相关试卷

1、如图所示，将一金属或半导体薄片垂直磁场放置，在薄片的左右两个侧面间通入电流，前后两个侧面间产生电势差（霍尔电压），这一现象称为霍尔效应。

(1)、设图中薄片为某N型半导体（自由电子导电），其宽度为 $l$ 、厚度为 $d$ ，单位体积内的自由电子个数为 $n$ ，电子所带电荷量为 $e$ ，电流大小为 $I$ ，磁感应强度大小为 $B$ 。
a.判断图中前后侧面电势的高低；
b.推导霍尔电压 $U_{H}$ 的表达式。

(2)、实际上，霍尔电压很小，不易测量。已知金属导体中单位体积的自由电子数约 $10^{22} ～ 10^{23}$ 个 $/ {cm}^{3}$ ，半导体材料中单位体积的导电粒子数约 $10^{15} ～ 10^{20}$ 个 $/ {cm}^{3}$ ，请说明为什么选用半导体材料制作霍尔元件。

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2、某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外由该楼的楼顶自由落下的一个小石子拍摄在照片中，测得照片中石子运动痕迹的长度为 $h = 0.8 cm$ 。已知本次摄影的曝光时间是 $Δ t = 0.01 s$ ，实际长度为 $L = 100 cm$ 的窗框在照片中的长度为 $l = 4.0 cm$ 。重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。

(1)、根据照片计算曝光时间内石子下落的实际距离 $H$ ；

(2)、求曝光时间内，小石子运动的平均速度的大小 $v$ ；

(3)、已知小石子的质量 $m = 10 g$ ，估算小石子从楼顶下落至拍照时小石子所受重力的冲量的大小 $I$ 。

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3、某学习小组设计实验测量某合金丝的电阻率 $ρ$ ，他们进入实验室，找到如下器材：
A.一节干电池（电动势为 $E$ ）
B.毫安表A（量程为 $0 ～ 1.0 mA$ ，内阻 $R_{A} = 100 Ω$ ）
C.定值电阻 $R_{0} = 5.0 Ω$
D.电阻箱 $R (0 ～ 9999 Ω)$
E.刻度尺、螺旋测微器、接线夹、开关、导线

(1)、该组同学用螺旋测微器测量合金丝的直径，测量结果如图1所示，则合金丝直径 $d =$ mm。

(2)、基于以上器材，为了测量该合金丝的电阻率，设计了如图2所示的实验电路图，将电阻箱 $R$ 阻值调到 $R = 1400 Ω$ 。某次测量时，电流表的示数为0.50mA，则流经电源的电流 $I =$ A

(3)、改变接入电路的合金丝的长度 $l$ ，记录多组流经电源的电流的倒数 $\frac{1}{I}$ 和 $l$ 的数值，绘出如图3所示的图线。已知图线的斜率为 $k$ ，则金属丝的电阻率 $ρ =$ （用含 $E$ 、 $d$ 、 $k$ 的表达式表示）。

(4)、有两种金属直导线，横截面积均为 $S$ ，长度分别为 $l_{1}$ 、 $l_{2}$ ，电阻率分别为 $ρ_{1}$ 、 $ρ_{2}$ ，且 $ρ_{1} > ρ_{2}$ 。现将它们串联在一稳恒直流电路中，如图4所示。已知导线中稳恒电场的基本性质与静电场相同。请通过推导比较两金属导线中沿导线方向的稳恒电场 $E_{1}$ 和 $E_{2}$ 的大小关系；小明猜想 $E_{1}$ 与 $E_{2}$ 的大小关系是两导线接触面处有“净余电荷”所致。请根据这个猜想判断“净余电荷”的电性。

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4、某同学在做“用单摆测量重力加速度”的实验时，记录数据如下：
摆长 $l / m$
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
周期 $T / s$
1.42
1.55
1.67
1.79
1.90
2.00
$T^{2} / s^{2}$
2.02
2.40
2.79
3.40
3.61
4.00

(1)、该同学准备在坐标纸上画 $T^{2} - l$ 图像，点已经描好，请画出 $T^{2} - l$ 图线。

(2)、如图1所示，可得当地重力加速度 $g =$ $m / s^{2}$ （结果保留三位有效数字）。

(3)、该同学还绘制了两个不同摆长的单摆的振动图像，如图2所示。由图像可知，两单摆的摆长之比 $\frac{l_{a}}{l_{b}} =$ 。

(4)、某同学利用 $T^{2} - l$ 图线的斜率计算当地重力加速度。在其他操作均正确的情况下，以下操作可导致重力加速度的测量值比真实值偏大的是______（选填选项前的字母）。

A、每组实验均将测量的摆线长作为摆长 B、每组实验均将摆线长与小球直径之和作为摆长 C、每组实验均将31次全振动记为30次全振动 D、每组实验均将29次全振动记为30次全振动

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5、超导材料温度低于临界温度 $T_{C}$ 时，具有“零电阻效应”和“完全抗磁性”。“完全抗磁性”即处于超导态的超导体内部的磁感应强度为零。实际上，处于超导态的超导体因材料的杂质、缺陷等因素也具有一定的电阻值，只是电阻值非常小。通常采用“持续电流法”来测量超导体在超导状态下的阻值，测量装置如图（a）所示。将超导体做成一个闭合圆环，放入圆柱形磁铁产生的磁场中（磁铁与超导环共轴），用液氮进行冷却，进入超导态。撤去磁铁，超导环中会有电流产生。“持续电流法”是根据一段时间内的电流衰减情况计算超导体的电阻，通常情况下经过几十天的观测，仪器均未测量出超导环中电流的明显衰减。某次实验中，用如图（a）所示的霍尔元件（大小不计）测量超导环轴线上某处的磁感应强度 $B$ ，测量数据如图（b）所示，区域Ⅳ中磁场变化是因为液氮挥发导致超导体没有浸没在液氮中。已知实验室环境中的磁感应强度约为 $1.2 \times 10^{- 4} T$ ，且方向沿超导环轴线方向。下列说法正确的是（　　）

A、区域Ⅰ中磁场是超导环中电流产生的磁场与磁铁磁场的矢量叠加的结果 B、区域Ⅱ中的磁场迅速减小的原因是材料处于非超导态 C、区域Ⅲ中超导环中电流在测量处产生的磁场的磁感应强度大小约 $1.5 \times 10^{- 4} T$ D、撤磁铁时，超导环中感应电流在测量处的磁场与磁铁在该处的磁场方向相反

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6、闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到 $E_{0} = 5 \times 10^{5} V / m$ 时击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离 $h = 1 \times 10^{3} m$ ，该云朵与地面间的电场强度恰好达到 $E_{0}$ 时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图象如图所示。假设该次放电将云朵所带电荷全部放掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不正确的是（　　）

A、这次放电释放的总电荷量 $Q = 5 C$ B、这次放电过程中的平均电流 $I = 5 \times 10^{4} A$ C、该等效电容器的电容值 $C = 1 \times 10^{- 8} F$ D、放电前该电容器存储的电能 $E = 2.5 \times 10^{9} J$

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7、一质量为 $m$ 的物块在光滑水平面上以速度 $v_{0}$ 做匀速直线运动。某时刻开始受到与水平面平行的恒力 $F$ 的作用，之后其速度大小先减小后增大，最小值为 $\frac{v_{0}}{2}$ 。下列图中初速度 $v_{0}$ 与恒力 $F$ 夹角正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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8、如图所示，通电长直导线旁有一金属棒 $MN$ ，金属棒绕中心点 $O$ 沿顺时针方向匀速转动，金属棒与长直导线始终在同一平面内。当棒转到如图所示的位置时，有关 $M$ 、 $O$ 、 $N$ 三点的电势高低，下列说法正确的是（　　）

A、 $M$ 端电势最高 B、 $N$ 端电势最高 C、 $M$ 、 $N$ 两端电势相同 D、 $O$ 点电势最高

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9、如图所示，鱼漂静止时， $O$ 点恰好位于水面处。用手将鱼漂缓慢向下压，使 $M$ 点到达水面，松手后，鱼漂沿竖直方向运动，上升到最高处时， $N$ 点到达水面。若鱼漂的 $M N$ 段可视为圆柱体，仅在重力与浮力的作用下运动，则有关鱼漂松手后的运动，下列说法不正确的是（　　）

A、鱼漂的运动是简谐运动 B、 $O$ 点过水面时，鱼漂的速度最大 C、 $M$ 点到达水面时，鱼漂具有向下的加速度 D、鱼漂由释放至运动到最高点的过程中，速度先增大后减小

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10、如图所示，某同学用频闪相机记录P、Q两球的碰撞过程。图中共记录了连续7次闪光的照片，碰撞前相邻两曝光时刻P球的球心间距为 $x_{1}$ ；碰后相邻两曝光时刻，P球的球心间距为 $x_{2}$ ， Q球的球心间距为 $x_{3}$ 。碰撞后P、Q两球的运动方向与P球原运动方向的夹角分别为 $α$ 、 $β$ 。已知两球的质量相等，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　）

A、若碰撞过程中动量守恒，则一定有 $x_{1} = x_{2} + x_{3}$ B、若碰撞过程中动量守恒，则一定有 $x_{1}^{2} = x_{2}^{2} + x_{3}^{2}$ C、若碰撞过程中机械能、动量都守恒，则一定有 $x_{1} = x_{2} + x_{3}$ ，且 $α + β = \frac{π}{2}$ D、若碰撞过程中机械能、动量都守恒，则一定有 $x_{1}^{2} = x_{2}^{2} + x_{3}^{2}$ ，且 $α + β = \frac{π}{2}$

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11、甲、乙两辆汽车同时同地向同一方向开始运动，速度 $v$ 随时间 $t$ 变化的图像如图所示。在 $t_{1}$ 时刻甲图线的切线斜率等于乙图线的斜率。下列说法正确的是（　　）

A、 $0 ～ t_{2}$ 过程中，甲的加速度始终比乙的大 B、 $t_{2}$ 时刻，乙追上甲 C、 $t_{2}$ 之后的某个时刻，乙追上甲 D、乙追上甲之前， $t_{1}$ 时刻两车相距最远

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12、如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖，经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（　　）

A、 $a$ 光是红光， $b$ 光是蓝光 B、在该玻璃砖中， $a$ 光的传播速度小于 $b$ 光的传播速度 C、该玻璃砖对 $a$ 光的折射率小于对 $b$ 光的折射率 D、若 $a$ 光能使某金属发生光电效应，则 $b$ 光也一定能

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13、如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g．
（1）分析小球带何种电荷；
（2）若在某时刻将细线突然剪断，分析小球如何运动．

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14、如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v₀=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10^-2 C，质量为m=2×10^-2 kg，不考虑空气阻力。
（1）当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时，两平行金属板A、B间的电压是多少？
（2）若小球恰能到达A板，则滑动变阻器接入电路的阻值应为多大？(取g=10 m/s²)

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15、如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端系一个质量为m，电荷量为q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放，当细线离开竖直位置偏角 $α = 60 °$ 时，小球速度为零。

(1)、求小球带电性质和电场强度E；

(2)、若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在A点应有的初速度v_A的大小（可含根式）。

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16、如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图．充电后与电源断开的平行板电容器的 $A$ 板与静电计相连， $B$ 板和静电计金属壳都接地， $A$ 板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制 $B$ 板的移动．请回答下列问题：
（1）本实验采用的科学方法是
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
（2）在该实验中，静电计的作用是
A．测定该电容器的电荷量
B．测定该电容器两极的电势差
C．测定该电容器的电容
D．测定 $A$ 、 $B$ 两板之间的电场强度
（3）在实验中观察到的现象是
A．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大
B．乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小
C．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大
D．丙图中的手不动，而向两板间插入金属板时，静电计指针的张角不变．

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17、要测绘一个标有“3V 0.8W”元件的伏安特性曲线，备用的器材有：
电池组（电动势为 4.5V，内阻约 1Ω)；
电流表（量程为 0~300 mA，内阻约 5Ω)；
电压表（量程为 0~3V，内阻约 3kΩ)；
滑动变阻器（最大阻值 5Ω，额定电流 1A）
电键一个、导线若干
（1）将实物连线补充完整；
（2）通过伏安特性曲线可以知道，随着电压的提高此元件的电阻；（选填“不变”、“增大”或“减小”）
（3）把此元件直接串联接在电动势为 3V 内阻为 10Ω的电源两端，此时该元件消耗的电功率为W．（保留两位有效数字）

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18、如图所示，图线1表示的导体电阻为R₁ ，图线2表示的导体电阻为R₁ ，则下列说法正确的是

A、R₁＜R₂ B、图线的斜率代表导体的电阻 C、将R₁与R₂串联后接于电源上，则电流I₁＞I₂ D、将R₁与R₂并联后接于电源上，则电流I₁＞I₂

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19、如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上极板的过程中，关于两个带电粒子P、Q （）

A、它们所带的电荷量之比q_P∶q_Q＝1∶2 B、它们动能增加量之比ΔE_kP∶ΔE_kQ＝1∶2 C、它们运动时间的大小关系是t_P∶t_Q＝1∶2 D、它们运动加速度的大小关系是a_P∶a_Q＝1∶2

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20、一个带正电的粒子（重力不计）穿过如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时，恰能沿直线运动，则欲使粒子向上偏转应采用的办法是（）

A、减小电场强度 B、增大电荷电荷量 C、减小入射速度 D、增大磁感应强度

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摆长 $l / m$	0.500	0.600	0.700	0.800	0.900	1.000
周期 $T / s$	1.42	1.55	1.67	1.79	1.90	2.00
$T^{2} / s^{2}$	2.02	2.40	2.79	3.40	3.61	4.00