2022年強(qiáng)基計(jì)劃物理訓(xùn)練試卷（一）

一、選擇題：在給出的4個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)符合題目要求，有的小題有多個(gè)符合題目要求。

• 1．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用位置x和動(dòng)量p描述，稱為相，對應(yīng)p-x圖像中的一個(gè)點(diǎn)。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化可用p-x圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則對應(yīng)的相軌跡可能是（　?。?/h2>

  A．

  B．

  C．

  D．
  組卷：411引用：8難度：0.7

  解析

• 2．北京高能光源是我國首個(gè)第四代同步輻射光源，計(jì)劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠(yuǎn)紅外到X光波段，波長范圍約為10^-5m～10^-11m,對應(yīng)能量范圍約為10^-1eV～10⁵eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點(diǎn)，在基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用科學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。速度接近光速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個(gè)現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運(yùn)動(dòng)的單個(gè)電子能量約為10⁹eV，回旋一圈輻射的總能量約為10⁴eV。下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．同步輻射的機(jī)理與氫原子發(fā)光的機(jī)理一樣

  B．用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離

  C．蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8m,不能用同步輻射光得到其衍射圖樣

  D．盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會(huì)明顯減小
  組卷：867引用：4難度：0.4

  解析

• 3．如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時(shí)拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時(shí)的速度方向相同，下列判斷正確的是（　?。?/h2>

  A．A比B先落入籃筐

  B．A、B運(yùn)動(dòng)的最大高度相同

  C．A在最高點(diǎn)的速度比B在最高點(diǎn)的速度小

  D．A、B上升到某一相同高度時(shí)的速度方向相同
  組卷：320引用：4難度：0.7

  解析

• 4．一球面均勻帶有正電荷，球內(nèi)的電場強(qiáng)度處處為零，如圖所示，O為球心，A、B為直徑上的兩點(diǎn)，OA=OB，現(xiàn)垂直于AB將球面均分為左右兩部分，C為截面上的一點(diǎn)，移去左半球面，右半球面所帶電荷仍均勻分布，則（　?。?/h2>

  A．O、C兩點(diǎn)電勢相等

  B．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)

  C．沿直線從A到B電勢先升高后降低

  D．沿直線從A到B電場強(qiáng)度逐漸增大
  組卷：1724引用：5難度：0.6

  解析

• 5．一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t=0時(shí)刻和t=1s時(shí)刻的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知x=0處的質(zhì)點(diǎn)在0～1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為4.5cm。下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．波沿x軸正方向傳播

  B．波源振動(dòng)周期為1.1s

  C．波的傳播速度大小為13m/s

  D．t=1s時(shí)，x=6m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
  組卷：1413引用：6難度：0.6

  解析

三、計(jì)算題：寫出必要的文字說明和演算過程，只寫最后結(jié)果的不得分。

• 16．一種探測氣體放電過程的裝置如圖甲所示，充滿氖氣（Ne）的電離室中有兩電極與長直導(dǎo)線連接，并通過兩水平長導(dǎo)線與高壓電源相連．在與長直導(dǎo)線垂直的平面內(nèi)，以導(dǎo)線為對稱軸安裝一個(gè)用阻值R₀=10Ω的細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)N=5×10³的圓環(huán)形螺線管，細(xì)導(dǎo)線的始末兩端c、d與阻值R=90Ω的電阻連接．螺線管的橫截面是半徑a=1.0×10^-2m的圓，其中心與長直導(dǎo)線的距離r=0.1m,氣體被電離后在長直導(dǎo)線回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流I，其I—t圖像如圖乙所示．為便于計(jì)算，螺線管內(nèi)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均可視為B=

  k

  I

  r

  ，其中k=2×10^-7T?m/A。
  
  （1）求0～6.0×10^-3s內(nèi)通過長直導(dǎo)線橫截面的電荷量Q；
  （2）求3.0×10^-3s時(shí)，通過螺線管某一匝線圈的磁通量Φ；
  （3）若規(guī)定c→R→d為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計(jì)算，在答題紙上畫出通過電阻R的i_R-t圖像；
  （4）若規(guī)定c→R→d為電流的正方向，考慮線圈自感，在答題紙上定性畫出通過電阻R的i_R-t圖像。
  組卷：724引用：2難度：0.4

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• 17．霍爾元件是一種重要的磁傳感器，可用在多種自動(dòng)控制系統(tǒng)中。長方體半導(dǎo)體材料厚為a、寬為b、長為c,以長方體三邊為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系xyz,如圖所示。半導(dǎo)體中有電荷量均為e的自由電子與空穴兩種載流子，空穴可看作帶正電荷的自由移動(dòng)粒子，單位體積內(nèi)自由電子和空穴的數(shù)目分別為n和p。當(dāng)半導(dǎo)體材料通有沿+x方向的恒定電流后，某時(shí)刻在半導(dǎo)體所在空間加一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，沿+y方向，于是在z方向上很快建立穩(wěn)定電場，稱其為霍爾電場，已知電場強(qiáng)度大小為E，沿-z方向。
  （1）判斷剛加磁場瞬間自由電子受到的洛倫茲力方向；
  （2）若自由電子定向移動(dòng)在沿+x方向上形成的電流為I_n，求單個(gè)自由電子由于定向移動(dòng)在z方向上受到洛倫茲力和霍爾電場力的合力大小F_nz；
  （3）霍爾電場建立后，自由電子與空穴在z方向定向移動(dòng)的速率分別為v_nz、v_pz，求Δt時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到半導(dǎo)體z方向的上表面的自由電子數(shù)與空穴數(shù)，并說明兩種載流子在z方向上形成的電流應(yīng)滿足的條件。
  組卷：1200引用：2難度：0.3

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