2020年强基计划备考物理模拟训练卷(一)

何为强基计划？1月15日，教育部发布《关于在部分高校开基展础学科招生改革试点工作的意见》，正式官宣：自2020年起，36所“双一流A类”高校将试点实施“强基计划”，原有高校自主招生方式不再使用。强基计划主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”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。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。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。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。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。,用于对旅客的行李进行安全检查.其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行.旅客把行李无初速度μ=0.1,A、B间的距离为2m,g取10m/s2.若乘B处取行李,则().A乘客与行李同时到达B乘客提前0.5s到达B处;C行李提前0.5s到达B处;D若传送带速度足够大,行李最快也要2.5s才能到达【解析】行李放在传送带上后，在摩擦力的作用下做匀加速运动，a=μg=1m/s2，vLx1速度最大到1v用时x=t=0.5m，接着以速度v匀速运动到B点，t=2v21L=1.5s.所以行李总用时t=t+t2=2.5s，人匀速运动B处用时t’==2s，所以乘客提前0.5s到1v达B处，故B正确A、C错误；若传送带速度足够大，行李从A到B一直做加速运动用时最1短，由L=at02，解得：t0=2s，所以D错误。22．图中A、B为两块金属板，量为m的带正电的点电荷自贴在近A板处行、两板的面积很大以u表示点达B板时分别与高压直流电源的正负极相连。一个电荷量为q、质）。已知当A、B两板平达B板时为u，在下列情况下静止释放（不计重力作用且两板间的距离很小时，它刚到的速度0电荷刚到的速度，则[]A．若A、B两板不平行，则u＜u0B．若A板面积很小，B板面积很大，则u＜u0C．若A、B两板间的距离很大，则u＜u0D．不论A、B两板是否平行、两板面积大小及两板间距离多少，u都等于u0【答案】D.【解析】电荷量为q、质量为m的带正电的点A、B两板不平行，电场力做功不变，则u=u，选项A错误。若A板面积很小，电场力做功不变，则u=u，选项B错误。若A、B两板间的距离很大，电荷自贴在近A板处静止释放，电场力做功W=qU，若B板面积很电场力做功不变，小及两板间距离多少，只要两u都等于u0，选项D正确。0大，0则u=u0，选项C错误。不论A、B两板是否平行极板之间电压相同，电场力做功就相等，、两板面积大3.2.如图，一劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m的小小球的平衡位置O作为坐标原点，x轴正方向朝下。若取坐标原点为系统势能的零点，则当小球位于坐标为x的位置时，系统的总势能为球，以0A.C.-mgB.D.【答案】D【解析】由题意可得，取坐标原点为系统的势能零点，此时小球处于平衡位置，弹簧的伸长mgkmgk量，则当小球位于坐标为x的位置时，弹簧的伸长量为x0+，故相对于O点，弹性01mg1mg（k势能的增加量为p1E=kx+)-（)；又因为该位置比重力势能的零位置低x，022k2k故它的重力势能为Ep2=-mgx0；所以系统的总势能为Ep=Ep1+Ep2=12（kx+)mg1mg-（k)21kx2，选项D正确。22k-mgx0=2k004.涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式，某研究所用制成的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．如图所示，模型车的车厢下端安装有电磁铁系统，电磁铁系统能在其下方的水平轨道（间距为L）中的长为L、宽为L的矩形区域112内产生匀强磁场，该磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．将长大于L、宽为L12L．已知模型车的总的单匝矩形线圈等间R，导线粗细忽略不计，空气阻力不计．在某次实验中，后，则：隔铺设在轨道正中央，其间隔也为质量为m，启动电磁系2每个线圈的电阻为统开始制动A．在电磁铁系统的磁E=BL1L2场全部进入任意一个线圈的过程中，线圈中产生的感应电动势为BLL12RB．在电磁铁系统的磁C．电磁铁系统在线框上方任一时B2L2vD．电磁铁系统在线框上方任一时刻以速度v运动时的加速度a=mR【答案】：BD【解析】：在电磁铁系统场全部进入任意一个线圈的过程中，度v运动时，所受的电磁阻力为F=BLv1通过线圈的电荷量q=刻以速1BLL线框中的平均感应电动势E=12，t滑进线圈正上方的△t过程中，BLL12R平均电流I=E/R，通过线圈的电荷量q=I△t，联立解得q=，选项A错误B正确。电磁铁系统在牛顿第三定律，电磁铁会受该线框作用的大小等于线框所受到的安培力F。F=BIL1，线框上方任一时刻以速度v运动时，阻力，均有一个L边在磁场中切割磁感线运动。由1B2L2v1RB2L2v1mRI=E/R，E=BL1v，联立解得F=错误D正确。。电磁铁系统减速运动的加速度a=F/m=，选项C5．图a和图b分别表示某理想气体体系经历的两个循环过程；前者由甲过程（实线）和绝热过程（虚线）组成，后者由乙过程（实线）和等温过程（虚线）组成。下列说法正确的是A．甲C．甲过程【答案】CB．甲、乙两过程均吸热D．甲过程吸热，乙过程放热【解析】在图a的过程甲中，压强在减小，体积在增大，故它是一个气体膨胀过程，气体膨胀对外做功；又经过绝热过程返回，绝热过程没有热量的交换，在这个过程积V轴所围成的与V轴围成的面积，说明绝热过程外界对气体做功大，所以整个过程外界力学第一定律ΔU=ΔW+ΔQ可知，面对气体做正功，而一个循环的内能是保持不变的，由热ΔW>0，故ΔQ<0，即甲过程是放热的；b的过程乙膨胀过程，气体膨胀相等的，即内所以对过程乙而言，利用热力学第一定律ΔU=ΔW+ΔQ可知，ΔW<0，故ΔQ>0，吸热的；选项C正确。又经过等温过程返回，说明乙过程的初温和末温是10分）田径场上某同学将一铅球以初速度抛出，该铅球抛出点的高度为H。铅，对应的抛射角球在田径场上的落点与铅球抛出点的最大水平距高为为。重力加速度大小为g。vv22gHv答案：xmax=00；β=arctan。2gH0gv02β，则水平速度为v=vcosβ，竖直速度为v=vsinβ，x0y01H2gt2xgtH=，tt2txgtH则由（vcosβ）2+（v0sinβ）2=1得（）+（）2=1，202tt整理得：gt-4（gH+v02）t2+4（x2+H2）=024因为时间t有解，故Δ=[4（gH+v02）]2-4g2×（x2+H2）≥0，vv22gHvv002gH2解之得：x≤00，故xmax=；gg（2v2gH）v22gHx再解得t=0，故cosβ==0。（2gH）2vgvt00方法二：我们设抛射角为β，球落地的速度为v，则水平速度为v=vcosβ，我们画出抛x0出时的初速度v与落地末速度v的矢量图如右图所示，则根据面011积相等，得×v0×v×sin（β+α）=×Δv×v0×cosβ；22因为Δv=gt，x=vx×t=v0×cosβ×t111故×v0×v×sin（β+α）=×gt×v0×cosβ=gx；222vvsin()所以x=，所以当sin（β+α）=1时，x取极大0g值，11vv0g即x=，又因为铅球抛出后机械能守恒，则mv02+mgH=mv2，所以max22v22gH，0v=vv22gH00。gv0vv022gH再由矢量三角形可知，tanβ=，即对应的抛射角v0v0v22gHβ=arctan。07.2011年8月中国发射的宇宙飞船“嫦娥二号”完成探月任务后，首次从绕月轨道飞向日地延长线上的拉格朗日点，在该点，“嫦娥二号”和地球一起同步绕太阳做圆周运动。已知太阳和地球的质量分别为M和M，日地距离为R。该拉格朗日点离地球的距离x满足的方程SE为，由此解得x≈。（已知当λ<<1时，（1+λ）n≈1+nλ）MRE3M1M【答案】+MME3=S(R+x)3SRx2x2RS【解析】设“嫦娥二号”质量为m，绕太阳运动的角速度为ω，根据题述，在拉格朗日点，对“嫦娥Mm二号”绕太阳运动，由万有引力定律和牛顿运动定律，G+GMm=mω2(R+x)，SEx2Rx2MMER对地球绕太阳运动，由万有引力定律和牛顿运动定律，GS=MEω2R，2M联立解得：该拉格朗日点离地球的距离x满足的方程为+MMS(R+x)。R3=ESRx2x2MSRxMMRS(1-2x),R由于x<<R，则有：==Sx21R222RMRxMM=S(R+x)。即S(1-2)+ERx22R313M解得：x≈R。E3MS8.（10分）在“利用电流传感器（相当于理电想流表）测定干电池电动势和内阻”的实验中，某同学利用两个电流传感器和定值电阻R0=2000Ω以及滑动变阻器，设计了如图a所示的电路，减小实验。该同学测出的实验数据如下表所示。表中I和I分别是通过电流传感器1和2的电流。该电流的值通过数据采集器输入到计算机，数据采集器和计算机对原电路的影响可忽略。（1）在图b中绘出I—I图线；12（2）由I1—I2图线得出，被测电池的电动势为V，内阻为Ω。【参考答案】（1）I—I2图线为1（2）3.01.0【解析】EI—I图线。对电路，由闭合电路欧姆定律，E=IR+（I1+I2）r，变化成：I=12101Rr利用描点法绘出0rErI，对比绘出的I—I图线可知=1.5，=0.5×10-3，联立解得：r=1.0Ω，Rr12Rr-Rr2000E=3.0V。9．正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为V，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。【解析】如答图1/6与器壁S发生碰撞，碰壁粒子总数为3，其内的粒子在t时间内有623ItF110.(20分)有一块长条形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5cm2，通有电流2mA时，其内自7.5×10-5m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5m/s.已知2.4×103kg/m3，原子量是28.电子的电量荷大小为e=1.6×10-19C。若一个硅至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料中平均多少个硅才有一个硅原子释放？阿伏伽德罗常数为N=6.02×1023mol-1。原子原子中出自由电子0【解析】设此半导体单位体积内有n个自由电子(因此也有n个空穴),以S表示此半导体的横截面积，,v和v2分别表示半导体中空穴和自由电子的定向移动速率，成的电流，,则I和I分别表示半导体中空l穴和自由电子定向移动形l2半导体中的总电流为由此得由题意知,此半导体单位体积内有n个硅原子释放出自由电子.单位体积半导体硅内的原子个M分别为硅的密度和摩尔质量,,N=6.02×1023mo1-1是阿伏伽德罗常数.由④⑤式得0即此半导体材料中,平均约1×105个硅原子释放出一个自由电子.11.(20分)如图，导热性能良好的气缸A和B高度均为h（已除开活塞的厚度），横截面积不T的恒温槽内，它们的同，竖直浸没在温度为0缸内各有一个活塞，质量分别为mA=2m和mB=m，活塞与气缸之间无摩为理想气体，上方为均为h/2。现保持恒温槽温度压力从零增加，直至其大小等于2mg（g为重力加速度）为压力不变；系统再次达到平衡后，缓慢升高恒温槽的温度，对气体热加，直至气缸B中活塞底面恰好回到高度为h/2处。求：擦，两活塞的下方真空。当两活塞下方气体处于平衡状态时，两活塞底面相对于气缸底的不变，在两活塞上面同时各缓慢上加同样大小的压力，让止，并一直保持两活塞上的（1）两个活塞的横截面积之比SA∶SB。（2）气缸内气体的最后的温度。（2）两活塞上各放一质量为2汛的质点前,气体的压强pl和体积V1分别为两活塞上各放一质量为2m的质点后和,B中活塞将一直下降至气缸底部为止,B中气体全部进入气缸并未上升到气缸顶部,气体的压强pl为,B中活塞所受到的气体压力小于它和质点所受重力之A.。假设此时气缸A中活塞设平衡时气体体积为‰.由于初态末态都是平衡态,由理想气体状态方程有.缓慢加热时先等压膨胀,B中活塞不动,A中活塞上升;A中活塞上升至顶部后,气体等容等压T时,该活塞设此时气缸内气体的温度为T,由状态方程有⑩气体对活塞所做的总功为12.12．（平板左端与劲度系数为弹簧的另一端固定在墙面上；平板上面有一质平板静止，而小物块以某一速度向右开始运动。已知小物块（1）证明：在小物块相对于平板向右滑动过程中，平板的运动是简谐运动，求该简谐（2）若平板从t＝0时刻开始运动至四分之一周期时，恰好小物块第一次相对于平板静之一周期的过程中产生的热量。mgkM