1、2021年湖南省长沙市雅礼中学强基计划物理模拟试卷一、选择题（共8小题，每小题3分，满分24分） 11951年，物理学家发现了“电子偶素”。所谓“电子偶素”，就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统。已知正负电子的质量均为me，普朗克常量为h，光速为c。若正负电子是由一个光子和核场相互作用产生的，且相互作用过程中核场不提供能量，则（）A此光子的频率必须大于v0=B此光子的频率必须大于v0=C此光子的频率必须小于v0=D“电子偶素”的总动能等于光子能量 2一弹性小球从某一高度H自由下落到水平地面上，与水平地面碰撞后弹起，假设小球与地面的碰撞过程中没有能量损失，但由于受
2、到大小不变的空气阻力的影响，每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的34。为使小球弹起后能上升到原来的高度H，则在小球开始下落时，需在极短时间内给小球补充的能量为（）A14mgHB47mgHC27mgHD34mgH 3已知电势是标量，空间某点的电势是各部分电荷在该点的电势的代数和；电场强度是矢量，空间某点的电场强度是各部分电荷在该点的电场强度的矢量和，如图所示，三根绝缘均匀带电棒AB、BC、CA构成正三角形，三根棒均带正电.现测得正三角形的中心O点的电势为1，场强大小为E1，方向指向A，当撤去带电棒BC之后，测得其中心O点的电势为2，场强大小为E2，方向背离A.规定无穷远处电势为零，如果同时
3、撤去带电棒AB和AC，则关于点O的场强大小和电势，下列说法正确的是（）AO点的场强大小为E1-E2BO点的场强大小为E1+E2CO点的电势为1-2D O点的电势为1+2 4如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为r。在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径为R，且R=3r。现在进行倒带，使磁带绕到A轮上，倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮。经测定磁带全部绕到A轮上需要的时间为t，则从开始倒带到A、B两轮的角速度相等所需要的时间为（） 5如图所示，一质量为M、长度为L的均匀桥板AB，其A端连在桥墩上，可以自由转动，B端搁在浮在水面的方形浮
4、箱C上。一辆质量为m的汽车P从A处匀速驶向B处，设浮箱为长方体，上下浮动时上表面光滑并保持水平，且始终在水面以上，上表面面积为S；水密度为P；汽车未上桥面时桥面与浮箱上表面的夹角为。若汽车在桥面上行驶的过程中，浮箱沉入水中的深度增加，则浮箱沉入水中的深度的增加量H与汽车P离桥墩A的距离x的关系（汽车P可以看作一个质点）是（） 6如图所示，细绳的一端固定，另一端拴一质量为m的小球，绳长为l，拉起小球，使悬线沿水平方向伸直.若将小球由静止释放，则在小球运动到最低点的过程中，小球所受重力的功率的最大值是（） 7从地面斜向上抛出一个质量为m、带电量为+g的小球，当小球到达最高点时，小球具有的动能与势能
5、之比是9：16，选择地面为重力势能参考面，现在此空间加上一个平行于小球运动平面的竖直匀强电场E，以相同的初速度抛出原小球，小球到达最高点时的动能等于重力势能。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A小球抛出时速度的水平分量与竖直分量的比值为4：3B小球第二次在空中运动的水平位移小于第一次在空中运动的水平位移C所加电场方向一定竖直向上，且满足qEmgD所加电场的场强大小一定是 8如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，A、B间距离为L，左、右两端均接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m、长为L、阻值为R的导体棒MN放在导轨上，
6、甲、乙两根相同的轻质弹簧一端均与MN棒的中点固定连接，另一端均被固定，MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨电阻忽略不计。初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN棒具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，MN棒第一次运动至最右端，这一过程中A、B间电阻R上产生的焦耳热为Q，则（）A初0时刻受到的安培力大小为B从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热大于2QC当棒再次回到初始位置时，A、B间电阻R的功率为D当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为14mv02-3Q二、解答题（共4小题，满分0分） 9如图为测定肺活量的装置示意图，图中A为倒扣在水中的开口圆筒，测量前排尽其
7、中的空气，测量时被测者尽力吸足空气，再通过B将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起.测得圆筒A的质量为m，横截面积为S。若某次测量时空气进入圆筒后，简底浮出水面的高度为，大气压强为P0，水的密度为P，不计气体质量，求被测者的肺活量。 10如图（a）所示，在足够长的光滑水平面上放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A，一质量为m2=1kg的小物体B以初速度v0滑上A的上表面的同时对A施加一个水平向右的力F，A与B之间的动摩擦因数为=0.2，g=10m/s2；小物体B在A上运动的路程S与力F的关系如图（b）所示。求v0、F1、F2。 11如图（a）所示，平行金属板A和B间的距离
8、为d，现在A和B板上加一如图（b）所示的方波形电压，当t=0时，A板的电势比B板的高，电压的正向值为U，反向值为。现有由质量为m、电荷量为q的带正电的粒子组成的粒子束从AB的中点O处以速度v0沿平行于金属板方向的直线OO射入，所有粒子在A、B间的飞行时间均为T，不计重力的影响。（1）若粒子在交变电压的正半周进入电场，则击中O点的粒子进入电场的时刻为多少？（2）电场力对每个击中O点的粒子做的功是多少？ 12近些年我国航天事业正在蓬勃发展，对于人造卫星的发射，曾经有人提出了利用“地球隧道”发射人造卫星的构想：沿地球的一条弦挖一通道，在通道的两个出口处分别将一个物体和待发射卫星同时释放，只要物体质量
9、相比卫星质量足够大，待发射的卫星就会被反弹射出通道口。（1）如图（a）所示，将一个质量为m的质点置于质量分布均匀的球形天体内，质点离球心O的距离为r.已知天体内部半径在rR范围内的“球壳”部分（如图a中灰色部分所示）对质点的万有引力为零，求质点所受万有引力的大小F，（已知天体密度为P）。（2）如图（b）所示，设想在地球上距地心h处沿一条弦挖了一条光滑通道AB。从A点由静止释放一个质量为M的物体，试求该物体下落到通道中心O点处的速度大小（设地球表面重力加速度为g0，地球半径为R0，可忽略通道AB的内径大小和地球自转影响）。（3）如图（c）所示，如果在A、B处同时释放两个物体，质量分别为M和m，它们同时到达O点发生弹性正碰，设M远大于，计算时可取0，那么小物体m返回后从B处飞出，为使飞出速度达到地球第一宇宙速度，应为多大？
