2012高考物理 大题解题训练8.doc

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1、2012高考物理计算题拿分训练8a1.（18分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直至于磁场B中，在薄片的两个侧面、间通以电流时，另外两侧、间产生电势差，这一现象称霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用相一侧偏转和积累，于是、间建立起电场ＥＨ，同时产生霍尔电势差ＵＨ。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，ＥＨ和ＵＨ达到稳定值，ＵＨ的大小与和以及霍尔元件厚度之间满足关系式，其中比例系数ＲＨ称为霍尔系数，仅与材料性质有关。（１）设半导体薄片的宽度（、间距）

2、为，请写出ＵＨ和ＥＨ的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图１中、哪端的电势高；（２）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为ｎ，电子的电荷量为ｅ，请导出霍尔系数ＲＨ的表达式。（通过横截面积Ｓ的电流，其中是导电电子定向移动的平均速率）；（３）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着ｍ个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图３所示。ａ.若在时间ｔ内，霍尔元件输出的脉冲数目为，请导出圆盘转速的表达式。ｂ.利用霍尔测速仪可

3、以测量汽车行驶的里程。除除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。5用心爱心专心２．（20分）　　　　雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为，初速度为，下降距离后于静止的小水珠碰撞且合并，质量变为。此后每经过同样的距离后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次为、．．．．．．．．．．．．（设各质量为已知量）。不计空气阻力。（１）若不计重力，求第次碰撞后雨滴的速度；（２）若考虑重力的影响，ａ．求第１次碰撞前、后

4、雨滴的速度和；ｂ．求第ｎ次碰撞后雨滴的动能。3．（20分）　　如图，ABD,为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R=0．2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E＝5．0×103　V/m2一不带电的绝缘小球甲，以速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1．0×10－3kg，乙所带电荷量q=2．0×10－5C，g取10m/s2。（水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）（1）甲、乙两球碰撞后，乙恰

5、能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；（2）在满足（1）的条件下，求甲的速度v0；（3）若甲仍以速度v0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。5用心爱心专心答案1．（18分）（1）由①得②当电场力与洛伦兹力相等时③得④将③、④代入②，得（2）a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则P=mNt圆盘转速为N=b.提出的实例或设想2.（20分）（1）不计重力，全过程中动量守恒，m0v0=mnv′n得（2）若考虑重力的影响，雨滴下降过程中做加速度为g的匀加速运动，碰

6、撞瞬间动量守恒a．第1次碰撞前第1次碰撞后b.第2次碰撞前利用式化简得第2次碰撞后，利用式得5用心爱心专心同理，第3次碰撞后…………第n次碰撞后动能3．（20分）解：（1）大乙恰能通过轨道最高点的情况，设乙到达最高点速度为v0，乙离开D点到达水平轨道的时间为t，乙的落点到B点的距离为x，则①②③联立①②③得④（2）设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙，根据动量守恒定律的机械能守恒定律有⑤⑥联立⑤⑥得⑦由动能定理，得⑧联立①⑦⑧得⑨（3）设甲的质量为M，碰撞后甲、乙的速度分别为，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有（10）5用心爱心专

7、心（11）联立（10）（11）得（12）由（12）和，可得（13）设乙球过D点时速度为，由动能定理得（14）联立⑨（13）（14）得设乙在水平轨道上的落点距B点的距离为有联立②（15）（16）得5用心爱心专心