强基计划备考物理模拟训练卷五Word文档格式.docx

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C42年;

D72年

【答案】C

【解析】根据开普勒第三定律有

=

=18

=76.4，又T地＝1年，所以T彗≈76年，彗星下次飞近地球的大致年份是1986＋76＝2062年，今年是2020年,我们还要再等2062-2020=42年才能再次看到它.，选项C正确。

2.如图所示，重为G的光滑半圆球对称地搁在两个等高的固定台阶上，A、B为半圆球上与台阶接触的点，半圆球的球心在O点，半圆球的重心C位于O点正下方，

，NA为半圆球上A点所受的弹力。

下列说法中正确的是

A．NA的方向由A指向O，NA>

G

B．NA的方向由A指向O，NA<

G

C．NA的方向由A指向C，NA<

D．NA的方向由A指向C，NA=G

【答案】B

【解析】

3．下列说法中正确的是（　　）

A．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理

B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度

C．全息照相利用了激光相干性好的特性

D．红光在水中传播的速度大于紫光在水中传播的速度

【答案】　ACD

【解析】　太阳能真空玻璃管采用镀膜技术使得镀膜前后表面的反射光发生干涉，减弱反射光，增加透射光，故A正确；

拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片，是为了减弱反射光的影响，故B错误；

全息照相利用了光的干涉，激光的相干性较好，故C正确；

红光的频率小于紫光的频率，故同种介质对红光的折射率小，再根据光在介质中的传播速度v＝

可知，红光在水中传播的速度大于紫光在水中传播的速度，故D正确．

4．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A。

M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。

在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。

已知该波的周期大于1s。

则（）

A．该波的周期为5/3s

B．在

时，N的速度一定为2m/s

C．从t=0到t=1s，M向右移动了2m

D．从

到

，M的动能逐渐增大

【答案】D

【解析】.

根据“在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处”，画出MN之间的波形图，MN之间的距离等于（3/4+n）λ=2，解得λ=8/（3+4n），周期T=λ/v=4/（3+4n）..。

由于该波的周期大于1s，n=0，所以T=4/3s。

选项A错误。

质点振动速度与波速是两个完全不同的，在

时，N的速度不一定为2m/s，选项B错误。

从t=0到t=1s，M向上移动到最高点，选项C错误。

从

，M的动能逐渐增大，选项D正确。

5．如图所示，等腰直角三角形abc区域内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab＝2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用．关于这些粒子，下列说法正确的是（　　）

A．速度的最大值为

B．速度的最小值为

C．在磁场中运动的最短时间为

D．在磁场中运动的最长时间为

【答案】　AD

【解析】　半径最大时，轨迹圆和ac相切，

由几何关系rmax＝（1＋

）l

半径最小时，轨迹圆恰好过b点，rmin＝

由qvB＝m

知vmax＝

vmin＝

又T＝

，和ac相切的圆心角为θ>

45°

，tmin>

T＝

过b点的最大圆心角θmax＝180°

，tmax＝

，故选A、D

二、填空题

6.水平力F方向确定，大小随时间变化如图a所示；

用力F拉静止在水平桌面上的小物块，在F从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度a随时间变化的图象如图b所示。

重力加速度大小为10m/s2。

由图示可知，物块与水

平桌面间的最大静摩擦力为；

物块与水平桌面间的动摩擦因数为；

在0~4s时间内，合外力对物块所做的功为。

【答案】6N0.124J

【解析】由图示图象可知，在t=2s时物块开始运动其加速度a1=1m/s2，对应的拉力为6N，所以物块与水平桌面间的最大静摩擦力为6N.根据t=2s和4s对应的力和加速度，由F1-μmg=ma1，F2-μmg=ma2，解得m=3kg，μ=0.1.

根据加速度图像与横轴所围面积表示速度变化可知，在0~4s时间内，物块速度变化4m/s，即物块末速度为v=4m/s。

根据动能定理，合外力对物块所做的功为W=

mv2=24J。

7.（12分）某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应

强度特性曲线如图甲所示,测试时,磁敏电阻的轴向方向与磁场方向相同.

（1）试结合图甲简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场变化的特点:

.

（2）某同学想利用磁敏电阻图甲所示特性曲线测试某长直导线产生的磁场,设计电路如图乙所示,磁敏电阻与开关、电源和灵敏电流表连接,长直导线与图示电路共面并通以图示方向电流,请指出本实验装置的错误之处.若装置调整正确后再进行测量,电路中所用干电池的电动势为1.5V,不计电池、电流表的内阻,试写出磁敏电阻所在磁场的磁感应强度B从0.4T至1.2T的变化过程中,通过磁敏电阻的电流I随磁感应强度B变化的关系式.

【参考答案】：

（1）磁感应强度B在0～0.2T范围内磁敏电阻随磁场非线性增大，在0.4～

1.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场线性增大

（2）磁敏电阻的轴向方向与磁场方向不相同

IA=

A

（1）由题图甲可知，B在0～0.2T范围内阻值非线性增大，B在0.4～1.0T范围内阻值线性增大。

（2）装置中磁敏电阻轴向方向与电流产生的磁场方向不相同。

磁敏电阻所在磁场的磁感应强度B从0.4T至1.2T的变化过程中，由图甲可得磁敏电阻的阻值R＝22500B－3000，由闭合电路的欧姆定律可得，通过磁敏电阻的电流AI随磁感应强度B变化的关系式为

A。

8.（16分）图中K是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；

W是可以透光的窗口，光线通过它可照射到电极K上；

C是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K所发出的光电子．R是接在电池组E（电压足够高）两端的滑动变阻器，电极K通过导线与串联电池组的中心端O连接；

G是用于测量光电流的电流计．已知当某一特定频率的单色光通过窗口照射电极K时，能产生光电子．当滑动变阻器的滑动接头处在某一点P时，可以测到光电流，当滑动头向右移动时，G的示数增大，使滑动头继续缓慢向右不断移动时，电流计G的示数变化情况是：

．当滑动变阻器的滑动接头从P点缓慢向左不断移动时，电流计G的示数变化情况是：

．

若测得用频率为ν1的单色光照射电极K时的遏止电压为V1，频率为ν2的单色光照射电极时的遏止电压为V2，已知电子的电荷量为e，则普朗克常量h＝

，金属电极K的逸出功W0＝．

【答案】逐渐增大，最后趋向一恒定值逐渐减小，最后变到零

e

【解析】根据爱因斯坦光电效应方程，Ek1=hν1-W，Ek2=hν1-W；

由动能定理，Ek1=eV1，Ek2=eV2，联立解得：

h=e

，W=

。

三、计算题

9、（18分如图所示，水平地面上固定有一半球为R的半球面，其斜上方P点与球心O之间的距离L=

R，P点距地面的高度H=

R，重力加速度为g。

要使某一质点从P点由静止开始沿一光滑斜直轨道在最短时间内滑到球面上，则此轨道与竖直方向之间的夹角θ为多大？

所需的最短时间t为多长？

A

O′

B

【解析】如图所示，以P为最高点，作一个半径为r的竖直平面内的辅助圆。

则

质点在光滑斜直轨道PQ上的加速度为

a=

=gcosα．（2分）2rcosα=

at2．（2分）

由以上两式得质点从P点由静止开始沿PQ滑到Q点的时间为

t=

（2分）即t与α无关，与

成正比。

作出以P为圆的最高点，相切于半球面A点的辅助圆，如图所示，则PA为最短时间的斜直轨道。

设辅助圆的半径为r，则有cosβ=

（1分）

在△OPO′中，有L2=（R+r）2+r2-2（R+r）rcos（180°

-β）（2分）

由以上两式得r=

R．（1分）

β=60°

（1分）

所以θ=

β=30°

（2分）

10．如图所示，水平面内有两根足够长的平行导轨L1、L2，其间距d=0．5m，左端接有容量C=2000μF的电容。

质量m=20g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计。

整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B=2T。

现用一沿导轨方向向右的恒力F1=0．44N作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经t时间后到达B处，速度v=5m/s。

此时，突然将拉力方向变为沿导轨向左，大小变为F2，又经2t时间后导体棒返回到初始位置A处，整个过程电容器未被击穿。

求

（1）导体棒运动到B处时，电容C上的电量；

（2）t的大小；

（3）F2的大小。

（1）当棒运动到B处时，电容器两端电压为U=Bdv=，

此时电容器的带电量q=CU=1×

10-2C。

（2）棒在F1作用下，有F1-Bid=ma1，

又i=△q/△t=CBd△v/△t，a1=△v/△t，

联立解得：

a1=

=20m/s2。

t=v/a1=0.25s。

（3）由

（2）可知棒在F2作用下，运动的加速度a2=

，方向向左，

又

a1t2=-[a1t·

2t-

a2（2t）2]

将相关数据代入解得F2=0.55N。

11．（20分）从地球上看太阳时，对太阳直径的张角θ=0.53°

，取地球表面上纬度为1°

的长度l=110km，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，地球公转的周期T=365天。

试仅用以上数据计算地球和太阳密度之比。

假设太阳和地球都是质量均匀分布的球体。

【名师解析】．地球绕太阳运行时，由万有引力定律和牛顿定律有

（1）

其中G为万有引力恒量，Me、Ms分别为地球和太阳的质量，r为日地间距离，T为地球公转周期。

令Rs表示太阳半径，有

（2）

由

（1）和

（2）式得

（3）

对地球表面处质量为m的物体，由万有引力定律和牛顿定律有

（4）

式中Re为地球半径，依题意，有

（5）

代入上式得

（6）

令ρs、ρe分别表示太阳和地球的密度，则有

，

（7）

由（3）、（6）、（7）式解得

（8）

代入数据解得

（9）

12.（18分）利用弹簧弹射和传送带传动装置可以将工件运送至高处.如图所示,已知传送轨道平面与水平方向成37°

角,倾角也是37°

的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接,弹簧下端固定在斜面底端,工件与皮带间的动摩擦因数μ=0.25.传送带传动装置顺时针匀速转动的速度v=4m/s,两轮轴心相距L=5m,B、C分别是传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑.现将质量m=1kg的工件放在弹簧上,用力将弹簧压缩至A点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到传送带上的B点时速度v0=8m/s,AB间的距离s=1m.工件可视为质点,g取10m/s2（sin37°

=0.6,cos37°

=0.8）.求:

（1）弹簧的最大弹性势能;

（2）工件沿传送带上滑的时间;

（3）若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在v>

4m/s的范围内调节,试推导工件滑动到C点时的速度vC随速度v变化的关系式.

（1）弹簧的最大弹性势能为Ep=mgssin37°

+

mv2，（1分）

代入数据得Ep=38J。

（2分）

（2）工件沿传送轨道减速向上滑动过程，由牛顿第二定律，

mgsin37°

+μmgcos37°

=ma1，（1分）解得a1=8m/s2

与传送带达到共同速度需时间：

t1=

=0.5s

工件滑行位移大小：

x1=

=3m<

L.

因为μ<

tan37°

，所以工件将沿传送带继续减速上滑，（1分）

-μmgcos37°

=ma2，

解得a2=4m/s2（1分）

假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则t2=

=1s。

工件滑行位移大小x2=

=2m=L-x1。

故假设成立，工件沿传送带上滑的时间为t=t1+t2=1.5s（2分）

（3）当传送带速度在4m/s<

v<

8m/s的范围内调节时，工件先以加速度a1减速向上滑行。

x1’=

（1分）

当速度减到v后又以加速度a2减速向上滑行L-x1’=

工件滑动到C点时的速度vC随速度v变化的关系式:

vC=

当传送带速度在v≥8m/s的范围内调节时，工件将沿传送带以加速度a2减速滑行到C点

vC2–v02=-2a2L

工件滑动到C点时的速度vC=2

m/s。

（2分）