【題目】據(jù)中新社北京某日報道:中國科學(xué)家首次在實驗中發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng),引起國際物理學(xué)界巨大反響,是具有諾貝爾獎級的成績。利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下,上、下工作面間的距離為d,通入圖示方向的電流I時,C、D兩側(cè)面間會形成電勢差UCD,下列說法中正確的是
A. 僅增大磁感應(yīng)強度時,電勢差UCD不變
B. 若霍爾元件的自由電荷是自由電子,則CD點的電勢ΦC>ΦD
C. 僅減小上、下工作面間的距離d時,電勢差UCD變大
D. 僅增大通入的電流時,電勢差UCD變大
【答案】CD
【解析】
若在霍爾元件中移動的是自由電子,根據(jù)左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向,從而知道兩側(cè)面所帶電荷的電性,即可知道C、D兩側(cè)面電勢的關(guān)系。CD間存在電勢差,之間就存在電場,電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡,根據(jù)平衡推導(dǎo)出電勢差UCD與什么因素有關(guān)。
若霍爾元件的自由電荷是自由電子,根據(jù)左手定則,電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn),C表面帶負(fù)電,D表面帶正電,所以D表面的電勢高,則ΦC<ΦD,選項B錯誤.CD間存在電勢差,之間就存在電場,電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡,設(shè)霍爾元件的長寬高分別為a、b、d,有q=qvB,I=nqvS=nqvbd,則.則僅增大磁感應(yīng)強度時,電勢差UCD增加;僅減小上、下工作面間的距離d時,電勢差UCD變大;僅增大通入的電流I時,電勢差UCD變大;故A錯誤,CD正確;故選CD。
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【題目】如圖甲,圓圈內(nèi)放大的集成塊可以同時自動測量沿手機短邊(x 軸)、長邊(y 軸)和垂直面板方向(z 軸)的加速度,相當(dāng)于在三個方向上各有一個如圖乙所示的一維加速度計,圖中固定在力傳感器上的質(zhì)量塊的質(zhì)量為 m。下面僅研究 x 軸處于水平方向和 y 軸處于豎直方向的加速度情況。
(1)沿 x 軸方向,若用 F 表示力傳感器垂直接觸面對質(zhì)量塊的作用力,取+x 軸方向為加速度正方向, 導(dǎo)出手機在水平方向的加速度 的表達(dá)式;
(2)沿 y 軸方向,若用 F 表示力傳感器垂直接觸面對質(zhì)量塊的作用力,取+y 軸方向為加速度正方向, 導(dǎo)出手機在豎直方向的加速度 的表達(dá)式;
(3)當(dāng)手機由豎屏變橫屏?xí)r,為讓手機感知到這種變化,需要通過電信號分別將(1)和(2)中導(dǎo)出的 加速度進(jìn)行輸出,但應(yīng)統(tǒng)一輸出項 a 出,請分別寫出水平和豎直方向上輸出項 a 出的表達(dá)式;
(4)當(dāng)手機由豎屏變橫屏?xí)r,顯示的視頻畫面會隨之由窄變寬,請解釋其中的原理。
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【題目】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,放置一段通有電流強度為I,長度L,質(zhì)量m的導(dǎo)體棒a(電流方向垂直紙面向里)。求:
(1)若空間中有豎直向上的勻強磁場,要使導(dǎo)體棒a靜止在斜面上,則所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1的大;
(2)若磁場方向任意,要使導(dǎo)體棒a靜止在斜面上且對斜面無壓力,則所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2的大小和方向。
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【題目】如圖所示,LOO’L’為一折線,它所形成的兩個角∠LOO’和∠OO’L‘均為450。折線的右邊有一勻強磁場,其方向垂直OO’的方向以速度v做勻速直線運動,在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向,在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時間(I—t)關(guān)系的是(時間以l/v為單位)( )
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【題目】如圖所示,足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧,一個質(zhì)量m=0.04kg、電量q=+2×10-4c的可視為質(zhì)點的帶電小球與彈簧接觸但不栓接.某一瞬間釋放彈簧彈出小球,小球從水平臺右端A點飛出,恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點,并沿軌道滑下.已知AB的豎直高度h=0.45m,傾斜軌道與水平方向夾角為α=37°、傾斜軌道長為L=2.0m,帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)μ=0.5.傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連,在C點沒有能量損失,所有軌道都絕緣,運動過程小球的電量保持不變.現(xiàn)有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強電場中,場強E=2.0×103V/m.(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2)求:
(1)被釋放前彈簧的彈性勢能?
(2)要使小球不脫離軌道(水平軌道足夠長),豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
(3)如果豎直圓弧軌道的半徑R=0.9m,小球進(jìn)入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的D點右側(cè)某一點P?
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【題目】2017年5月5日,我國自行研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機C919首飛成功,拉開了全面試驗試飛的新征程。假設(shè)飛機在平直跑道上從靜止開始自西向東做加速運動,經(jīng)過時間t=40s后達(dá)到起飛所要求的速度v=80m/s,此時滑行距離為x=2.0×103m。已知飛機質(zhì)量m=7.0×104kg,牽引力恒為F=2.0×105N,加速過程中受到的阻力隨速度變化,重力加速度取g=10m/s2,求飛機加速過程中:
(1)牽引力的平均功率;
(2)飛機所受阻力的沖量。
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【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗,先將球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次,再把同樣大小的球b放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓球a仍從原固定點由靜止開始滾下,且與球b相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。
(1)為了使兩球碰撞為一維碰撞,所選兩球的直徑關(guān)系為:a球的直徑_____b球的直徑 (“大于”、“等于”或“小于”) ;為減小實驗誤差,在兩球碰撞后使A球不反彈,所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為ma_______mb(選填“小于”、“大于”或“等于”);
(2)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進(jìn)行的測量?答:____(填選項號)。
A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的質(zhì)量ma,mb
C.小球a、b的半徑r
D.小球a、b離開斜槽軌道末端后做平拋運動的飛行時間t
E.記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC
F.球a的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
(3)為測定未放被碰小球時,小球a落點的平均位置,把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊,圖中給出了小球a落點附近的情況,由圖可得點O、B間的距離應(yīng)為_______cm。
(4)按照本實驗方法,驗證動量守恒的驗證式是____________________________
(5)利用該實驗測得的物理量,也可以判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒,判斷的依據(jù)是看maOB2=______
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【題目】甲、乙兩物體從同一地點開始沿同一方向運動,其速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,圖中t2=,兩段曲線均為圓弧,下列說法不正確的是( )
A. 兩物體在t1時刻的加速度相同
B. 兩物體在t2時刻運動方向均改變
C. 兩物體在t3時刻相距最遠(yuǎn),t4時刻相遇
D. 0t4時間內(nèi)甲物體的平均速度大于乙物體的平均速度
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【題目】甲乙兩車在同一平直公路上同向運動,甲做勻加速直線運動,乙做勻速直線運動。甲乙兩車的位置x隨時間t的變化如圖所示。下列說法正確的是
A. 在t1時刻兩車速度相等
B. 從0到t1時間內(nèi),兩車走過的路程相等
C. 從t1到t2時間內(nèi),兩車走過的路程相等
D. 從t1到t2時間內(nèi)的某時刻,兩車速度相等
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