量比為AE2所求能量比為AE2/mAE1/m1X一31(4)MG代入數(shù)據(jù)得tMG代入數(shù)據(jù)得t>4.4x10-4s(8)(3)根