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相关试卷

1、1879年，美国物理学家霍尔观察到，在匀强磁场中放置一块矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体中能够自由移动的带电粒子在洛伦兹力的作用下，向着与电流、磁场都垂直的方向漂移，继而在该方向上出现了电势差，这个现象被称为霍尔效应．
后来发现，半导体也能产生霍尔效应，且半导体的霍尔效应强于导体．在一个很小的矩形半导体薄片上制作四个电极，它就成了一个霍尔元件．
如图1所示，一个厚度为 $h$ 的霍尔元件水平放置， $E$ 、 $F$ 、 $N$ 、 $M$ 为霍尔元件的四个电极，恒定电流 $I$ 自 $E$ 流入、 $F$ 流出，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为 $B$ ，测得电极 $N$ 、 $M$ 间的电压为 $U_{H}$ （ $N$ 极电势高于 $M$ 极电势）。

(1)、该霍尔元件中载流子（能够自由移动的带电粒子）带正电还是负电；

(2)、求该霍尔元件中单位体积内的载流子携带的总电荷量 $ρ$ ；

(3)、由于半导体霍尔元件的体积非常小，故可用来制作测量未知磁场的仪器（三维霍尔探头），图2为三维霍尔探头的外观，图3为三维霍尔探头内部结构示意图， $x$ 、 $y$ 、 $z$ 是三个相互垂直的和图1规格一样的霍尔元件．某次探测某位置磁场，通过 $x$ 、 $y$ 、 $z$ 三个元件的电流大小均为 $I$ ，测得 $x$ 、 $y$ 、 $z$ 的霍尔电压分别为： $U_{x}$ 、 $U_{y}$ 、 $U_{z}$ ，（2）中的 $ρ$ 作为已知量，求该位置的磁感应强度大小 $B^{'}$ ．

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2、在光滑水平桌面上建立如图所示的坐标轴，一根长为 $L$ 的轻绳一端固定于 $O$ 点，一端连接一个质量为 $m$ 的小球（可视作质点），小球静止于 $(\frac{1}{2} L, 0)$ 位置．某时刻，小球获得一个沿 $y$ 轴正方向大小为 $v$ 的速度．我们就以下两种理想情况展开讨论：

(1)、认为轻绳不可伸长，轻绳始终没有崩断，求小球经过 $y$ 轴时，轻绳的张力大小 $T$ ．

(2)、轻绳在受力最大处崩断，崩断时，轻绳给了小球一个大小为 $\frac{1}{2} m v$ 的冲量，求：
①轻绳对小球做的功 $W$ ；
②小球经过 $y$ 轴时的坐标．

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3、小宁想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上．在地铁起动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片（如图所示），拍摄方向跟地铁前进方向垂直．小宁测得细线与竖直扶手的夹角为 $6^{\circ} (tan 6^{\circ} = 0.1)$ 。

(1)、求拍照时刻的地铁加速度大小 $a$ ；

(2)、假设该列地铁加速和减速时，均做匀变速直线运动，加速度大小均为（1）问中所求，查得该列地铁最高时速为 $72 km / h$ ，求该列地铁从0加速到最高时速经过的位移大小 $x$ ；

(3)、在（2）问的条件下，该列地铁从 $A$ 站点沿直线运动到 $3 km$ 外的 $B$ 站点，小宁从 $A$ 站点上车到 $B$ 站点下车所需的最短时间 $t$ ．

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4、小宁使用电流传感器来研究电磁感应现象，如图所示线圈与电流传感器相连，当电流从上向下流过电流传感器为正．将一个条形磁铁从左向右移过线圈上方（开始时磁铁离线圈较远），那么这个实验对应的 $I - t$ 图可能是__________．

A、 B、 C、 D、

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5、小宁使用滑轨上两辆安装了弹性碰撞架的小车，和两个光电门来验证动量守恒定律（图甲）。他将一个宽为 $d_{1}$ 的挡光片，安装在了小车A上，之后使用黑色卡纸又做了一个并将它安装到了小车 $B$ 上。图乙使用50分度游标卡尺测量这个挡光片的宽度，此挡光片宽 $d_{2} =$ mm．
实验开始前，先让小车 $B$ 静止在两个光电门中间，再让小车 $A$ 以一定的速度通过光电门1后与小车B发生碰撞，为了使小车A碰后继续往前运动，则需要满足 $m_{A}$ $m_{B}$ （选填“ $<$ ”“ $>$ ”或“ $=$ ”）．
本实验中是否需要倾斜轨道来平衡小车的摩擦力?（选填“是”或“否”）．
某次实验后，两个光电门测得了三个时间间隔，分别是光电门1测得的 $t_{1}$ ，和光电门2测得的第一个时间 $t_{21}$ 和第二个时间 $t_{22}$ ，如果碰撞满足动量守恒定律，则需要满足的方程为．
A． $m_{A} \frac{d_{1}}{t_{1}} = m_{A} \frac{d_{1}}{t_{22}} + m_{B} \frac{d_{2}}{t_{21}}$ B． $m_{A} \frac{d_{1}}{t_{1}} = m_{A} \frac{d_{1}}{t_{21}} + m_{B} \frac{d_{2}}{t_{22}}$
C． $m_{A} \frac{d_{1}}{t_{1}} = m_{A} \frac{d_{2}}{t_{22}} + m_{B} \frac{d_{1}}{t_{21}}$ D． $m_{A} \frac{d_{1}}{t_{1}} = m_{A} \frac{d_{2}}{t_{21}} + m_{B} \frac{d_{1}}{t_{22}}$

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6、为了研究土豆电池的电动势和内阻，小宁使用一个土豆和铜片、铝片制作了一个土豆电池，他先使用 $3 V$ 量程的电压表正负极直接接在铜片和铝片上对它进行了测量，第一次测量时铜片和铝片插入的位置稍远，电压表的读数很小，只有不到0.2V；第二次将铜片铝片的插入位置靠近后，再次测量，发现读数稍大了些．小宁查阅相关资料得知：决定土豆电池电动势的关键因素是电极材料．

(1)、根据小宁的实验，下列解释合理的是__________．

A、土豆电池的电动势和铜片、铝片间的距离有关，靠的近时电动势大 B、土豆电池的电动势和铜片、铝片间的位置无关，靠的近时内阻小 C、土豆电池的电动势和内阻都和铜片、铝片间的位置无关，两次读数的差距其实是测量误差导致

(2)、为了更好的研究，小宁使用了量程为 $3 V$ 的 $ADC$ （模数转换）模块来进行电压的测量．ADC是内阻为几亿欧的电压传感器，ADC还可以调节增益（将输入电压放大指定倍数后再测量），由于缺少电流表，小宁将另一个ADC改造成了量程 $3 mA$ 左右的电流传感器，以下哪个是合理的ADC改装图__________．

A、 B、 C、 D、

(3)、使用 $ADC$ 的电压传感器和改造后的电流传感器进行了实验，并绘制了 $U - I$ 图像（如图所示）．
请根据图像计算此土豆电池的电动势为V，内阻为 $Ω$ （结果保留两位有效数字）

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7、一个小物体静止在水平木质桌面上，某时刻获得一个速度，从而在桌面上做了长度为 $1 m$ 的直线运动后从桌子边沿掉落，掉落前物体运动的时间为2s．提供下表参考．则该物体可能是（　　）
表几种材料间的动摩擦因数
材料
动摩擦因数
材料
动摩擦因数
钢一钢
0.25
钢一冰
0.02
木一木
0.30
木一冰
0.03
木一金属
0.20
橡胶轮胎一路面（干）
0.71
皮革一铸铁
0.28
木一皮带
0.40

A、皮质长方体钱包 B、金属材质四轮玩具小车 C、木质魔方 D、冰块

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8、如图所示，开始时，一个金属圆环静止放在水平的光滑绝缘桌面上，圆心的正上方有一个竖直的条形强磁铁，S极在下，N极在上。下列说法正确的是（　　）

A、若磁铁水平向右运动，则圆环跟随向右运动 B、若调换磁极，仍让磁铁水平向右运动，则圆环跟随向右运动 C、若磁铁向上运动，圆环一定静止在桌面上 D、若磁铁向上运动，圆环一定会从桌面上跳起

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9、教材关于电场强度有如下描述：“……电场强度常用 $E$ 来表示，根据分析可以知道 $E = \frac{F}{q}$ ……”；教材关于磁感应强度有如下表述：“……由此，在导线与磁场垂直的最简单的情况下，有关系式 $B = \frac{F}{I L}$ ……”，以下四个说法中正确的有（　　）

A、 $E = \frac{F}{q}$ 定义了电场强度的大小和方向 B、 $B = \frac{F}{I L}$ 定义了磁感应强度的大小和方向 C、 $B = \frac{F}{I L}$ 利用了安培力定义磁感应强度，我们也可以利用洛伦兹力定义磁感应强度 D、 $E = \frac{F}{q}$ 利用试探电荷受力定义电场强度，我们也可以利用 $E = \frac{U}{d}$ 定义电场强度

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10、一个可视为质点的电荷量为 $q (q > 0)$ 的小球，质量记为 $m$ ，被长为 $L$ 、不可伸长、质量不计的绝缘细线竖直悬挂．控制另一个带电量为 $Q (Q > 0)$ 、质量为 $M$ 可视为质点的小球从距离第一个小球很远的地方（该处与第一个小球初始位置等高）缓慢水平运动，直到它到达第一个小球的初始位置，结果第一个小球相对于初始位置升高了 $h$ ，则这个过程中控制带电量为 $Q$ 的小球的外力所做的功为（已知：两个点电荷之间的电势能为： $E = \frac{k Q q}{r}$ ，其中 $r$ 为两点电荷的距离、 $k$ 为静电力常量，取无穷远处为势能零点）（　　）

A、 $2 m g h$ B、 $3 m g h$ C、 $m g h + \frac{k Q q}{h}$ D、 $m g h + \frac{k Q q}{\sqrt{L^{2} - h^{2}}}$

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11、示波管的结构如图甲所示，如果在电极 $Y Y^{'}$ 之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极 $XX ′$ 之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（　　）

A、 B、 C、 D、

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12、如图所示，可视为质点的小球B停放在高 $1 m$ 的桌边上，另一个完全相同的小球A用一根长为 $1 m$ 的不可伸长的轻绳连接在悬挂点上，拉紧轻绳，让小球从与悬挂点等高处自由释放，并撞击B球，碰撞是弹性的。考察B的运动直到它首次碰到地面，不计空气阻力，我们虽然无法定量计算，但是可以定性做出判断，相较于B小球，A小球（　　）

A、运动时间长，运动路程长 B、运动时间短，运动路程长 C、运动时间长，运动路程短 D、运动时间短，运动路程短

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13、如图所示，这是一个半径为R的圆柱形绝缘容器的截面，容器内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，截面的A处开有一个可容纳微小带电粒子进入的小孔，一个不计重力的带电粒子平行截面从A孔以正对圆心的速度 $v$ 进入容器，粒子质量为m，电荷量为q，粒子与容器壁的碰撞视作弹性碰撞，以下v的取值不能使粒子从A孔再次出来的是（　　）

A、 $\frac{q B R}{m}$ B、 $\frac{\sqrt{2} q B R}{m}$ C、 $\frac{\sqrt{3} q B R}{m}$ D、 $\frac{q B R}{m} tan \frac{π}{7}$

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14、一个密度为 $ρ_{1}$ 、体积为 $V$ 的小钢球，以速度 $v$ 在一个装满食用油的大罐子里匀速竖直下沉，食用油的密度为 $ρ_{2}$ ，则食用油的动量为（以竖直向下为正方向）（　　）

A、 $ρ_{1} V v$ B、 $- ρ_{1} V v$ C、 $ρ_{2} V v$ D、 $- ρ_{2} V v$

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15、教材关于磁电式电流表有如下叙述：“线圈转动时，图中的螺旋弹簧变形，以反抗线圈的转动。电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，达到新的平衡．”其中图如本题图．那么结合你的理论知识和做实验时的观察，以下关于磁电式电流表的说法正确的是（　　）

A、磁电式电流表刻度均匀，即指针偏转角度和通过线圈的电流强度成正比 B、磁电式电流表刻度并不均匀，主要原因是安培力越大，线圈偏转的角度也越大，但是指针偏转角度和通过线圈的电流强度并不成正比 C、磁电式电流表刻度并不均匀，主要原因是在这个问题当中我们还应该考虑线圈的重力 D、磁电式电流表的内部磁场为匀强磁场，目的是为了让安培力方向总与磁感应强度方向垂直

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16、2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在 $A$ 点变轨后进入椭圆轨道 $2$ ， $B$ 为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是（　　）

A、在轨道2上机械能与在轨道1上相等 B、在轨道2上从 $A$ 向 $B$ 运动过程中加速度逐渐变大 C、在轨道2上从 $A$ 向 $B$ 运动过程中速率逐渐减小 D、在轨道1的周期大于在轨道2的周期

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17、如图所示，长方体物体A、B叠放在斜面上，第一次B受到一个沿斜面向下的大小为F的力，两物体保持静止；第二次B受到一个沿斜面向上大小仍为F的力，两物体仍然保持静止．则以下说法正确的有（　　）

A、A物体两次受力个数不同 B、A物体两次均受2个力作用 C、第一次B一定受6个力作用 D、第二次B一定受6个力作用

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18、下列说法正确的是（　　）

A、避雷针的原理是静电屏蔽 B、地磁南极在地理南极附近 C、磁感线一定是闭合曲线 D、电场线一定不是闭合曲线

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19、以下四个选项所列为国际单位制的基本单位的是（　　）

A、斤 B、海里 C、韦伯 D、安培

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20、如图甲所示，过均匀带电金属球的球心O建立一维坐标系。以无穷远处的电势为零，x轴上的电势 $φ$ 分布如图乙所示。已知 $|x_{1}| < x_{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、 $x_{1}$ 处的电场强度比 $x_{2}$ 处的电场强度小 B、该带电体带负电 C、电子在 $x_{1}$ 处的电势能比在 $x_{2}$ 处的小 D、将质子从 $x_{1}$ 处移到 $x_{2}$ 处，电场力做负功

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