(14分)如图1所示,载流导体薄板处在垂直于电流方向的磁场中时,在垂直于电流和磁场的方向上会产生电势差,称为霍尔电压UH,这种现象称为霍尔效应。设图1中通过导体的电流为Is,垂直于薄板表面的磁场磁感应强度为B,自由电荷电荷量为q,单位体积自由电荷的数量为n,薄的厚度为d,宽度为b

(1)选用上述各量表示霍尔电压UH的值;

(2)技术应用霍尔效应可以测量未知磁场的磁感应强度,这样的仪器叫做磁强计。

a.请在上问的基础上从原理上说明如何利用霍尔效应测量磁感应强度?

b.当待测磁场发生一很小变化时,测量仪器显示的值变化越大,就称其越灵敏。简要说明如何提高上述测量的灵敏度?

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(3)在一个很小的半导体薄片上,制作四个电极,就成了一个霍尔元件,图2所示的就是一种霍尔元件,将其与电压放大电路等辅助装置连接起来,就可以测量磁场的分布情况。霍尔元件垂直轴线置于图3所示通电螺线管的正中央位置时,测得霍尔电压UH=72.0mV。已知正中央位置的磁感应强度B=2.4mT图4为根据沿轴线逐点测量的实验结果绘制的图线在靠近轴线的区域各处的磁感应强度都和轴线处相差不多。

上还常用测量通过小线圈量的方法探测磁场。若有匝数N=10,直径D=1cm,电阻R=1Ω的圆形线圈与可显示通过其电量的仪器相连,把它放在轴线上x=15cm处,然后急速地把它移到磁场外面,运动过程保持线圈平面与轴线垂直,计算此过程通过它的电荷量。(结果保留位有效数字)

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(13分)如图所示,将小物体(可视为质点)置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的恒力F拉动纸板,拉力大小不同,纸板小物体的运动情况也不同。若纸板的质量m1=0.1kg,小物体的质量m2=0.4kg,小物体与桌面右边缘的距离d=0.15m已知各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取10m/s2。求:

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(1)当小物体与纸板一起运动时,桌面给纸板的摩擦力大小;

(2)拉力F满足什么条件,小物体才能与纸板发生相对滑动;

(3)若拉力作用0.3s时纸板刚好从小物体下抽出,通过计算判断小物体是否会留在桌面上。

 

(9分)我国自主研制的北斗卫星导航系统包括5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星,将为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航服务。

A为地球同步卫星,质量为m1B为绕地球做圆周运动的非静止轨道卫星,质量为m2离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转周期为T0,地球表面的重力加速度为g。 求:

(1)卫星A运行的角速度; (2)卫星B运行的线速度。

 

(9分)如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平地面上,一个质量为1kg的小物体(可视为质点)以8.0m/s的初速度由底端冲上斜面已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g10m/s2,sin37°=0.6,求:

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(1)物体沿斜面向上运动时的加速度;

(2)使物体不斜面,斜面的最小长度

(3)物体再次回到斜面底端时的动能。

 

(8分)某同学用如图1所示的电路描绘一个标有“3V 0.25A”小灯泡的伏安特性曲线。他已选用的器材有:电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);电流表(量程为0250mA,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);电键一个、导线若干。

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(1)实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的            (填数字代号)。

滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A  滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A

(2)在图2中他已经连接了一部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整。

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(3)闭合电键前滑动变阻器的滑片应该置于              端(选填“a”、“b”)。

(4)为了得到伏安特性曲线,他以电压表的读数U为横轴,以电流表的读数I为纵轴,将实验中得到的多组数据进行了描点,如图3所示,请你帮他完成I-U图像。

(5)由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而          

(6)如果将此小灯泡连入如图4所示电路,其中电源电动势为3V,电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5Ω,定值电阻R的阻值为10Ω。开关S闭合后,通过小灯泡的电流            A(保留两位有效数字)

 

(6分)实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。

(1)实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式满分5 manfen5.com,其中L表示摆长,T表示周期。对于此式的理解,四位同学说出了自己的观点:

同学甲:T一定时,g与L成正比       同学乙:L一定时,g与T2成反比

同学丙:L变化时,T2是不变的        同学丁:L变化时,L与T2的比值是定值

其中观点正确的是同学             (选填“甲”、 “乙”、“丙”、“丁”)。

(2)实验室有如下器材可供选用:

A.长约1 m的细线

B.长约1 m的橡皮绳

C.直径约2 cm的均匀铁球

D.直径约5cm的均匀木球

E.秒表

F.时钟

G.最小刻度为毫米的米尺

实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺,他们还需要从上述器材中选择            (填写器材前面的字母)。

(3)他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,将其上端固定,下端自由下垂(如图所示)。用刻度尺测量悬点到         之间的距离记为单摆的摆长L。

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(4)在小球平稳摆动后,他们记录小球完成n次全振动的总时间t,则单摆的周期T=               

(5)如果实验得到的结果是g=10.29m/s2,比当地的重力加速度值大,分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果,并出其中一种:                                                   

 

(4分)如图所示为奥斯特实验所用装置,开关闭合前将小磁针置于水平桌面上,其上方附近的导线应与桌面平行且沿          (选填“东西”、“南北”)方向放置,这是由于考虑到           的影响;开关闭合后,小磁针偏转了一定角度,说明                  ;如果将小磁针置于导线正上方附近,开关闭合后小磁针            发生偏转(选填“会”、“不会”)。

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图所示为“割绳子”游戏中的一幅截图,游戏中割断左侧绳子糖果就会通过正下方第一颗星星…….糖果一定能经过星星处吗?现将其中的物理问题抽象出来进行研究:三根不可伸长的轻绳共同系住一颗质量为m的糖果(可视为质点),设从左到右三根轻绳的长度分别为l1 、l2 l3,其中最左的绳处于竖直且张紧的状态,另两根绳均处于松弛状态,三根绳的上端分别固定在同一水平线上,且相邻两悬点间距离均为d,糖果正下方的第一颗星星与糖果距离为h。已知绳子由松弛到张紧时沿绳方向的速度分量即刻减为零,现将最左的绳子割断,以下选项正确的是

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A.只要满足满分5 manfen5.com,糖果就能经过正下方第一颗星星处

B.只要满足满分5 manfen5.com,糖果就能经过正下方第一颗星星处

C.糖果可能以满分5 manfen5.com动能开始绕中间悬点做圆运动

D.糖果到达最低点的动能可能等于满分5 manfen5.com

 

如图甲所示,两平行金属板正对放置,板长l=10cm,间距d=5cm,在两板的中线OO’的O处一个粒子源沿OO方向连续不断地放出速度满分5 manfen5.com的质子。两平行金属板间的电压u随时间变化的ut图线如图乙所示,电场只分布在两板之间。在靠近两平行金属板边缘的右侧分布有范围足够大的匀强磁场,磁感应强度满分5 manfen5.com,方向垂直于纸面向里,磁场边缘MNOO′垂直。质子的比荷取满分5 manfen5.com,质子之间的作用力忽略不计,下列说法正确的是

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A.子进入磁场区域的时间是0.15s

B.子在电场中运动的最长时间是0.10s

C.子在磁场中做圆周运动的最大半径是0.5m

D.子在磁场中运动的最大速度满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

 

如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点M、O、N,质点O恰能保持静止,质点M、N均围绕质点O做匀速圆周运动。已知质点M、N与质点O的距离分别为L1、L2。不计质点间的万有引力作用。下列说法中正确的是(    

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A.质点M与质点N带有异种电荷

B.质点M与质点N的线速度相同

C.质点M与质点N的质量之比为满分5 manfen5.com

D.质点M与质点N所带电荷量之比为满分5 manfen5.com

 

一根较长轻质柔软细绳,用手握住一端连续上下抖动,形成一列波。某一时刻的波形如图所示,绳上a、b两质点均处于波峰位置,不考虑能量损失。下列说法中正确的是(  )

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A.质点 a的振动周期大于质点b的振动周期

B.a、b两质点之间的距离等于半个波长

C.一个周期后质点a将移动到质点b的位置

D.质点a比质点b先开始振动

 

某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出,小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力F大小恒定。则在上升过程中   

A.小球的动能减小了mgH

B.小球机械能减小了FH

C.小球重力势能减小了mgH

D.小球克服空气阻力做功(F+mg)H

 

如图所示,实线表示某匀强电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( 

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A.1、2两点的场强不相等

B.2、3两点的电势不相等

C.1、2两点间的电势差等于1、3两点间的电势差

D.电荷在1点具有的电势能一定大于其在2点具有的电势能

 

如图所示,在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出。两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。已知O点是M点在地面上的竖直投影,OPPQ=13,且不考虑空气阻力的影响。下列说法中正确的是(   

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A.两小球的下落时间之比为1:3

B.两小球的下落时间之比为1:4

C.两小球的初速度大小之比为13

D.两小球的初速度大小之比为14

 

如图所示,三根轻绳的一端系于O点,绳1、2的另一端分别固定在墙上,绳3的另一端吊着质量为m的重物。重物处于静止时,绳1水平,绳2与水平方向的夹角为θ。绳1受到的拉力用F1表示,绳2受到的拉力用F2表示。下列表达式中正确的是(   

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A.满分5 manfen5.com 满分5 manfen5.com

B.满分5 manfen5.com 满分5 manfen5.com

C.满分5 manfen5.com   满分5 manfen5.com

D.满分5 manfen5.com  满分5 manfen5.com

 

如图所示,兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况,在电梯地板上放置了一个压力传感器,将质量为4kg的物体放在传感器上。在电梯运动的某段过程中,传感器的示数为44Ng10m/s2.对此过程分析正确的是 (     )

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A.物体受到的重力变大

B.物体的加速度大小为1m/s2

C.电梯正在减速上升

D.电梯的加速度大小为4m/s2

 

质量为m的小球P大小为v的速度与质量为3m的静止小球Q发生正碰,碰后小球P大小为满分5 manfen5.com的速度被反弹,则正碰后小球Q的速度大小是(   

A.满分5 manfen5.com         B.满分5 manfen5.com          C.满分5 manfen5.com           D.满分5 manfen5.com

 

质量为2kg的小球自塔顶由静止开始下落,不考虑空气阻力的影响g10m/s2,下列说法中正确的是(   

A.2s末小球的动量大小为40kg·m/s

B.2s末小球的动能为40J

C.2s内重力的冲量大小为20N·s

D.2s内重力的平均功率为20W

 

甲、乙两人从某点出发沿同一圆形跑道运动,甲沿顺时针方向行走,乙沿逆时针方向行走。经过一段时间后,甲、乙两人在另一点相遇。从出发到相遇的过程中,下列说法中正确的是(   

A.甲、乙两人通过的路程一定不同

B.甲、乙两人通过的路程一定相同

C.甲、乙两人发生的位移一定不同

D.甲、乙两人发生的位移一定相同

 

(12分)在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45o且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45o 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。求:

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满分5 manfen5.com(1)C点的坐标;

(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;

(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.

 

(8分)利用图示装置可以测定匀强磁场的磁感应强度B.已知单匝矩形线圈宽为L,磁场垂直于纸面,当线圈中通以方向如图所示的电流I时,天平如图示那样平衡.当电流大小不变,方向改变时,在右边再加质量为m的砝码后,天平才重新平衡.试求出磁感应强度的大小和方向.

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(10分)如图所示电路中,R1=0.8Ω,R3=6Ω,滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω,电源电动势E=6 V,内阻r=0.2 Ω,当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时,闭合开关S,电路中的电流表和电压表的读数各是多少?

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(8分)矩形线圈abcd,长ab=20cm ,宽bc=10cm, 匝数n=200,每匝线圈电阻R= 0.25Ω,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B随时间的变化规律如图所示,求

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(1)线圈回路的感应电动势

(2)在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力的大小

 

图是探究感应电流与磁通量变化关系的实验,线圈A与电流表相连,线圈B通过变阻器和开关连接在电源上,则可以看到电流表指偏转的是       填序号)。从中可以得出闭合回路产生感应电流的条件:                           

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A.开关闭合和断开的瞬间

B.开关总是闭合的,滑动变阻器也不动

C.开关总是闭合的,线圈B上下迅速移动

D.开关总是闭合的,迅速移动滑动变阻器的滑片

 

在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:

满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com(1)为了合理选择实验方案和器材,首先使用欧姆表(1挡)粗测拟接入电路的金属丝的阻值R。欧姆调零后,将表笔分别与金属丝两端连接,某次测量结果如图所示,则这次测量的读数R=_____Ω。

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(2)使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验,除电源(电动势为4V,内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外,电压表应选用     ,电流表应选用     ,滑动变阻器应选用     (选填器材前的字母)。

(3)若采用上图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的_______点相连(选填“a”或“b”)。

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图甲千分尺的度数              mm;游标20分度的卡尺上的示数如图乙可读出       mm。

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回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一回旋加速器分别加速氚核(满分5 manfen5.com)和α粒子(满分5 manfen5.com)比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有

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A.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大

B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小

C.加速α粒子的交流电源的频率较小,氚核获得的最大动能也较小

D.加速α粒子的交流电源的频率较小,氚核获得的最大动能较大

 

一个矩形线圈匀速地从无磁场的左边空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场,然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后进入没有磁场的右边空间,如图所示.若B1=2B2,方向均始终和线圈平面垂直,则在下图所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是(电流以逆时针方向为正)

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一电子以垂直于匀强磁场的速度vA,从A处进入长为d宽为h的匀强磁场区域,如图所示,发生偏移而从B处离开磁场,若电量为e,磁感应强度为B,弧AB的长为L,则

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A.电子在磁场中运动的平均速度是vA

B.电子在磁场中运动的时间为满分5 manfen5.com

C.洛仑兹力对电子做功是满分5 manfen5.com

D.电子在A、B两处的速率相同

 

如图所示,螺线管CD的导线绕法不明.当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的感应电流产生.下列关于螺线管C端极性的判断,正确的是

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A.C端一定是N极

B.C端一定是S极

C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同

D.无法判断极性,因螺线管的绕法不明

 

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