精品解析：天津市武清区杨村第一中学2025-2026学年高三下学期开学考试物理试题

杨村一中26春高三开学考试卷杨 2025-2026学年度高三年级第二学期开学考 物理试卷 注意事项： 1.每小题选出答案后，把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动.用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。 2.本卷共8题，每题5分，共40分。 第I卷 一、单项选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列关于电磁波和电磁场的说法正确的是（　　） A. 室内无线网络的本质就是电磁波，需要靠空气作为介质传播 B. 变化的磁场可以产生电场，而变化的电场不能产生磁场 C. 电磁波的频率越高，其能量子的能量越大 D. 电磁波的频率越大，其传播的速度就越快 【答案】C 【解析】 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，在真空中也可传播，室内无线网络（电磁波）无需空气作为传播介质，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，变化的电场也能产生磁场，故B错误； C．电磁波频率 越高，根据能量子的能量满足公式 （ 为普朗克常量）可知，能量子能量越大，故C正确； D．电磁波在真空中的传播速度恒为光速，与频率无关；在同种介质中频率越高的电磁波折射率越大，传播速度越小，故D错误。 故选C。 2. 2025年，神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站，成功实现了中国航天史上第7次“太空会师”。神舟二十一号飞船发射后首先进入轨道半径为的近地停泊圆轨道，在 点调整速度后进入椭圆过渡轨道；随后在点调整速度，最终与轨道半径为的圆轨道上的空间站完成对接。则飞船（　　） A. 在近地停泊圆轨道和空间站轨道上运行周期之比为 B. 从近地停泊圆轨道变轨至椭圆过渡轨道时，需在 点增大速度 C. 在近地停泊圆轨道 点的向心加速度小于在椭圆过渡轨道 点向心加速度 D. 在椭圆过渡轨道上由 点向点运动过程中，万有引力做负功，机械能减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．在近地停泊圆轨道和空间站轨道上运行时，根据开普勒第三定律可知可知周期之比为，A错误； B．从近地停泊圆轨道变轨至椭圆过渡轨道时，需在 点增大速度，做离心运动，B正确； C．根据可知，在近地停泊圆轨道 点的向心加速度等于在椭圆过渡轨道 点向心加速度，C错误； D．在椭圆过渡轨道上由 点向点运动过程中，万有引力做负功，动能减小，势能增加，则机械能不变，D错误。 故选B。 3. 用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光 照射光电管阴极 ，电流计 的指针发生偏转而用另一频率的单色光照射光电管阴极 时，电流计 的指针不发生偏转，那么下列说法正确的是（　　） A. 光的频率小于光的频率 B. 增加光的强度可能使电流计 的指针发生偏转 C. 用 光照射光电管阴极 时通过电流计 的电流是由到 D. 只增加 光的强度可使通过电流计 的电流增大 【答案】D 【解析】 【详解】A． 光能发生光电效应，光不能，根据光电效应方程 可知 光频率一定大于光频率，故A错误； B．光电效应的产生仅与入射光的频率有关，当入射光频率低于极限频率时，无论光强多大都无法产生光电效应。b光频率不足，增加其强度也无法让电流计偏转，故B错误； C．光电子从阴极K向阳极A运动，电子带负电，电子在电流计中的运动方向为，电流方向与负电荷运动方向相反，因此电流方向为，故C错误； D．增加a光的强度，单位时间内入射的光子数增多，逸出的光电子数增加，因此通过电流计的电流增大，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示为一款新型送餐机器人，内部电路如图乙所示，直流电动机线圈电阻为，电源的电动势为，内阻为 。开关 闭合，直流电动机正常工作时，理想电流表示数为 ，下列说法正确的是（　　） A. 电动机两端的电压为 B. 电动机的电功率为 C. 电动机的机械功率为 D. 电源的效率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电动机工作时有 可得两端的电压，故A错误； B．电动机的电功率为电源的输出功率 ，故B错误； C．电动机的机械功率，故C正确； D．电源的效率 ，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，质量为 的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径 长度为，现将质量也为 的小球从距 点正上方高处由静止释放，然后由 点经过半圆轨道后从 点冲出，在空中能上升到距 点所在水平线的最大高度为。不计空气阻力，小球可视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 小球和小车组成的系统动量守恒 B. 小球离开小车后相对地面做斜上抛运动 C. 小车向左运动的最大距离为 D. 小球第二次在空中能上升到距 点所在水平线的最大高度大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球竖直方向有加速度，系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误； B．小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，在A点时系统水平方向动量为零，小球运动到B点时与小车水平方向共速，即此时小球与小车水平方向速度为零，所以小球离开小车后做竖直上抛运动，故B错误； C．设小车向左运动的最大距离为x，规定向右为正方向，系统水平方向动量守恒，在水平方向，由动量守恒定律得 解得，故C错误； D．小球第一次运动到B点所在水平线的最大高度处的过程中，设克服摩擦力做功为，由动能定理有 解得 小球第二次在小车中运动时，与A到B过程相比，每个相同位置处速度变小，弹力变小，摩擦力变小，故克服摩擦力做功小于，机械能损失小于，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为和。已知两支箭的质量、竖直方向下落高度均相等，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响（），下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两人所射箭落入壶口时重力的功率相同 B. 甲、乙两人所射的箭从射出到插入壶口的过程动量变化量不同 C. 甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为 D. 甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意知两箭做平抛运动，两支箭竖直方向下落高度相等，则两支箭在空中的运动时间t相同，根据重力功率 可知甲、乙两人所射箭落入壶口时重力的功率相同，故A正确； B．根据动量定理有 由于t相同，甲、乙两人所射的箭从射出到插入壶口的过程动量变化量相同，故B错误； C．根据平抛运动规律，可知初速度 则甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为，故C正确； D．因为t相同，根据 可知，故D错误。 故选AC。 7. 如图甲，真空中固定两点电荷P、Q，O为PQ连线的中点，MN为PQ连线的中垂线。一试探电荷从中垂线上C点静止释放，仅在电场力作用下沿MN做直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图乙所示，该图像关于虚线对称，则（　　） A. P、Q为等量异种电荷 B. t1时刻，试探电荷通过O点 C. t2时刻，试探电荷回到C点 D. 从C到O，电场强度先增大后减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．试探电荷沿MN做直线运动，再根据v-t图像关于虚线对称可知，受到P、Q两电荷等大引力，故P、Q为等量同种电荷，故A错误； B．根据v-t图像的斜率表示加速度，可知t1时刻，图像斜率为零，加速度为零，根据qE=ma可知此时电场强度为零，故试探电荷位于O点，B正确； C．t2时刻，试探电荷速度为零，运动到关于O对称的点，故C错误； D．从C到O，图像的斜率先增大后减小，加速度先增大后减小，根据qE=ma可知电场强度先增大后减小，D正确。 故选BD。 8. 如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度 匀速转动，轴垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1:2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是（　　） A. 交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为 B. 变压器的输入功率与输出功率之比为2:1 C. 电压表V示数为 D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图示线圈平面与磁场方向平行，即线圈平面与中性面垂直，可知，交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为，故A正确； B．理想变压器自身不消耗功率，可知，变压器的输入功率与输出功率之比为1:1，故B错误； C．结合上述原线圈电压的有效值 根据电压匝数关系有 解得变压器副线圈两端电压有效值 由于晶体二极管的单向导电性，通过滑动变阻器R的交流电的波形为完整正弦波的一半，令其有效值为，根据有效值的定义有 解得 即电压表V示数为，故C正确； D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，由于原线圈两端电压一定，则副线圈两端电压一定，结合上述可知，不变，即电压表示数不变，由于滑动变阻器接入电阻增大，则电流表示数减小，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 注意事项： 1.请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共4题，共60分。 三、实验题（本题共2小题，·每空2分，共14分） 9. 某实验小组利用如图（a）所示的实验装置，探究小车质量不变的情况下加速度与力的关系。小车的左端与纸带相连，右端用不可伸长的细线跨过定滑轮与钩码相连。钩码下落过程中，小车带动穿过打点计时器的纸带向右运动，重力加速度为 。完成下列填空： （1）补偿阻力后，测量小车在不同质量钩码牵引下的加速度，某次实验得到的一段纸带如图（b）所示，其上有七个计数点，相邻两计数点间均有4个点未画出。测得，已知打点计时器所用交流电的频率为。为减小实验误差，用逐差法求得小车的加速度大小为_________（结果保留2位有效数字）； （2）根据实验数据，可计算出小车在不同质量的钩码牵引下的加速度，作出小车加速度a与所钩码质量的 关系图线，如图（c）实线所示。图线中虚线的斜率为 ，则小车质量_________（用 和 表示）。随钩码的增加，数据偏离虚线，如果持续增加钩码至，则理论上 _________（用 表示）。 【答案】（1）0.50 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 交流电的频率为50Hz，即打点周期为0.02s，相邻两计数点间有4个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为 根据逐差法可得小车的加速度大小为 代入数据有 【小问2详解】 [1]根据 整理得 可知图像斜率 解得 [2]根据牛顿第二定律，对M、m分别有 ， 联立解得 可知当m=M时，代入解得 10. 小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值。实验器材有：待测电源（不计内阻），待测电阻，待测电阻，电流表 （量程为 ，内阻较小），电阻箱，单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 （1）先测电阻的阻值。闭合，将切换到 ，调节电阻箱，读出其示数和对应的电流表示数 ，将切换到，调节电阻箱，使电流表示数仍为 ，读出此时电阻箱的示数，则电阻的表达式为________；（用和表示） （2）小明同学已经测得电阻，继续测电源电动势和电阻的阻值。他的做法是：闭合，将切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数 ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势 ________ ，电阻 ________ ；（保留两位有效数字） （3）用此方法测得的电动势的测量值______真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】（1） （2） ①. 1.5 ②. 1.0 （3）等于 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，要想测出的示数，应根据电流表及电阻箱的示数进行分析，由题意可知，若控制电流不变，则电路中的电阻不变，根据串联电路的规律可得出电阻的表达式；第一步将切换到 ，调节电阻箱，电流表的示数为 ，电路总电阻 故第二步应将切换到，调节电阻箱，使电流表的示数仍为 ；电路总电阻不变为 故电阻的示数为 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律得 解得 根据图线，可得 可得电动势 由纵轴截距可得 解得 【小问3详解】 考虑电流表内阻后，当将切换到 ，调节电阻箱，电流表的示数为 ，电路总电阻 将切换到，调节电阻箱，使电流表的示数仍为 ；电路总电阻不变为 故电阻的示数为 与第一问求解相同，根据闭合电路欧姆定律得 解得 比较两次表达式的斜率，电源电动势不变，故电动势的测量值等于真实值。 四、计算题（本题包括3小题，11题12分，12题16分，13题18分，共46分。） 11. 如图1所示，轻质绝缘细线吊着质量 ，边长，电阻的单匝正方形闭合金属线框，对角线的下方区域分布着垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度B随时间的变化图像如图2所示。不考虑线框的形变，取重力加速度，当线框处于静止状态，求： （1）线框中感应电流 大小及方向（答“顺时针”或“逆时针”即可）； （2） 内线框中产生的焦耳热； （3）当时，线框受到细绳的拉力 的大小。 【答案】（1）1A，方向为逆时针 （2）1J （3）16N 【解析】 【小问1详解】 由欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律有 其中 由图2得 解得，方向为逆时针 【小问2详解】 根据焦耳定律有 解得 【小问3详解】 由图2可知当时 线框在磁场中的有效长度为 对于线框由平衡得 其中 解得线框受到细绳的拉力 12. 如图所示，光滑倾斜轨道与水平轨道相连，水平轨道与光滑竖直圆管相切，轨道上有M、N两个小球，质量分别为 、，N静止于竖直圆管底端，M从倾斜轨道上距倾斜轨道底端h=1m高处由静止释放，水平轨道AB段的长度为L=1m，动摩擦因数为 ，其余部分均光滑。圆管半径为R=0.5m，重力加速度为，不计小球间碰撞时和小球经过轨道连接处的能量损失。 （1）求两球碰撞前M的速度大小； （2）两球碰撞后N通过圆管的最高点对圆管的压力大小； （3）M球最终停在距A点多远的位置？ 【答案】（1）4m/s （2） （3）0m处 【解析】 【小问1详解】 满足动能定理 解得m/s 【小问2详解】 M与N为弹性碰撞，分别满足碰撞前后动量守恒 动能相等 解得m/s，m/s N通过圆管的最高点的速度大小满足动能定理 解得v=4m/s N通过圆管的最高点时，受到管道的弹力满足牛顿运动定律 解得 根据牛顿第三定律，N对圆管的压力大小 【小问3详解】 M在水平轨道AB的位移满足动能定理 可得x=1m 则小球停在距A点处。 13. 半导体内导电的粒子——“载流子”有两种：电子和空穴（空穴可视为能移动的带正电的粒子），每个载流子所带电量的绝对值均为e。如图1所示，将一块长为a、宽为b、厚为c的长方体半导体样品板静止放置，沿x轴方向施加一匀强电场，使得半导体中产生沿x轴正方向的恒定电流，电流大小为I，之后沿y轴正方向施加磁感应强度大小为B的匀强磁场，很快会形成一个沿z轴方向的稳定电场，称其为霍尔电场。 （1）若样品中导电的载流子是电子，单位体积内自由电子数为n， ①请判断该霍尔元件图中上、下两个表面哪端的电势高； ②该霍尔元件在具体应用中，测得与z轴垂直的两个侧面（图1中“上表面”和“下表面”）之间电势差为UH，有UH=KHIB，式中的KH称为霍尔元件灵敏度，试推导KH的表达式； （2）现发现一种新型材料制成的样品板中同时存在电子与空穴两种载流子，单位体积内电子和空穴的数目之比为ρ。电子和空穴在半导体中定向移动时受到材料的作用可以等效为一个阻力，假定所有载流子所受阻力大小正比于其定向移动的速率，且比例系数相同。 ①请在图2（图1的样品板局部侧视图）中分别画出刚刚施加磁场瞬间，电子和空穴所受洛伦兹力的示意图。 ②在霍尔电场稳定后（即图1中“上表面”和“下表面”积累的电荷量不再改变），电子和空穴沿x方向定向移动的速率分别为v1和v2。此时电子和空穴仍沿z轴方向做定向移动。请依据受力情况和电荷守恒等基本规律，计算电子与空穴沿z方向定向移动的速率v1′和v2′之比。 ③在（2）②的基础上，求霍尔电场稳定后电场强度大小Ez。 【答案】（1）①下表面；② （2）①；②；③ 【解析】 【小问1详解】 ①由于电流方向沿x轴正方向，且样品中导电的载流子是电子，根据左手定则可知，电子将受到沿z轴正方向的洛伦兹力，电子将打到上表面，所以上表面电势低，下表面电势高； ②当达到稳定状态时，有 根据电流的微观表达式可得 联立可得 由此可知 【小问2详解】 ①根据左手定则可知，刚刚施加磁场瞬间，电子和空穴所受洛伦兹力的示意图，如图所示 ②设单位体积内电子的数目为n1，单位体积内空穴的数目为n2，由题意可知 当霍尔电场稳定时，在一段时间∆t内，到达上表面的所有电子的总电荷量与空穴的总电荷量必须相等，即 所以 ③电子沿z方向受力 空穴沿z方向受力 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杨村一中26春高三开学考试卷杨 2025-2026学年度高三年级第二学期开学考 物理试卷 注意事项： 1.每小题选出答案后，把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动.用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。 2.本卷共8题，每题5分，共40分。 第I卷 一、单项选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列关于电磁波和电磁场的说法正确的是（　　） A. 室内无线网络的本质就是电磁波，需要靠空气作为介质传播 B. 变化的磁场可以产生电场，而变化的电场不能产生磁场 C. 电磁波的频率越高，其能量子的能量越大 D. 电磁波的频率越大，其传播的速度就越快 2. 2025年，神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站，成功实现了中国航天史上第7次“太空会师”。神舟二十一号飞船发射后首先进入轨道半径为的近地停泊圆轨道，在 点调整速度后进入椭圆过渡轨道；随后在点调整速度，最终与轨道半径为的圆轨道上的空间站完成对接。则飞船（　　） A. 在近地停泊圆轨道和空间站轨道上运行周期之比为 B. 从近地停泊圆轨道变轨至椭圆过渡轨道时，需在 点增大速度 C. 在近地停泊圆轨道 点的向心加速度小于在椭圆过渡轨道 点向心加速度 D. 在椭圆过渡轨道上由 点向点运动过程中，万有引力做负功，机械能减小 3. 用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光 照射光电管阴极 ，电流计 的指针发生偏转而用另一频率的单色光 照射光电管阴极 时，电流计 的指针不发生偏转，那么下列说法正确的是（　　） A. 光的频率小于 光的频率 B. 增加 光的强度可能使电流计 的指针发生偏转 C. 用 光照射光电管阴极 时通过电流计 的电流是由 到 D. 只增加 光的强度可使通过电流计 的电流增大 4. 如图甲所示为一款新型送餐机器人，内部电路如图乙所示，直流电动机线圈电阻为 ，电源的电动势为 ，内阻为 。开关 闭合，直流电动机正常工作时，理想电流表示数为 ，下列说法正确的是（　　） A. 电动机两端的电压为 B. 电动机的电功率为 C. 电动机的机械功率为 D. 电源的效率为 5. 如图所示，质量为 的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径 长度为，现将质量也为 的小球从距 点正上方高处由静止释放，然后由 点经过半圆轨道后从点冲出，在空中能上升到距点所在水平线的最大高度为。不计空气阻力，小球可视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 小球和小车组成的系统动量守恒 B. 小球离开小车后相对地面做斜上抛运动 C. 小车向左运动的最大距离为 D. 小球第二次在空中能上升到距点所在水平线的最大高度大于 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为和。已知两支箭的质量、竖直方向下落高度均相等，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响（），下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两人所射箭落入壶口时重力的功率相同 B. 甲、乙两人所射的箭从射出到插入壶口的过程动量变化量不同 C. 甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为 D. 甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为 7. 如图甲，真空中固定两点电荷P、Q，O为PQ连线的中点，MN为PQ连线的中垂线。一试探电荷从中垂线上C点静止释放，仅在电场力作用下沿MN做直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图乙所示，该图像关于虚线对称，则（　　） A. P、Q为等量异种电荷 B. t1时刻，试探电荷通过O点 C. t2时刻，试探电荷回到C点 D. 从C到O，电场强度先增大后减小 8. 如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度 匀速转动，轴垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1:2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是（　　） A. 交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为 B. 变压器的输入功率与输出功率之比为2:1 C. 电压表V示数为 D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小 第Ⅱ卷 注意事项： 1.请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共4题，共60分。 三、实验题（本题共2小题，·每空2分，共14分） 9. 某实验小组利用如图（a）所示的实验装置，探究小车质量不变的情况下加速度与力的关系。小车的左端与纸带相连，右端用不可伸长的细线跨过定滑轮与钩码相连。钩码下落过程中，小车带动穿过打点计时器的纸带向右运动，重力加速度为 。完成下列填空： （1）补偿阻力后，测量小车在不同质量钩码牵引下的加速度，某次实验得到的一段纸带如图（b）所示，其上有七个计数点，相邻两计数点间均有4个点未画出。测得，已知打点计时器所用交流电的频率为。为减小实验误差，用逐差法求得小车的加速度大小为_________（结果保留2位有效数字）； （2）根据实验数据，可计算出小车在不同质量的钩码牵引下的加速度，作出小车加速度a与所钩码质量的 关系图线，如图（c）实线所示。图线中虚线的斜率为 ，则小车质量_________（用 和 表示）。随钩码的增加，数据偏离虚线，如果持续增加钩码至，则理论上_________（用 表示）。 10. 小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势 及电阻和的阻值。实验器材有：待测电源 （不计内阻），待测电阻，待测电阻，电流表 （量程为 ，内阻较小），电阻箱，单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 （1）先测电阻的阻值。闭合，将切换到 ，调节电阻箱 ，读出其示数和对应的电流表示数 ，将切换到 ，调节电阻箱 ，使电流表示数仍为 ，读出此时电阻箱的示数，则电阻的表达式为________；（用和表示） （2）小明同学已经测得电阻，继续测电源电动势 和电阻的阻值。他的做法是：闭合，将切换到 ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 和对应的电流表示数 ，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势 ________ ，电阻 ________ ；（保留两位有效数字） （3）用此方法测得的电动势的测量值______真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”） 四、计算题（本题包括3小题，11题12分，12题16分，13题18分，共46分。） 11. 如图1所示，轻质绝缘细线吊着质量 ，边长，电阻的单匝正方形闭合金属线框，对角线的下方区域分布着垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度B随时间 的变化图像如图2所示。不考虑线框的形变，取重力加速度，当线框处于静止状态，求： （1）线框中感应电流 大小及方向（答“顺时针”或“逆时针”即可）； （2） 内线框中产生的焦耳热； （3）当 时，线框受到细绳的拉力 的大小。 12. 如图所示，光滑倾斜轨道与水平轨道相连，水平轨道与光滑竖直圆管相切，轨道上有M、N两个小球，质量分别为 、，N静止于竖直圆管底端，M从倾斜轨道上距倾斜轨道底端h=1m高处由静止释放，水平轨道AB段的长度为L=1m，动摩擦因数为 ，其余部分均光滑。圆管半径为R=0.5m，重力加速度为，不计小球间碰撞时和小球经过轨道连接处的能量损失。 （1）求两球碰撞前M的速度大小； （2）两球碰撞后N通过圆管的最高点对圆管的压力大小； （3）M球最终停在距A点多远的位置？ 13. 半导体内导电的粒子——“载流子”有两种：电子和空穴（空穴可视为能移动的带正电的粒子），每个载流子所带电量的绝对值均为e。如图1所示，将一块长为a、宽为b、厚为c的长方体半导体样品板静止放置，沿x轴方向施加一匀强电场，使得半导体中产生沿x轴正方向的恒定电流，电流大小为I，之后沿y轴正方向施加磁感应强度大小为B的匀强磁场，很快会形成一个沿z轴方向的稳定电场，称其为霍尔电场。 （1）若样品中导电的载流子是电子，单位体积内自由电子数为n， ①请判断该霍尔元件图中上、下两个表面哪端的电势高； ②该霍尔元件在具体应用中，测得与z轴垂直的两个侧面（图1中“上表面”和“下表面”）之间电势差为UH，有UH=KHIB，式中的KH称为霍尔元件灵敏度，试推导KH的表达式； （2）现发现一种新型材料制成的样品板中同时存在电子与空穴两种载流子，单位体积内电子和空穴的数目之比为ρ。电子和空穴在半导体中定向移动时受到材料的作用可以等效为一个阻力，假定所有载流子所受阻力大小正比于其定向移动的速率，且比例系数相同。 ①请在图2（图1的样品板局部侧视图）中分别画出刚刚施加磁场瞬间，电子和空穴所受洛伦兹力的示意图。 ②在霍尔电场稳定后（即图1中“上表面”和“下表面”积累的电荷量不再改变），电子和空穴沿x方向定向移动的速率分别为v1和v2。此时电子和空穴仍沿z轴方向做定向移动。请依据受力情况和电荷守恒等基本规律，计算电子与空穴沿z方向定向移动的速率v1′和v2′之比。 ③在（2）②的基础上，求霍尔电场稳定后电场强度大小Ez。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $