題目列表(包括答案和解析)
| I（?10-1A） | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
| UM（?10-1V） | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
如圖（1），將一金屬薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側(cè)面a、b間通以電流I時，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。且滿足UM＝kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)。
某同學(xué)通過實驗來測定該金屬的霍爾系數(shù)。已知該薄片的厚度d＝0.40mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應(yīng)的UM，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。
| I（´10－1A） | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
| UM（´10－1V） | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)系中畫出圖線；
（2）利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)k=________´10－3V·m·A－1·T－1（保留2位有效數(shù)字）；
（3）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。圖（2）是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反�；魻栐糜诒粶y圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如圖（3）所示。若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式：_____________________。
 |
粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，且沿x軸方向的電勢φ與坐標(biāo)值x的關(guān)系如下表格所示．| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| x/m | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 | 0.45 |
| φ/105v | 9.00 | 4.50 | 3.00 | 2.25 | 1.80 | 1.50 | 1.29 | 1.13 | 1.00 |
粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，且沿x軸方向的電勢j與坐標(biāo)值x的關(guān)系如下表格所示：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| x/m | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 | 0.45 |
| φ/105v | 9.00 | 4.50 | 3.00 | 2.25 | 1.80 | 1.50 | 1.29 | 1.13 | 1.00 |
根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)可作出如右的j—x圖像。現(xiàn)有一質(zhì)量為0.10kg，電荷量為1.0´10-7C帶正電荷的滑塊（可視作質(zhì)點），其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.20。問：
（1）由數(shù)據(jù)表格和圖像給出的信息，寫出沿x軸的電勢j與x的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。
（2）若將滑塊無初速地放在x=0.10m處，則滑塊最終停止在何處？
（3）在上述第（2）問的整個運(yùn)動過程中，它的加速度如何變化？當(dāng)它位于x=0.15m時它的加速度多大？（電場中某點場強(qiáng)為φ-t圖線上某點對應(yīng)的斜率）
（4）若滑塊從x=0.60m處以初速度v0沿-x方向運(yùn)動，要使滑塊恰能回到出發(fā)點，其初速度v0應(yīng)為多大？
粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，且沿x軸方向的電勢j與坐標(biāo)值x的關(guān)系如下表格所示：
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| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| x/m | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 | 0.45 |
| φ/105v | 9.00 | 4.50 | 3.00 | 2.25 | 1.80 | 1.50 | 1.29 | 1.13 | 1.00 |
根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)可作出如右的j—x圖像。現(xiàn)有一質(zhì)量為0.10kg，電荷量為1.0´10-7C帶正電荷的滑塊（可視作質(zhì)點），其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.20。問：
（1）由數(shù)據(jù)表格和圖像給出的信息，寫出沿x軸的電勢j與x的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。
（2）若將滑塊無初速地放在x=0.10m處，則滑塊最終停止在何處？
（3）在上述第（2）問的整個運(yùn)動過程中，它的加速度如何變化？當(dāng)它位于x=0.15m時它的加速度多大？（電場中某點場強(qiáng)為j—x圖線上某點對應(yīng)的斜率）
（4）若滑塊從x=0.60m處以初速度v0沿-x方向運(yùn)動，要使滑塊恰能回到出發(fā)點，其初速度v0應(yīng)為多大？
第一部分 選擇題（每題4分，共40分，漏選給2分，錯選、不選給0分）
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
CD
C
BC
ABC
BD
AC
BD
AC
CD
AC
CD
第二部分 非選擇題（共110分）
13．（1）(4分)直徑讀數(shù)為
（每空2分，第一空最后一位估計允許偏差±
（2）(10分)
（a）實驗電路圖（2分，有錯給0分）
（b） 110 W， 1.10 V。
（c）電動勢E＝ 1.30 V，內(nèi)電阻r＝__20__W.
（每空2分，有效數(shù)字不做要求）
14．（1）（2分）還需要的實驗器材是：
刻度尺、天平（配砝碼） ．（每項1分）
（2）（每空2分）
還缺哪些實驗步驟： 平衡摩擦力（適當(dāng)墊起長木板的左端，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止）
應(yīng)控制的實驗條件： 實驗中保持
．
要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式：
（3）（每空2分）
W＝
； ΔEK＝
．
本題第（1）、（2）問可能會出現(xiàn)許多不同的解答，可參考以下方案給分：
解一：（1）天平（1分） 刻度尺（1分）
（2）所缺的步驟：在沙桶中裝適量的細(xì)沙，直到輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速運(yùn)動為止（2分），用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′（2分）．
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
（2分）
解二：（1）天平（1分） 刻度尺（1分）
（2）所缺的步驟：在沙桶中裝適量的細(xì)沙直到輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速運(yùn)動為止（2分），用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′（1分）．實驗中保持．（1分）
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
（2分）
解三：（1）天平（1分） 刻度尺（1分） 小木塊（1分）
（2）所缺的步驟：先將空的小沙桶從滑輪上取下，用天平測定小沙桶的質(zhì)量
（2分），再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止（1分）．
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式（2分）
解四：（1）天平（1分） 刻度尺（1分） 小木塊（1分）
（2）所缺的步驟：先將小沙桶和滑塊的連線斷開，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起（1分），直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止（1分）．實驗中保持．（1分）
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
（2分）
解五：（1）天平（1分） 刻度尺（1分） 小木塊（1分）
（2）所缺的步驟：先將空的小沙桶從滑輪上取下，用天平測定小沙桶的質(zhì)量（1分），再將空的小沙桶掛回，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止（1分）．實驗中保持．（1分）
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
（2分）
15．（10分）解：著陸器從高度為h處平拋到第二次著陸，由機(jī)械能守恒有：
2分
得出月球表面的重力加速度為：
………①
3分
當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑為月球半徑R時，發(fā)射速度最小，設(shè)最小速度為
，由萬有引力（約等于重力）提供向心力有：
………② 2分
由①②式可得出：
………③ 3分
16．（12分）
解：（1）由左手定則和題意知，小球帶負(fù)電 ………2分
設(shè)小球第一次到達(dá)最低點時的速度為v，則由動能定理（或由機(jī)械能守恒定律）可得：
………2分
在最低點由向心力公式得：
………2分
解得：q=2.5×10
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，小球第二次到達(dá)最低點時，速度大小仍為v………2分
由向心力公式得：
………2分
解得：F=5.5×10-2N………1分
17．(14分)
解：（1）金屬桿做加速度不斷減小的加速運(yùn)動………2分
（2）由圖象知：
時，
；
此時由于平衡
………2分
得：
………2分
（3）由圖象知：
，
此時由牛頓第二定律：
………2分
即：
；………3分
解得：
………3分
18．（15分）
解：（1）因油滴在第Ⅱ、Ⅲ象限中做勻速直線運(yùn)動，所以油滴受的合力為零，若油滴帶負(fù)電，則其合力一定不為零；若油滴帶正電，則其合力可以為零，所以油滴帶正電．………3分
(2) 由平衡條件知：
………3分
………2分
（3）油滴從進(jìn)入
區(qū)域到
點的過程由動能定理：
………3分
；………2分
………2分
19．(16分)
解：（1）對
球，從靜止到碰
的過程由動
能定理：
；………1分
即：
得：
…1分
、碰撞由動量守恒，令水平向左為正：有：
………1分
得：
（向左）………1分
加上豎直向上的電場
后，整體
仍做圓周運(yùn)動到最高點的過程由動能定理：
………1分
得： 
………1分
在最高點，由牛頓第二定律：
………1分
得：
………1分
（2）整體能完成圓周運(yùn)動的條件是：在點：
………1分
即：
………1分
得：
………1分
、碰撞由動量守恒，令水平向左為正：有：
得：
………1分 由
得：
………1分
、碰撞由動量守恒，令水平向右為正：有：
得：
………1分 由
得：
………1分
所以，
滿足的條件是：或………1分
20.（17分）
解：解:(1)質(zhì)子在磁場中受洛侖茲力做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)
牛頓第二定律有：
………2分
得半徑為：
………2分
(2)由于質(zhì)子的初速度方向與x軸正方向的夾角為300，
且半徑恰好等于OA，因此質(zhì)子將在磁場中做半個圓周
運(yùn)動到達(dá)y軸上的C點，如圖所示.
根據(jù)圓周運(yùn)動的規(guī)律，質(zhì)子做圓周運(yùn)動的周期為:
………2分
質(zhì)子從出發(fā)運(yùn)動到第一次到達(dá)y軸的時間為:
………1分
質(zhì)子進(jìn)入電場時的速度方向與電場的方向相同，在電場中先做勻減速運(yùn)動，速度減為零后反向做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)質(zhì)子在電場中運(yùn)動的時間為t2，根據(jù)牛頓第二定律有:
………2分，得
………1分
因此質(zhì)子從開始運(yùn)動到第二次到達(dá)y軸的時間為:
………2分．
(3)質(zhì)子再次進(jìn)入磁場時，速度的方向與電場的方向相同，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，到達(dá)y軸的D點.由幾何關(guān)系得CD=2Rcos300 ………2分
則質(zhì)子第二次到達(dá)y軸的位置為
………2分
即質(zhì)子第三次到達(dá)y軸的坐標(biāo)為（0，34.6）. ………1分
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