2022年强基计划物理训练试卷（一）

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．物体的运动状态可用位置x和动量p描述，称为相，对应p-x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p-x图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（　　）

  A．

  B．

  C．

  D．
  组卷：468引用：9难度：0.7

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• 2．北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10^-5m～10^-11m,对应能量范围约为10^-1eV～10⁵eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为10⁹eV，回旋一圈辐射的总能量约为10⁴eV。下列说法正确的是（　　）

  A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样

  B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离

  C．蛋白质分子的线度约为10-8m,不能用同步辐射光得到其衍射图样

  D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
  组卷：967引用：4难度：0.4

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• 3．如图所示，A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是（　　）

  A．A比B先落入篮筐

  B．A、B运动的最大高度相同

  C．A在最高点的速度比B在最高点的速度小

  D．A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同
  组卷：448引用：5难度：0.7

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• 4．一球面均匀带有正电荷，球内的电场强度处处为零，如图所示，O为球心，A、B为直径上的两点，OA=OB，现垂直于AB将球面均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去左半球面，右半球面所带电荷仍均匀分布，则（　　）

  A．O、C两点电势相等

  B．A点的电场强度大于B点

  C．沿直线从A到B电势先升高后降低

  D．沿直线从A到B电场强度逐渐增大
  组卷：1834引用：5难度：0.6

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• 5．一列简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻和t=1s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0～1s内运动的路程为4.5cm。下列说法正确的是（　　）

  A．波沿x轴正方向传播

  B．波源振动周期为1.1s

  C．波的传播速度大小为13m/s

  D．t=1s时，x=6m处的质点沿y轴负方向运动
  组卷：1593引用：6难度：0.6

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三、计算题：写出必要的文字说明和演算过程，只写最后结果的不得分。

• 16．一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氖气（Ne）的电离室中有两电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连．在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值R₀=10Ω的细导线绕制、匝数N=5×10³的圆环形螺线管，细导线的始末两端c、d与阻值R=90Ω的电阻连接．螺线管的横截面是半径a=1.0×10^-2m的圆，其中心与长直导线的距离r=0.1m,气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I，其I—t图像如图乙所示．为便于计算，螺线管内各处的磁感应强度大小均可视为B=

  k

  I

  r

  ，其中k=2×10^-7T•m/A。
  
  （1）求0～6.0×10^-3s内通过长直导线横截面的电荷量Q；
  （2）求3.0×10^-3s时，通过螺线管某一匝线圈的磁通量Φ；
  （3）若规定c→R→d为电流的正方向，在不考虑线圈自感的情况下，通过计算，在答题纸上画出通过电阻R的i_R-t图像；
  （4）若规定c→R→d为电流的正方向，考虑线圈自感，在答题纸上定性画出通过电阻R的i_R-t图像。
  组卷：780引用：2难度：0.4

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• 17．霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c,以长方体三边为坐标轴建立坐标系xyz,如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿+x方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，沿+y方向，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿-z方向。
  （1）判断刚加磁场瞬间自由电子受到的洛伦兹力方向；
  （2）若自由电子定向移动在沿+x方向上形成的电流为I_n，求单个自由电子由于定向移动在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力大小F_nz；
  （3）霍尔电场建立后，自由电子与空穴在z方向定向移动的速率分别为v_nz、v_pz，求Δt时间内运动到半导体z方向的上表面的自由电子数与空穴数，并说明两种载流子在z方向上形成的电流应满足的条件。
  组卷：1362引用：2难度：0.3

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