2025屆北京市東城區(qū)高三下學(xué)期一模物理試題（解析版）

第1頁/共1頁北京市東城區(qū)2024－2025學(xué)年度第二學(xué)期高三綜合練習(xí)（一）物理2025.4本試卷共10頁，100分?？荚嚂r(shí)長90分鐘。第一部分一、選擇題1.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)開始，先經(jīng)歷等壓變化到狀態(tài)，再經(jīng)歷等容變化到狀態(tài)。下列判斷正確的是（）A.從到，氣體溫度升高B.從到，氣體向外界放熱C.從到，氣體內(nèi)能不變D.從到，氣體對外界做功【答案】A【解析】【詳解】A．從a到b，氣體的壓強(qiáng)不變，體積變大，根據(jù)可知?dú)怏w溫度升高，選項(xiàng)A正確；B．從a到b，體積增大，外界對氣體做負(fù)功，內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸熱，選項(xiàng)B錯誤；C．從b到c，氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，根據(jù)可知溫度降低，可知?dú)怏w內(nèi)能減小，選項(xiàng)C錯誤；D．從b到c，氣體體積不變，不對外界做功，選項(xiàng)D錯誤。故選A。2.如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，用綠色激光照射雙縫時(shí)，光屏上有明暗相間的條紋。若其他條件不變，則下列說法正確的是（）A.減小雙縫到光屏的距離，條紋間距變小B.減小光源到雙縫的距離，條紋間距變大C.換用藍(lán)色激光照射雙縫，條紋間距變大D.換用紅色激光照射雙縫，條紋間距變小【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)條紋間距公式其中為雙縫到光屏的距離，為雙縫的寬度：A．根據(jù)條紋間距公式可知減小雙縫到光屏的距離，條紋間距變小，故A正確；B．根據(jù)條紋間距公式可知減小光源到雙縫的距離，條紋間距不變，故B錯誤；C．藍(lán)光的波長綠光的波長短，根據(jù)條紋間距公式可知換用藍(lán)色激光照射雙縫，條紋間距變小，故C錯誤；D．紅光的波長綠光的波長長，根據(jù)條紋間距公式可知換用紅色激光照射雙縫，條紋間距變大，故D錯誤。故選A。3.一列簡諧橫波沿軸傳播，某時(shí)刻波的圖像如圖所示。已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的振動方向沿軸正方向，下列說法正確的是（）A.波沿軸負(fù)方向傳播B.此時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向運(yùn)動C.質(zhì)點(diǎn)將比質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D.此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度大小比質(zhì)點(diǎn)的大【答案】C【解析】【詳解】A．此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的振動方向沿軸正方向，根據(jù)同側(cè)法可知波沿軸正方向傳播，故A錯誤；B．同理，根據(jù)同側(cè)法可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿軸負(fù)方向運(yùn)動，故B錯誤；C．同理，根據(jù)同側(cè)法可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向運(yùn)動，結(jié)合B選項(xiàng)分析可知質(zhì)點(diǎn)將比質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，故C正確；D．根據(jù)可得加速度大小，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b位移的大小比質(zhì)點(diǎn)c位移的大小小，所以此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度大小比質(zhì)點(diǎn)的小，故D錯誤。故選C。4.如圖所示，一束復(fù)色光沿半徑方向射向半圓形玻璃磚，經(jīng)折射后射出到空氣中。該復(fù)色光由紅、藍(lán)兩種單色光組成。下列說法正確的是（）A.光是紅光，光是藍(lán)光B.在該玻璃磚中，光的傳播速度小于光的傳播速度C.該玻璃磚對光的折射率小于對光的折射率D.若光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光也一定能【答案】B【解析】【詳解】AC．兩種光從玻璃磚射出時(shí)，設(shè)入射角為，折射角分別為、，根據(jù)折射定律由題圖可知則則光是藍(lán)光，光是紅光，故AC錯誤；B．根據(jù)可知在該玻璃磚中，光的傳播速度小于光的傳播速度，故B正確；D．光折射率大，則頻率大，則光光子能量大，若光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，光不一定能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。故選B。5.如圖甲為氫原子光譜示意圖，圖乙為氫原子部分能級示意圖。圖甲中的、、、是氫原子在可見光區(qū)的四條譜線，這四條譜線為氫原子從能級向能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的。已知可見光的光子能量范圍為。下列說法正確的是（）A.對應(yīng)的光子能量比對應(yīng)的光子能量大B.可能是氫原子從能級向能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的C.若氫原子從能級向能級躍遷，則輻射出的光屬于紅外線D.若氫原子從能級向能級躍遷，則需要吸收10.2eV的能量【答案】C【解析】【詳解】A．譜線的波長最長，頻率最小，能量最小，故對應(yīng)的光子能量比對應(yīng)的光子能量大，A錯誤；B．由圖可知，四條譜線中譜線的波長最短，頻率最大，而氫原子從高能級向能級躍遷產(chǎn)生的光子中，從能級向能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量最小，其波長最長，頻率最小，B錯誤；C．氫原子從能級向能級躍遷時(shí)發(fā)出的光子的能量為此能量小于可見光的能量范圍，故此光屬于紅外線，C正確；D．若氫原子從能級向能級躍遷，釋放出能量為10.2eV的光子，D錯誤。故選C。6.甲、乙兩輛汽車同時(shí)同地向同一方向開始運(yùn)動，速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。在時(shí)刻甲圖線的切線斜率等于乙圖線的斜率。下列說法正確的是（）A.過程中，甲的加速度始終比乙的大B.時(shí)刻，乙追上甲C.之后的某個(gè)時(shí)刻，乙追上甲D.乙追上甲之前，時(shí)刻兩車相距最遠(yuǎn)【答案】C【解析】【詳解】A．圖像的斜率等于加速度，可知過程中，甲的加速度先大于乙的加速度，后小于乙的加速度，選項(xiàng)A錯誤；BC．圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于位移可知，時(shí)間內(nèi)甲的位移大于乙，即時(shí)刻，甲在乙前面，因此后乙的速度大于甲，可知之后的某個(gè)時(shí)刻，乙追上甲，選項(xiàng)B錯誤，C正確；D．乙追上甲之前，時(shí)刻兩車共速，此時(shí)相距最遠(yuǎn)，選項(xiàng)D錯誤。故選C。7.如圖所示，質(zhì)量為M的斜面體放置于粗糙的水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊由靜止開始沿斜面加速下滑，斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。斜面體與滑塊間的摩擦很小，可以忽略不計(jì)。重力加速度為。下列說法正確的是（）A.地面對斜面體的摩擦力為零B.地面對斜面體的摩擦力方向水平向左C.地面對斜面體的支持力等于D.地面對斜面體的支持力大于【答案】B【解析】【詳解】CD．滑塊由靜止開始沿斜面加速下滑，滑塊有向下的分加速度，可知，滑塊處于失重狀態(tài)，則地面對斜面體的支持力小于，故CD錯誤；AB．將滑塊與斜面體作為一個(gè)整體，滑塊由靜止開始沿斜面加速下滑，則整體有水平向左的平均加速度，可知，地面對斜面體的摩擦力方向水平向左，故A錯誤，B正確。故選B。8.圖中虛線為某靜電場的等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相等。實(shí)線為一電子運(yùn)動的部分軌跡，、、為軌跡與等勢面的交點(diǎn)。電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中，僅受靜電力作用。下列說法正確的是（）A.電子加速度一直減小B.電子速度先減小后增大C.電子在點(diǎn)電勢能比在點(diǎn)電勢能小D.電子從點(diǎn)到點(diǎn)與從點(diǎn)到點(diǎn)的動能增量相等【答案】D【解析】【詳解】A．等差等勢面越密集，電場強(qiáng)度越大，由圖可知電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中電場強(qiáng)度先變大后變小，根據(jù)牛頓第二定律可知電子加速度先增大后減小，故A錯誤；B．根據(jù)曲線運(yùn)動的合力方向位于軌跡的凹側(cè)，且場強(qiáng)方向與等勢面垂直，可知電子受到的電場力垂直等勢面偏右，所以電場力與速度方向的夾角小于90°，則電場力對電子做正功，電子的動能增大，速度一直增大，故B錯誤；C．由于電場力對電子做正功，則電子電勢能減少，電子在O點(diǎn)電勢能比在Q點(diǎn)電勢能大，故C錯誤；D．由于相鄰等勢面間電勢差相等，則有根據(jù)可知從O點(diǎn)到P點(diǎn)電場力做功與從P點(diǎn)到Q點(diǎn)電場力做功相等，根據(jù)動能定理可知電子在兩個(gè)過程中動能增量相等，故D正確。故選D。9.如圖所示，某同學(xué)用頻閃相機(jī)記錄P、Q兩球的碰撞過程。圖中共記錄了連續(xù)7次閃光的照片，碰撞前相鄰兩曝光時(shí)刻P球的球心間距為；碰后相鄰兩曝光時(shí)刻，P球的球心間距為，Q球的球心間距為。碰撞后P、Q兩球的運(yùn)動方向與P球原運(yùn)動方向的夾角分別為、。已知兩球的質(zhì)量相等，不計(jì)一切摩擦。下列說法正確的是（）A.若碰撞過程中動量守恒，則一定有B.若碰撞過程中動量守恒，則一定有C.若碰撞過程中機(jī)械能、動量都守恒，則一定有，且D.若碰撞過程中機(jī)械能、動量都守恒，則一定有，且【答案】D【解析】【詳解】設(shè)閃光的時(shí)間間隔為：AB．若碰撞過程中動量守恒，需要滿足，約分后有，故AB錯誤；CD．若碰撞過程中機(jī)械能、動量都守恒，還需要滿足整理可得碰撞前后總動量方向在同一直線上，如圖所示由于可知故D正確，C錯誤。故選D。10.如圖所示，魚漂靜止時(shí)，點(diǎn)恰好位于水面處。用手將魚漂緩慢向下壓，使點(diǎn)到達(dá)水面，松手后，魚漂沿豎直方向運(yùn)動，上升到最高處時(shí)，點(diǎn)到達(dá)水面。若魚漂的段可視為圓柱體，僅在重力與浮力的作用下運(yùn)動，則有關(guān)魚漂松手后的運(yùn)動，下列說法不正確的是（）A.魚漂的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動B.點(diǎn)過水面時(shí)，魚漂的速度最大C.點(diǎn)到達(dá)水面時(shí)，魚漂具有向下的加速度D.魚漂由釋放至運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中，速度先增大后減小【答案】C【解析】【詳解】A．魚漂在水中受到了浮力的作用，由阿基米德浮力定律可知，浮力的大小與魚漂進(jìn)入水面的深度成正比，魚漂所受的重力為恒力，以靜止時(shí)O點(diǎn)所處位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則合力的大小與魚漂的位移大小成正比，方向總是與位移方向相反，所以魚漂做簡諧運(yùn)動，故A正確；B．點(diǎn)O過水面時(shí)，魚漂到達(dá)了平衡位置，速度最大，故B正確；C．點(diǎn)M到達(dá)水面時(shí)，魚漂達(dá)到了向下的最大位移，所受合力方向向上，所以具有向上的加速度，故C錯誤；D．由簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)可知，魚漂由釋放至運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中，速度先增大后減小，故D正確。本題選不正確項(xiàng)，故選C。11.如圖所示，通電長直導(dǎo)線旁有一金屬棒，金屬棒繞中心點(diǎn)沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，金屬棒與長直導(dǎo)線始終在同一平面內(nèi)。當(dāng)棒轉(zhuǎn)到如圖所示的位置時(shí)，有關(guān)、、三點(diǎn)的電勢高低，下列說法正確的是（）A.端電勢最高B端電勢最高C.、兩端電勢相同D.點(diǎn)電勢最高【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)右手螺旋定則可知導(dǎo)線右邊磁場方向垂直直面向里，根據(jù)右手定則可知端電勢最高，端電勢最低。故選A。12.一質(zhì)量為的物塊在光滑水平面上以速度做勻速直線運(yùn)動。某時(shí)刻開始受到與水平面平行的恒力的作用，之后其速度大小先減小后增大，最小值為。下列圖中初速度與恒力夾角正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意物塊的速度先減小后增大，可知恒力與速度的夾角大于，將初速度沿方向和垂直F方向分解，垂直方向的分速度不變，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系有可得則力的方向與初速度方向夾角為故選D。13.閃電是由云層中所積累的電荷放電引起的，通常是云層底部帶正電荷，云層下方的地面會感應(yīng)出負(fù)電荷，當(dāng)云層底部與地面間的電場強(qiáng)度增大到時(shí)擊穿空氣，發(fā)生短時(shí)放電現(xiàn)象，形成閃電。某圓盤形云朵底部與地面的距離，該云朵與地面間的電場強(qiáng)度恰好達(dá)到時(shí)發(fā)生閃電，放電電流隨時(shí)間變化的簡化函數(shù)圖像如圖所示。假設(shè)該次放電將云朵所帶電荷全部放掉，云朵和地面構(gòu)成的電容器可視為理想的平行板電容器。下列說法不正確的是（）A.這次放電釋放的總電荷量B.這次放電過程中的平均電流C.該等效電容器的電容值D.放電前該電容器存儲的電能【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)可知圖像與軸圍成面積表示電荷量，則這次放電釋放的總電荷量故A正確；B．這次放電過程中的平均電流故B正確；C．云朵和地面的電勢差該等效電容器的電容值故C正確；D．放電前該電容器存儲的電能故D錯誤。本題選不正確項(xiàng)，故選D。14.超導(dǎo)材料溫度低于臨界溫度時(shí)，具有“零電阻效應(yīng)”和“完全抗磁性”?！巴耆勾判浴奔刺幱诔瑢?dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。實(shí)際上，處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體因材料的雜質(zhì)、缺陷等因素也具有一定的電阻值，只是電阻值非常小。通常采用“持續(xù)電流法”來測量超導(dǎo)體在超導(dǎo)狀態(tài)下的阻值，測量裝置如圖（a）所示。將超導(dǎo)體做成一個(gè)閉合圓環(huán)，放入圓柱形磁鐵產(chǎn)生的磁場中（磁鐵與超導(dǎo)環(huán)共軸），用液氮進(jìn)行冷卻，進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)。撤去磁鐵，超導(dǎo)環(huán)中會有電流產(chǎn)生?！俺掷m(xù)電流法”是根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的電流衰減情況計(jì)算超導(dǎo)體的電阻，通常情況下經(jīng)過幾十天的觀測，儀器均未測量出超導(dǎo)環(huán)中電流的明顯衰減。某次實(shí)驗(yàn)中，用如圖（a）所示的霍爾元件（大小不計(jì)）測量超導(dǎo)環(huán)軸線上某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，測量數(shù)據(jù)如圖（b）所示，區(qū)域Ⅳ中磁場變化是因?yàn)橐旱獡]發(fā)導(dǎo)致超導(dǎo)體沒有浸沒在液氮中。已知實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為，且方向沿超導(dǎo)環(huán)軸線方向。下列說法正確的是（）A.區(qū)域Ⅰ中磁場是超導(dǎo)環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場與磁鐵磁場的矢量疊加的結(jié)果B.區(qū)域Ⅱ中的磁場迅速減小的原因是材料處于非超導(dǎo)態(tài)C.區(qū)域Ⅲ中超導(dǎo)環(huán)中電流在測量處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約D.撤磁鐵時(shí)，超導(dǎo)環(huán)中感應(yīng)電流在測量處的磁場與磁鐵在該處的磁場方向相反【答案】C【解析】【詳解】A．區(qū)域Ⅰ中磁場是磁鐵磁場與環(huán)境磁場矢量疊加的結(jié)果，故A錯誤；B．區(qū)域Ⅱ中的磁場迅速減小的原因撤去磁鐵后磁場迅速減小，導(dǎo)致超導(dǎo)環(huán)中出現(xiàn)感應(yīng)磁場，所以逐漸減小，并非是材料處于非超導(dǎo)態(tài)，故B錯誤；C．區(qū)域Ⅲ中磁感應(yīng)強(qiáng)度約為，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為，且沿著超導(dǎo)環(huán)軸線方向，區(qū)域Ⅲ中超導(dǎo)環(huán)中電流在測量處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為故C正確；D．根據(jù)楞次定律（增反減同）可知撤磁鐵時(shí)，超導(dǎo)環(huán)中感應(yīng)電流在測量處的磁場與磁鐵在該處的磁場方向相同，故D錯誤。故選C。第二部分二、實(shí)驗(yàn)題15.某同學(xué)在做“用單擺測量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄數(shù)據(jù)如下：擺長0.5000.6000.7000.80009001.000周期1.421.551.671.791.902.002.022.402.793.403.614.00（1）該同學(xué)準(zhǔn)備在坐標(biāo)紙上畫圖像，點(diǎn)已經(jīng)描好，請畫出圖線______。（2）如圖1所示，可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萠_____（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）該同學(xué)還繪制了兩個(gè)不同擺長的單擺的振動圖像，如圖2所示。由圖像可知，兩單擺的擺長之比______。（4）某同學(xué)利用圖線的斜率計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。在其他操作均正確的情況下，以下操作可導(dǎo)致重力加速度的測量值比真實(shí)值偏大的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.每組實(shí)驗(yàn)均將測量的擺線長作為擺長B.每組實(shí)驗(yàn)均將擺線長與小球直徑之和作為擺長C.每組實(shí)驗(yàn)均將31次全振動記為30次全振動D.每組實(shí)驗(yàn)均將29次全振動記為30次全振動【答案】（1）（2）9.96（3）（4）BD【解析】【小問1詳解】描圖如下【小問2詳解】根據(jù)整理得可知圖線斜率為根據(jù)圖像可知聯(lián)立解得【小問3詳解】根據(jù)單擺周期公式可得擺長可知擺長正比與，圖2可知a、b周期之比為，則擺長之比【小問4詳解】A．根據(jù)單擺周期公式可得可知，每組實(shí)驗(yàn)均將測量的擺線長作為擺長，則擺長測量偏小，重力加速度的測量值比真實(shí)值偏小，故A錯誤；B．每組實(shí)驗(yàn)均將擺線長與小球直徑之和作為擺長，則擺長測量偏大，重力加速度的測量值比真實(shí)值偏大，故B正確；C．每組實(shí)驗(yàn)均將31次全振動記為30次全振動，可知周期測量偏大，重力加速度的測量值比真實(shí)值偏小，故C錯誤；D．每組實(shí)驗(yàn)均將29次全振動記為30次全振動，可知周期測量偏小，重力加速度的測量值比真實(shí)值偏大，故D正確。故選BD。16.某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測量某合金絲的電阻率，他們進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，找到如下器材：A.一節(jié)干電池（電動勢為）B.毫安表A（量程為，內(nèi)阻）C.定值電阻D.電阻箱E.刻度尺、螺旋測微器、接線夾、開關(guān)、導(dǎo)線（1）該組同學(xué)用螺旋測微器測量合金絲的直徑，測量結(jié)果如圖1所示，則合金絲直徑______mm。（2）基于以上器材，為了測量該合金絲的電阻率，設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，將電阻箱阻值調(diào)到。某次測量時(shí)，電流表的示數(shù)為0.50mA，則流經(jīng)電源的電流______A（3）改變接入電路的合金絲的長度，記錄多組流經(jīng)電源的電流的倒數(shù)和的數(shù)值，繪出如圖3所示的圖線。已知圖線的斜率為，則金屬絲的電阻率______（用含、、的表達(dá)式表示）。（4）有兩種金屬直導(dǎo)線，橫截面積均為，長度分別為、，電阻率分別為、，且?，F(xiàn)將它們串聯(lián)在一穩(wěn)恒直流電路中，如圖4所示。已知導(dǎo)線中穩(wěn)恒電場的基本性質(zhì)與靜電場相同。請通過推導(dǎo)比較兩金屬導(dǎo)線中沿導(dǎo)線方向的穩(wěn)恒電場和的大小關(guān)系______；小明猜想與的大小關(guān)系是兩導(dǎo)線接觸面處有“凈余電荷”所致。請根據(jù)這個(gè)猜想判斷“凈余電荷”的電性______。【答案】（1）0.630（2）0.1505（3）（4）①.②.負(fù)【解析】【小問1詳解】螺旋測微器的讀數(shù)為【小問2詳解】電流表的示數(shù)為0.50mA，則流經(jīng)電源的電流代入數(shù)據(jù)可得小問3詳解】設(shè)電路中除了電阻絲電阻外，其他電阻阻值之和為，根據(jù)閉合電路歐姆定律整理變形可得可知圖像斜率解得【小問4詳解】[1]設(shè)回路中經(jīng)過兩導(dǎo)線的電流大小為，則根據(jù)，，聯(lián)立可得同理得所以[2]導(dǎo)線中的穩(wěn)恒電場是由電路中穩(wěn)定分布的電荷疊加產(chǎn)生的，已知導(dǎo)線中的穩(wěn)恒電場沿導(dǎo)線方向，又因?yàn)椋厝辉诮缑嫣幏e累負(fù)的“凈余電荷”。17.某人在室內(nèi)以窗戶為背景攝影時(shí)，恰好把窗外由該樓的樓頂自由落下的一個(gè)小石子拍攝在照片中，測得照片中石子運(yùn)動痕跡的長度為。已知本次攝影的曝光時(shí)間是，實(shí)際長度為的窗框在照片中的長度為。重力加速度取，不計(jì)空氣阻力。（1）根據(jù)照片計(jì)算曝光時(shí)間內(nèi)石子下落的實(shí)際距離；（2）求曝光時(shí)間內(nèi)，小石子運(yùn)動的平均速度的大?。唬?）已知小石子的質(zhì)量，估算小石子從樓頂下落至拍照時(shí)小石子所受重力的沖量的大小?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳解】根據(jù)照片尺寸與實(shí)際長度的比例關(guān)系可得【小問2詳解】曝光時(shí)間內(nèi)，小石子運(yùn)動的平均速度的大小【小問3詳解】根據(jù)動量定理18.如圖所示，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直磁場放置，在薄片的左右兩個(gè)側(cè)面間通入電流，前后兩個(gè)側(cè)面間產(chǎn)生電勢差（霍爾電壓），這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。（1）設(shè)圖中薄片為某N型半導(dǎo)體（自由電子導(dǎo)電），其寬度為、厚度為，單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)為，電子所帶電荷量為，電流大小為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。a.判斷圖中前后側(cè)面電勢的高低；b.推導(dǎo)霍爾電壓的表達(dá)式。（2）實(shí)際上，霍爾電壓很小，不易測量。已知金屬導(dǎo)體中單位體積的自由電子數(shù)約個(gè)，半導(dǎo)體材料中單位體積的導(dǎo)電粒子數(shù)約個(gè)，請說明為什么選用半導(dǎo)體材料制作霍爾元件?！敬鸢浮浚?）a.前側(cè)面電勢高，后側(cè)面電勢低；b.（2）見解析【解析】【小問1詳解】a.根據(jù)左手定則可知電子向后側(cè)面聚集，則前側(cè)面電勢高，后側(cè)面電勢低；b.穩(wěn)定時(shí)，電子所受電場力與洛倫茲力平衡，即由場強(qiáng)與電勢差關(guān)系根據(jù)電流的微觀表達(dá)式聯(lián)立可得【小問2詳解】由于半導(dǎo)體材料單位體積的導(dǎo)電粒子數(shù)小于金屬導(dǎo)體中單位體積的自由電子數(shù)，根據(jù)可知在相同條件下，用半導(dǎo)體材料制作的霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓更大，更容易測量，所以選用半導(dǎo)體材料制作霍爾元件。19.兩黑洞繞其連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，組成一個(gè)孤立的雙星系統(tǒng)，兩黑洞的質(zhì)量分別為、，兩者間距為，引力常量為。（1）求兩黑洞做勻速圓周運(yùn)動的角速度的大?。唬?）科研人員觀測到上述黑洞系統(tǒng)會向外輻射引力波，隨著時(shí)間的推移，兩個(gè)黑洞會緩慢靠近，系統(tǒng)的機(jī)械能逐漸減小。已知機(jī)械能隨時(shí)間的變化率為，其中可以定義為兩黑洞的靠近速度。由廣義相對論可知，該系統(tǒng)輻射引力波的功率，其中為電磁波在真空中的傳播速度。當(dāng)較大時(shí)，靠近速度很小，不計(jì)兩黑洞各自質(zhì)量的變化。a.求的值；b.請推導(dǎo)的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?）（2）a.；b.【解析】小問1詳解】兩黑洞繞其質(zhì)心做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)軌道半徑分別為，，根據(jù)牛頓第二定律，因?yàn)槁?lián)立解得【小問2詳解】a.根據(jù)可知P(輻射功率)的單位是的單位是；G(引力常量)的單位是；r(半徑)的單位是m；c(光速)的單位是m/s；輻射功率的表達(dá)式為等式左右單位應(yīng)相同，即化