高考物理第二轮复习磁场三难之霍尔效应讲义册子

第12讲 磁场三难之霍尔效应
题一：如图所示，一块铜板左右两面接入电路中，有电流I 自左向右流过铜板。

当一磁感应强度为B 的匀强磁场垂直前表面穿入，垂直后表面穿出时，铜板上、下两面之间出现电势差，确定：
（1
）上、下两面中电势高的是
表面。

（2）若铜板前、后两面间距为d ，铜板单位体积内的自由电子数为n ，电子的电荷量为e ，则上、下表面间的电势差U= 。

题二：霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z 轴方向的磁场，磁感应强度B=B 0＋kz （B 0、k 均为常数）。

将传感器固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I 不变，方向如图所示，当物体沿z 轴方向移动时，由于位置不同，霍尔元件在y 轴方向的上、下表面的电势差U 也不同。

则（ ）
A ．磁感应强度
B 越大，上、下表面的电势差U 越大
B ．k 越大，传感器灵敏度z
U ∆∆越高 C ．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高
D ．电流I 取值越大，上、下表面的电势差U 越小
题三：半导体内导电的粒子——“载流子”有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动的带正电的粒子），以自由电子导电为主的半导体叫N 型半导体，以空穴导电为主的半导体叫P 型半导体。

下图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图。

图中一块长为a 、宽为b 、厚为c 的半导体样品板放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。

当有大小为I 、沿x 轴正方向的恒定电流通过样品板时，会在与z 轴垂直的两个侧面之间产生霍尔电势差U H ，霍尔电势差大小满足关系c
IB k U H =，其中k 为材料的霍尔系数。

若每个载流子所带电荷量的绝对值为e ，下列说法中正确的是（ ）
A ．如果上表面电势高，则该半导体为P 型半导体
B ．如果上表面电势高，则该半导体为N 型半导体
C ．霍尔系数较大的材料，其内部单位体积内的载流子数目较多
D ．样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为
H IB ceU
题四：电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。

转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲所示。

开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙所示。

随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速的关系如图丙所示。

以下关于“霍尔转把”的叙述正确的是（）
A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压
D．霍尔器件的上下面之间所加电压的正负极性对调将影响车速控制
题五：磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。

图甲是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。

如图乙所示，通道尺寸a＝2.0 m、b＝0.15 m、c＝0.10 m。

工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0 T 的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U＝99.6 V；海水沿y轴方向流过通道。

已知海水的电阻率ρ＝0.20 Ω·m。

（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；
（2）船以5.0 m/s的速度匀速前进，若以船为参照物，海水以5.0 m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水的速率增加到v d＝8.0 m/s。

求此时两金属板间的感应电动势U感；
U＝U－U感计算，海水所受电磁力的80％可以转化为对船的推（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按'
力。

当船以5.0 m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到为零，在此过程中雨滴的（）A．速度不断减小，加速度为零时，速度最小
B．速度不断增大，加速度为零时，速度最大
C．加速度和速度方向相反
D．速度对时间的变化率越来越大
2．如图所示为小朋友喜欢的磁性黑板，下面有一个托盘，让黑板撑开一个安全角度（黑板平面与水平面的夹角为θ），不易倾倒，小朋友不但可以在上面用专用画笔涂鸦，磁性黑板擦也可以直接吸在上面。

图中就有小朋友把一块质量m为黑板擦吸在上面保持静止，黑板与黑板擦之间的动摩擦因数μ，则下列说法正确的是（）
A．黑板擦对黑板的压力大小为mgcosθ
B．黑板斜面对黑板的摩擦力大小为μmgcosθ
C．黑板对黑板擦的摩擦力大于mgsinθ
D．黑板对黑板擦的作用力大小为mg
3．某同学将一足球竖直砸向水平地面，足球以5m/s的速度被地面反向弹回，当足球上升到最高点后落回
地面，以后足球每次与地面碰撞被弹回时速度均为碰撞前速度的。

不计足球与地面碰撞的时间和空气阻力，取g=10m/s2，
则足球从第一次被弹回到最后停止运动的总时间为
A．8s B．4 s C．2 s D．1.5s
4．一个质量为2 kg的物体，在4个共点力作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为8 N和12 N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体运动的说法正确的是( )
A．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小
B．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5 m/s2
C．可能做匀减速直线运动，加速度大小是1.5 m/s2
D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是6 m/s2
5．2018 年1月9 日11时24分，我国在太原卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭，将“高景一号”03、04星成功发射升空，这两颗卫星是0.5米级高分辨率遥感卫星，他们均在距地面高度均为530km的轨道上绕地球做匀速圆周运动.以下说法正确的是
A．这两颗卫星运行速率比地球同步卫星的速率小
B．这两颗卫星的加速度比地球同步卫星的加速度大
C．这两颗卫星的动能一定比地球同步卫星的动能大
D．这两颗卫星中任意一颗一天可看见6次日出
6．如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向上，有一正离子恰能沿直线从右向左水平飞越此区域，不计粒子重力，则
A．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向下偏转
B．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向上偏转
C．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转
D．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动
二、多项选择题
7．如图所示，长度为L=1.0m的绳，栓着一质量m=1kg小球在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力为74N，运动过程中绳子始终处于绷紧状态，分析绳子在A处还是B处易断_____，求出绳子断时小球的线速度_________．
8．下列说法正确的是__________。

A．分子间存在的引力和斥力都随着分子间的距离的增大而减小，但是斥力比引力减小的更快
B．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越小，布朗运动越不明显
C．在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性
D．不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功的永动机是不可能制成的
E．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率可以达到100%
9．如图所示，先后以速度和
匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且
，则在先后两种情况下（）
A．线圈中的感应电动势之比为E1：E2=2：1
B．线圈中的感应电流之比为I1：I2=1：2
C．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2=1：4
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2=1：1
10．如图所示，质量均为m的a、b、c、d四个带电小球，其中，a、b、c三个完全相同的小球的带电量值均为q（电性未知），且位于光滑绝缘的水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三个小球等分整个圆周．带电量值为10q（电性未知）的小球d位于O点的正上方
R处，且在外力作用下恰好处于静止状态．重力加速度为g，静电力常量为k．则下列说法中正确的是( )
A．a、b、c、d四个小球带电量的总和可能为-7q
B．外力的大小为，方向竖直向上C．小球a的角速度为
D．小球b的动能为
三、实验题
11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学采用如图所示的装置。

（1）本实验采用的实验方法是：_____
A．控制变量法 B．转换法 C．理想实验法 D．等效替代法
（2）该同学在小车质量保持不变的前提下，测得小车的加速度a与拉力F的多组对应数据：作出a﹣F图如图所示，图线不过原点的原因是：_____
12．在练习使用多用电表的实验中：
（1）某同学用多用电表测量电阻，其欧姆挡的电路如图甲所示，若选择开关处在“×100”挡时，按正确使用方法测量电阻R x的阻值，指针位于图乙示位置，则R x= Ω．
（2）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述R x，其测量结果与原结果相比将（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表，其电路如图丙所示．
①关于该欧姆表，下列说法正确的是．
A．电阻刻度的零位在表盘的右端
B．表盘上的电阻刻度是均匀的
C．测量前，不需要红、黑表笔短接调零
D．测量后，应将开关S断开
②某同学进行如下操作：当R x未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开时，调节可变电阻，使电流表满偏．当R x接入A、B表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，则待测电阻R x的阻值为．已知电流表的内阻为R g，电池的内阻为r，可变电阻接入电路的阻值为R．
四、解答题
13．如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内，ab为四分之一圆弧轨道，bc段水平，且与ab圆弧相切于b点，在光滑水平地面上紧靠轨道c端，停着质量为、
长度为的平板车，平板车上表面与bc等高、现将可视为质点的物块从与圆心O等高的a点静止释放，物块滑至圆弧轨道最低点b时的速度大小为
，对轨道的压力大小等于30N，之后物块向右滑上平板车。

取重力加速度，不计空气阻力。

求该物块的质量；
若物块最终未从平板车上滑落，求物块在平板车上滑动过
程中产生的热量。

14．如图所示，用质量为m=1kg、横截面积为S=10cm2的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。

开始时活塞距气缸底的高度为h=10cm且气缸足够高，气体温度为t=27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa，取g=10m／s2，绝对零度取－273℃。

求：
(1)此时封闭气体的压强；
(2)给气缸缓慢加热，当缸内气体吸收4.5J的热量时，内能的增加量为2.3J，求此时缸内气体的温度。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．A8m/s
8．ACD
9．AD
10．ABC
三、实验题
11．A 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
12．（1）700；（2）变大；（3）①CD；②
四、解答题
13．该物块的质量是1kg。

物块在平板车上滑动过程中产生的热量是。

14．（1）1.1×105pa（2）87℃
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图，光滑绝缘圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c
位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。

下列说法正确的是
A．a、b、c小球带同种电荷
B．a、b小球带异种电荷
C．a、b小球电量之比为
D．a、b小球电量之比为
2．如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，理想交流电压表V1和V2的示数分别为U1和U2，理想交流电流表A1和A2的示数分别为I1和I2.下列说法正确的是( )
A．U1和U2是电压的瞬时值
B．I1、I2之比等于原、副线圈的匝数之比
C．滑片P向上滑动过程中，U2变大，I1变大
D．滑片P向上滑动过程中，U2不变，I1变小
3．在 x 轴上关于原点对称的 a、b 两点处固定有两个电荷量相等的点电荷，如下的
图象描绘了x轴上部分区域的电场强度（以x轴正方向为电场强度的正方向）．对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点，下列结论正确的是
A．两点场强相同，c点电势更高
B．两点场强相同，d点电势更高
C．两点场强不同,两点电势相等,均比O点电势高
D．两点场强不同,两点电势相等,均比O点电势低
4．用正弦式交变电流通过一理想变压器给距离较远的用户供电，电路图可等效为图示电路。

副线圈与用户之间导线的电阻为r，其余部分导线与电流表的电阻均不计。

已知开关S闭合前后用户消耗的电功率相等，变压器输入电压有效值不变，则下列说法正确的是( )
A．开关闭合前后变压器的输入功率不变
B．开关闭合前后输电线上损失的功率之比为1:2
C．R: r = 2:1
D．开关闭合前后电流表的读数之比为1:2
5．我国于2017年11月发射“嫦娥五号”探月卫星，计划执行月面取样返回任务。

“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步，如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入月地转移轨道Ⅱ，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道Ⅲ，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是（）
A．将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时所需的发射速度为7.9km/s
B．“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速
C．“嫦娥五号”从A沿月地转移轨Ⅱ到达B点的过程中其动能一直增加
D．“嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速
6．如图所示，理想变压器原线圈的a、b两端加上某一交流电压（电压有效值保持不变），副线圈c、d两端所接灯泡L恰好正常发光。

此时滑动变阻器的滑片P于图示位置。

现将滑片P下移（导线电阻不计），则以下说法中正确的是
A．灯仍能正常发光，原线圈输入电流变小
B．灯不能正常发光，原线圈输入功率变大
C．灯不能正常发光，原线圈输入电压变大
D．灯仍能正常发光，原线圈输入功率不变
二、多项选择题
7．在平面直角坐标系xOy的坐标原点O及(8m，0)处各有一个波源S1、S2。

在t=0时刻，两波源同时起振，起振方向分别沿y轴负方向和y轴正方向，发出沿x轴方向传播、波速v1=v2=1m／s、波长λ1=λ2=2m的两列简谐波，振幅A1=40cm，A2=20cm，两列波相遇后，x=3m处的质点应为振动_______________(选填“加强”或“减弱”)点，其振幅为____________cm，t=5.5s时，该质点的位移为____________cm。

8．如图，两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间，导轨两端a、b断开，金属杆L垂直导轨放置。

闭合开关S，下列判断正确的是
A．电磁铁两磁极之间的磁场方向向下
B．若给金属杆向左的初速度，则a点电势高于b点
C．若a、b间接导线，向下移动滑片p，则金属杆向左运动
D．若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，则金属杆向左运动
9．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10:1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1=R2=R3=20Ω和电容器C连接成如图所示甲的电路，其中电容器的击穿电压为8V，电压表V为理想交流电表，开关S处于断开状态，则（）
A．电压表V的读数约为7.07V B．电流表A的读数为0.05A
C．电阻R2上消耗的功率为2.5W D．若闭合开关S，电容器会被击穿
10．如图所示，A物体质量为m，B质量为2m，用一轻绳相连，将A用一轻弹簧悬挂于天花板上，系统处于静止状态，此时弹簧的伸长量为x，弹性势能为E p，已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比，且弹簧始终在弹性限度内．现将悬线剪断，则在以后的运动过程中，A物体的（）
A．最大动能为
B．最大动能为
C．速度达到最大时，弹簧弹力做功为
D．速度达到最大时，弹簧弹力做功为
三、实验题
11．如图甲所示，一质量m＝3kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角
＝37°足够长的斜面，小物块上滑过程的v—t图象如图乙所示。

(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求:
（1）滑块与斜面间的动摩擦因数;
（2）滑块返回斜面底端时的动能。

12．关于《研究平抛物体的运动》实验的目的是（）
A．求当地的重力加速度
B．求平抛物体的加速度
C．求平抛物体的初速度
D．求平抛物体的位移
四、解答题
13．质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8米，如图所示．若摩擦力均不计，从静止开始放手让它们运动．（斜面足够长，g取10m/s2）求：
（1）物体A着地时的速度；
（2）物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离．
14．如图，光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接，地面上静止放置一各表面光滑、质量为3m的斜面体C．一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为m的静止小物块B发生碰撞，碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动（碰撞时间极短），平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的高度小于斜面体高度。

求：
①A和B碰撞过程中B受的合力的冲量大小；
②斜面体C获得的最大速度。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．减弱 20 -20
8．AC
9．AC
10．AD
三、实验题
11．（1）0.5（2）
12．C
四、解答题
13．（1）2m/s．
（2）0.4m．
14．①②。