2022年强基计划物理训练试卷（二）.docx

1、2022年强基计划物理训练试卷（二）一、选择题：在给出的4个选项中，有的小题只有一个符合题目要求，有的小题有多个符合题目要求。 1质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（）A推力F先增大后减小B凹槽对滑块的支持力先减小后增大C墙面对凹槽的压力先增大后减小D 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 2科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到20

2、02年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000AU（太阳到地球的距离为1AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为（）A4104MB4106MC4108MD41010M 3如图（a），质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的a-t图像如图（b）所示，S1表示0到t1时间内A的a-t图线与坐标轴所围面积大

3、小，S2、S3分别表示t1到t2时间内A、B的a-t图线与坐标轴所围面积大小。A在t1时刻的速度为v0。下列说法正确的是（）A0到t1时间内，墙对B的冲量等于mAv0BmAmBCB运动后，弹簧的最大形变量等于xDS1-S2=S3 4如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（）A通过金属棒的电流为2BCv2tanB金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为

4、BCvx0tanC金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电D 金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 5如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）AL1先变暗后变亮，L2一直变亮BL1先变亮后变暗，L2一直变亮CL1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗DL1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 6如图所示，由波长为1和2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上

5、并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为1和2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（）A12，M是波长为1的光出射位置B12，N是波长为1的光出射位置C12，M是波长为1的光出射位置D12，N是波长为1的光出射位置 7如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率12，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是（）ABCD二、实验 8某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔

6、0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为 m/s，竖直分量大小为 m/s；（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为 m/s2。 9小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6A的电流表、一个电池组（电动势E不大于4.5V、内阻r未知）、一个阻值为R0的定值电阻、

7、一个阻值为R1的定值电阻（用作保护电阻），开关S和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下：第一步：把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。第二步：取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R0，记下电流表的示数I0。第三步：取下定值电阻R0，将n个（n=1，2，3，4，5）待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。请完成如下计算和判断：（3）已知R0=12.0，实验测得I0=0.182A，得到数据如下表：n12345In/A0.3340.2860.2500.2240.200Y/A-12.

8、5001.9981.4951.0300.495根据上述数据作出Y-n图像，如图（b）所示，可得R= （保留2位有效数字），同时可得E= V（保留2位有效数字）。（4）本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值 影响（选填“有“或“无“）。 10某同学将一量程为250A的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图所示。（1）微安表铭牌标示内阻为0.8k，据此计算R1的阻值应为 k。按照电路图连接电路，并将R1调为该阻值。（2）开关闭合前，R2的滑片应移动到 端。（3

9、）开关闭合后，调节R2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是 。（填选项前的字母）A1、2间断路B3、4间断路C3、5间短路（4）排除故障后，调节R2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示数为98A，此时需要 （填“增大”或“减小”）R1的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。 11热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：待测热敏电阻RT（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；电源E（电动势1.5V，内阻r约为0.5）；电阻箱R（阻值范围09999.99）；滑动变阻器R1（最大阻值20）；滑动变阻器

10、R2（最大阻值2000）；微安表（量程100A，内阻等于2500）；开关两个，温控装置一套，导线若干。同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：按图示连接电路；闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；记录此时的温度和电阻箱的阻值。回答下列问题：（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”）。（2）请用笔画线代替导线，将实物图（乙）（不含温控装置）连接成完整电路 。（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00，该温度下热敏电阻的测量值为 （结果保留

11、到个位），该测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。（4）多次实验后，学习小组绘制了如图丙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐 （填“增大”或“减小”）。三、 计算题 12为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为1.0105Pa，护士把注射器内横截面积为0.3cm2、长度为0.4cm、压强为1.0105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。 13如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁

12、场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为u0。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。（1）求金属杆中的电流和水平外力的功率；（2）某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为，求：（i）这段时间内电阻R上产生的焦耳热；（ii）这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。 14带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一、带电粒子流（每个粒子的质量

13、为m、电荷量为+q）以初速度v垂直进入磁场，不计重力及带电粒子之间的相互作用。对处在xOy平面内的粒子，求解以下问题。（1）如图（a），宽度为2r1的带电粒子流沿x轴正方向射入圆心为A（0，r1）、半径为r1的圆形匀强磁场中，若带电粒子流经过磁场后都会聚到坐标原点O，求该磁场磁感应强度B1的大小；（2）如图（a），虚线框为边长等于2r2的正方形，其几何中心位于C（0，-r2）。在虚线框内设计一个区域面积最小的匀强磁场，使会聚到O点的带电粒子流经过该区域后宽度变为2r2，并沿x轴正方向射出。求该磁场磁感应强度B2的大小和方向，以及该磁场区域的面积（无需写出面积最小的证明过程）； 15如图所示，水

14、平地面上有一高H=0.4m的水平台面，台面上竖直放置倾角=37的粗糙直轨道AB、水平光滑直轨道BC、四分之一圆周光滑细圆管道CD和半圆形光滑轨道DEF，它们平滑连接，其中管道CD的半径r=0.1m、圆心在O1点，轨道DEF的半径R=0.2m、圆心在O2点，O1、D、O2和F点均处在同一水平线上。小滑块从轨道AB上距台面高为h的P点静止下滑，与静止在轨道BC上等质量的小球发生弹性碰撞，碰后小球经管道CD、轨道DEF从F点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相同，最终落在地面上Q点，已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数112，sin37=0.6，cos37=0.8。（1）若小滑块的初始高度h=0.9m，求小滑块到达B点时速度v0的大小；（2）若小球能完成整个运动过程，求h的最小值hmin；（3）若小球恰好能过最高点E，且三棱柱G的位置上下可调，求落地点Q与F点的水平距离x的最大值xmax。