“強基計劃”學科能力競賽訓練一一、選擇題：在給出的4個選項中，有的小題只有一個符合題目要求，有的小題有多個符合題目要求。物體的運動狀態(tài)可用位置和動量描述，稱為相，對應圖像中的一個點。物體運動狀態(tài)的變化可用圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點沿軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則對應的相軌跡可能是（）A.B.C.D.北京高能光源是我國首個第四代同步輻射光源，計劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠紅外到X光波段，波長范圍約為10-5m～10-11m，對應能量范圍約為10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點，在基礎科學研究、應用科學和工藝學等領域已得到廣泛應用。速度接近光速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說法正確的是（）A.同步輻射的機理與氫原子發(fā)光的機理一樣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明顯減小如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時的速度方向相同，下列判斷正確的是（）A.A比B先落入籃筐B(yǎng).A、B運動的最大高度相同C.A在最高點的速度比B在最高點的速度小D.A、B上升到某一相同高度時的速度方向相同一球面均勻帶有正電荷，球內(nèi)的電場強度處處為零，如圖所示，O為球心，A、B為直徑上的兩點，，現(xiàn)垂直于將球面均分為左右兩部分，C為截面上的一點，移去左半球面，右半球面所帶電荷仍均勻分布，則（）A.O、C兩點電勢相等B.A點的電場強度大于B點C.沿直線從A到B電勢先升高后降低D.沿直線從A到B電場強度逐漸增大一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t=0時刻和t=1s時刻的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知x=0處的質(zhì)點在0~1s內(nèi)運動的路程為4.5cm。下列說法正確的是（）A.波沿x軸正方向傳播B.波源振動周期為1.1sC.波的傳播速度大小為13m/sD.t=1s時，x=6m處的質(zhì)點沿y軸負方向運動一束復色光從空氣射入光導纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示，比較內(nèi)芯中的a、b兩束光，a光的（）A.頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小B.頻率大，發(fā)生全反射臨界角小C.頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大D.頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)c，直線過原點。則氣體（）A.在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強B.在狀態(tài)b的壓強小于在狀態(tài)c的壓強C.在的過程中內(nèi)能保持不變D.在的過程對外做功如圖（a）所示，兩根間距為L、足夠長的光滑平行金屬導軌豎直放置并固定，頂端接有阻值為R的電阻，垂直導軌平面存在變化規(guī)律如圖（b）所示的勻強磁場，t=0時磁場方向垂直紙面向里。在t=0到t=2t0的時間內(nèi)，金屬棒水平固定在距導軌頂端L處；t=2t0時，釋放金屬棒。整個過程中金屬棒與導軌接觸良好，導軌與金屬棒的電阻不計，則（）A.在時，金屬棒受到安培力的大小為B.在t=t0時，金屬棒中電流的大小為C.在時，金屬棒受到安培力的方向豎直向上D.在t=3t0時，金屬棒中電流的方向向右二、實驗題某實驗小組利用圖（a）所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主要實驗步驟如下：（1）用游標卡尺測量墊塊厚度，示數(shù)如圖（b）所示，___________；（2）接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導軌上，調(diào)節(jié)導軌至水平；（3）在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；（4）在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)和滑塊對應的加速度；（5）在右支點下增加墊塊個數(shù)（墊塊完全相同），重復步驟（4），記錄數(shù)據(jù)如下表：1234560.0870.1800.2600.4250.519根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點，繪制圖線___________。如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是___________（保留三位有效數(shù)字）。某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應的刻度尺示數(shù)，數(shù)據(jù)如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù)。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09（1）利用計算彈簧的壓縮量：，，______cm，壓縮量的平均值______cm；（2）上述是管中增加______個鋼球時產(chǎn)生彈簧平均壓縮量；（3）忽略摩擦，重力加速度g取，該彈簧的勁度系數(shù)為______N/m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為，其上可放鉤碼）、刻度尺，當?shù)刂亓铀俣葹椋瑢嶒灢僮鞑襟E如下：①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為，輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，重復上述步驟；④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)（包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量及系統(tǒng)總機械能的減少量，結(jié)果如下表所示：0.2000.2500.3000.3500.4000.5820.4900.3920.2940.1950.3930.4900.6860.785回答下列問題：（1）實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為______J（保留三位有效數(shù)字）；（2）步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為______；（3）若M為橫軸，為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出圖像______；若系統(tǒng)總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為______（保留兩位有效數(shù)字）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，某同學用電流表和電壓表測量一金屬絲的電阻。（1）該同學先用歐姆表“”擋粗測該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對應的讀數(shù)是_______。（2）除電源（電動勢3.0V，內(nèi)阻不計）、電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）、開關(guān)、導線若干外，還提供如下實驗器材：A．電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）B．電流表（量程0~3.0A，內(nèi)阻約0.02Ω）C．滑動變阻器（最大阻值10Ω，額定電流2A）D．滑動變阻器（最大阻值1kΩ，額定電流0.5A）為了調(diào)節(jié)方便、測量準確，實驗中電流表應選用________，滑動變阻器應選用_______。（選填實驗器材前對應的字母）（3）該同學測量金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流I，得到多組數(shù)據(jù)，并在坐標圖上標出，如圖2所示。請作出該金屬絲的U-I圖線_____，根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R=________Ω（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。（4）用電流傳感器測量通過定值電阻的電流，電流隨時間變化的圖線如圖3所示。將定值電阻替換為小燈泡，電流隨時間變化的圖線如圖4所示，請分析說明小燈泡的電流為什么隨時間呈現(xiàn)這樣的變化。（）三、計算題：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。類比是研究問題的常用方法。（1）情境1：物體從靜止開始下落，除受到重力作用外，還受到一個與運動方向相反的空氣阻力（k為常量）的作用。其速率v隨時間t的變化規(guī)律可用方程（①式）描述，其中m為物體質(zhì)量，G為其重力。求物體下落的最大速率。（2）情境2：如圖1所示，電源電動勢為E，線圈自感系數(shù)為L，電路中總電阻為R。閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電路中電流I隨時間t的變化規(guī)律與情境1中物體速率v隨時間t的變化規(guī)律類似。類比①式，寫出電流I隨時間t變化的方程；并在圖2中定性畫出I-t圖線。（3）類比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。情境1情境2物體重力勢能的減少量物體動能的增加量電阻R上消耗的電能如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體被活塞封閉在氣缸中，活塞面積為S，與氣缸底部相距L，氣缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，分別為和?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與氣缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T。

如圖（a），一傾角的固定斜面的段粗糙，段光滑.斜面上一輕質(zhì)彈簧的一端固定在底端C處，彈簧的原長與長度相同.一小滑塊在沿斜面向下的拉力T作用下，由A處從靜止開始下滑，當滑塊第一次到達B點時撤去T.T隨滑塊沿斜面下滑的位移；的變化關(guān)系如圖（b）所示.已知段長度為，滑塊質(zhì)量為，滑塊與斜面段的動摩擦因數(shù)為0.5，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小取，.求：（1）當拉力為時，滑塊的加速度大?。唬?）滑塊第一次到達B點時的動能；（3）滑塊第一次在B點與彈簧脫離后，沿斜面上滑的最大距離.一種探測氣體放電過程的裝置如圖甲所示，充滿氖氣（）的電離室中有兩電極與長直導線連接，并通過兩水平長導線與高壓電源相連。在與長直導線垂直的平面內(nèi)，以導線為對稱軸安裝一個用阻值的細導線繞制、匝數(shù)的圓環(huán)形螺線管，細導線的始末兩端c、d與阻值的電阻連接。螺線管的橫截面是半徑的圓，其中心與長直導線的距離。氣體被電離后在長直導線回路中產(chǎn)生順時針方向的電流I，其圖像如圖乙所示。為便于計算，螺線管內(nèi)各處的磁感應強度大小均可視為，其中。（1）求內(nèi)通過長直導線橫截面的電荷量Q；（2）求時，通過螺線管某一匝線圈的磁通量；（3）若規(guī)定為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計算，畫出通過電阻R的圖像；（4）若規(guī)定為電流的正方向，考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R的圖像。17、霍爾元件是一種重要的磁傳感器，可用在多種自動控制系統(tǒng)中。長方體半導體材料厚為a、寬為b、長為c，以長方體三邊為坐標軸建立坐標系，如圖所示。半導體中有電荷量均為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。當半導體材料通有沿方向的恒定電流后，某時刻在半導體所在空