上海市格致中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷

上海市格致中学2025-2026学年高二12月月考物理试卷 学校:___________班级：___________姓名：___________学号：___________ 一、选择题（共12题，第1-8题，每小题3分；第9-12题，每小题4分；第11、12题为多选题，每题至少有两个正确答案。全部选对得4分，漏选得2分，错选或者不选不得分；满分40分） 1．某电动汽车公司表示，其新能源汽车用了150kW·h固态电池，单体能量密度达360Wh/kg， 这里与“kWh”相对应的物理量是（　　） A．能量 B．功率 C．电量 D．电容 2．有一个蓄电池，当从负极向正极移动1C电荷时，非静电力做功为2J，该蓄电池的电动势是（　　） A．2V B．1V C．2.5V D．1.5V 3．关于电场强度和磁感应强度概念的比较，下列说法正确的是（　　） A．电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度不一定为零 B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感强度不一定为零 C．某点的电场强度的方向，与该点检验正电荷受到的电场力方向不一致 D．某点磁感应强度的方向，与该点一小段通电导线受到的磁场力方向一致 4．在一根电流随时间均匀增大的长直导线周围存在（　　） A．恒定的匀强磁场 B．恒定的非匀强磁场 C．随时间变化的匀强磁场 D．随时间变化的非匀强磁场 5．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们 与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．如果把玻璃皿 放在磁场中（如图所示）．通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看（     ） A． 液体将不会旋转 B．液体将逆时针旋转 C．液体将顺时针旋转 D．不能确定液体的转动方向 6．如图所示，两金属棒ab、cd横放在两水平且平行的金属导轨上，当给ab棒一个水平沿导轨的速度后，cd棒将（    ） A． 静止不动 B．向右运动 C．向左运动 D．不能确定 7．如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为，则（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，两个电源a、b的端电压倒数和外电阻倒数的函数图像为两条平行直线，则两电源电动势E和内阻r关系是（　　） A．， B．， C．， D．， 9．污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理 如右下图所示；涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正负极，金属圆盘置于底部， 金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上， M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的是（　　） A．N点的电场强度比P点的小 B．M点的电势比N点的高 C．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小 D．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做负功 10．某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场；粒子 从M点射入，沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线处电场强度大小分别为E1和E2， 则R1、R2和E1、E2应满足（　　）     A． B． C． D． 11．（多选）如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上且金属环a位于通电螺线管中间位置，金属环b 在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流增加时，下列说法正确的是（　　） A． a环有缩小的趋势 B．a环中感应电流的方向与螺线管中电流的方向相反 C．b环中感应电流的方向与螺线管中电流的方向相反 D．b环有缩小的趋势 12．（多选）如图所示，一组合元件由加速器与偏转器组成，加速电压为，偏转 电压为，让氕（）粒子和氘（）粒子的混合物在左极板A处由静止开始加速，然后进入偏转电场，进入偏转电场时，速度方向与电场方向垂直，在运动过程中二者都未与极板相碰，下列关于二者相关物理量的说法正确的是（　　） A． 通过两个电场的总时间相同 B．轨迹相同 B． 离开偏转电场时的速度相同 D．离开偏转电场时的动能相同 二、填空题（共5小题，每题4分，满分20分） 13．如图所示，一束高速电子流自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转，则电场方向向 （选填“向左”、“向右”）；当太阳风中的高能带负电粒子沿地球赤道平面射向地心，由于地磁场作用，粒子将向 （选填“东”、“西”、“南”、“北”）偏转。 14．如图，边长为L的N匝正方形金属线框的一半处于匀强磁场中，其ab边与磁场区域的边界平行，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为B．此时，穿过线框的磁通量大小为 ．若线框绕ab边以角速度 rad/s匀速转动，在由图示位置转过90°的过程中，线框中有感应电流的时间为 s． 15．如图所示电路中，电源电动势E=6V，内电阻r=2Ω，定值电阻，R为最大阻值是20Ω的变阻器，则在 变阻器滑动过程中，变阻器消耗的最大功率为 W，电压表和电流表的示数变化量的绝对值的比值 Ω。 16． 如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度；线圈滑入 和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为和，产生的焦耳热分别为和， 则 ， （均选填“<”、“=”或“>”）。 17． 如图a所示，地面上方高度为d的空间内有水平方向的匀强磁场，质量m=1kg正方形闭合导线框abcd的边长l=2m，从bc边距离地面高为h处将其由静止释放。从导线框开始运动到bc边即将落地的过程中，导线框的v-t图像如图b所示。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力， 则导线框中有感应电流的时间是 s， 释放高度h和磁场高度d的比值= 。 三、综合应用题（共3题，第18题12分；第19题12分；第20题16分；满分40分） 18．（1）为了研究感应电流的方向的影响因素，需要借助电流的方向和线圈的绕向判断感应磁场的方向，如图所示。 已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电表左端流入时，指针向左偏转。 情况一：若将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为 。 （填“顺时针”或者“逆时针”） 情况二：若当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针的偏转方向与情况一中 （填“相同”或者“相反”） （2）用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线 ；若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈 （填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：① ；② 。 （3）吴老师发现金属线框在磁场中的运动会产生感应电动势，于是进一步利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场， 用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。 ①观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 。 ②为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出（ ） A．E − ΔB图像    B．E − ΔΦ图像    C．图像    D．图像 19．微型吸尘器的直流电动机内阻一定，把它接入电压为的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是；若把电动机接入电压为的电路中，电动机正常工作，工作电流是，求： （1）电动机线圈的电阻R；（2）电动机正常工作时的输出功率及吸尘器的效率； （3）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机此时的发热功率（设此时线圈未被烧坏）． 20.如图所示为物理学家丁肇中研制的“阿尔法质谱仪”结构图。氢有三种同位素： 氕原子核内有1个质子，无中子；氘原子核内有1个质子，1个中子； 氚原子核内有1个质子，2个中子。 （1） 氕核以速度进入速度选择器，两极板间电压为，两板长度为，相距为， 磁感应强度大小为。要使原子核能匀速通过速度选择器，则 。 （2）若氕核进入速度选择器的速度，则氕核在速度选择器中会做（   ） A．变加速曲线运动B．匀加速曲线运动C．变加速直线运动D．匀加速直线运动 （3）（计算）现知道了仪器部分参数，速度选择器的匀强电场强度为，匀强磁场的磁感强度为0.6T（电场方向与磁场方向相互垂直）。 偏转分离器的磁感应强度为0.8T。（已知氕核质量为， ，元电荷的电荷量为） ①如氕核和氚核以相同速度进入偏转分离器， 试求在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离；②求氕核和氚核在磁场中运动的时间。 上海市格致中学2025-2026学年高二12月月考物理试卷解析 学校:___________班级：___________姓名：___________学号：___________ 一、选择题（共12题，第1-8题，每小题3分；第9-12题，每小题4分；第11、12题为多选题，每题至少有两个正确答案。全部选对得4分，漏选得2分，错选或者不选不得分；满分40分） 1．某电动汽车公司表示，其新能源汽车用了150kW·h固态电池，单体能量密度达360Wh/kg， 这里与“kWh”相对应的物理量是（　　） A．能量 B．功率 C．电量 D．电容 1．A【详解】“kW·h”即以功率工作1小时消耗的能量，故指能量单位。故选A。 2．有一个蓄电池，当从负极向正极移动1C电荷时，非静电力做功为2J，该蓄电池的电动势是（　　） A．2V B．1V C．2.5V D．1.5V 2．A【详解】该蓄电池的电动势是，故选A。 3．关于电场强度和磁感应强度概念的比较，下列说法正确的是（　　） A．电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度不一定为零 B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感强度不一定为零 C．某点的电场强度的方向，与该点检验正电荷受到的电场力方向不一致 D．某点磁感应强度的方向，与该点一小段通电导线受到的磁场力方向一致 3．B【详解】A．电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度一定为零，故A错误； B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感强度不一定为零，故B正确； C．某点的电场强度的方向，与该点检验正电荷受到的电场力方向一致，故C错误； D．某点磁感应强度的方向，与该点一小段通电导线受到的磁场力方向垂直，故D错误；故选B。 4．在一根电流随时间均匀增大的长直导线周围存在（　　） A．恒定的匀强磁场 B．恒定的非匀强磁场 C．随时间变化的匀强磁场 D．随时间变化的非匀强磁场 4．D【详解】通电直导线产生的磁场时非匀强磁场，并且磁场与电流的变化相对应，电流随时间均匀增强， 磁场随时间也均匀增强，所以在一根电流随时间均匀增大的长直导线周围存在随时间变化的非匀强磁场；故选D。 5．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们 与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．如果把玻璃皿 放在磁场中（如图所示）．通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看（    ） B． 液体将不会旋转 B．液体将逆时针旋转 C．液体将顺时针旋转 D．不能确定液体的转动方向 5．B【详解】电流从正极流向负极，根据左手定则可以判断，通电的液体将逆时针旋转，即为B答案；故选B。 6．如图所示，两金属棒ab、cd横放在两水平且平行的金属导轨上，当给ab棒一个水平沿导轨的速度后，cd棒将（    ） B． 静止不动 B．向右运动 C．向左运动 D．不能确定 6．C【详解】棒向右运动，由右手定则可知，通过的电流由到，由左手定则可知，棒受到的安培力 水平向左，则棒向左运动；A．与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；C．与分析相符，故C正确； D．与分析不符，故D错误；故选C。 7．如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场， 若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为，则（　　） B． B． C． D． 7．C【详解】设线框边长为L，线框的总电阻为，则感应电动势E=BLv，感应电流为，线框匀速拉出， 则外力，其中，可知，外力做功为，因可知，，故选C。 8．如图所示，两个电源a、b的端电压倒数和外电阻倒数的函数图像为两条平行直线，则两电源电动势E和内阻r关系是（　　） A．， B．， C．， D．， 8．C【详解】根据闭合电路欧姆定律可得，所以，由图可知， a图线纵截距较大，则，所以，两图线斜率相等，则，所以，故选C。 9．污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属 圆盘和金属棒分别接电源正负极，金属圆盘置于底部，金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为 电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的是（　　） A．N点的电场强度比P点的小 B．M点的电势比N点的高 C．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小 D．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做负功 9．A【详解】BD．根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，电场力对其做正功，故 BD错误；A．根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故A正确；D．M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合BD选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大，故A正确；故选A。 10．某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从M点射入，沿着由半径分别为R1和R2的 圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线处电场强度大小分别为E1和E2， 则R1、R2和E1、E2应满足（　　）     B． B． C． D． 10．A【详解】带电粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力， 则有，，联立可得，故选A。 11．（多选）如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上且金属环a位于 通电螺线管中间位置，金属环b在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流增加时，下列说法正确的是（　　） B． a环有缩小的趋势 B．a环中感应电流的方向与螺线管中电流的方向相反 C．b环中感应电流的方向与螺线管中电流的方向相反 D．b环有缩小的趋势 11．BCD【详解】电流增加时，通电螺线管产生的磁场增强，a环磁通量增加。由楞次定律可知，从左向右看， a环感应电流为逆时针方向与螺线管中电流的方向相反；由于外部磁场有向左的分量，由左手定则可判断， a环有扩张的趋势；电流增加时，磁场变强，b环磁通量增加，为阻碍原磁通量的增加，b环感应电流为逆时针方向 与螺线管中电流的方向相反；b环远离螺线管且有缩小的趋势。故A错误；BCD正确；故选BCD。 12．（多选）如图所示，一组合元件由加速器与偏转器组成，加速电压为，偏转电压为，让氕（）粒子和氘（）粒子的混合物在左极板A处由静止开始加速，然后进入偏转电场，进入偏转电场时，速度方向与电场方向垂直，在运动过程中二者都未与极板相碰，下列关于二者相关物理量的说法正确的是（　　） A．通过两个电场的总时间相同 B．轨迹相同 C．离开偏转电场时的速度相同 D．离开偏转电场时的动能相同 12．BD【详解】A．粒子在电场加速过程中，有，解得，设加速度电场板间的距离为d， 则有，则有，粒子在偏转电场中粒子在水平方向做匀速直线运动，则有，则有， 则粒子通过两个电场的总时间为，由于两粒子的比荷不一样，故速度v不相同， 所以二者的运动时间不同，故A错误；B．进入电场后偏转，在偏转方向上，， 结合之前分析，整理有：，可知偏转距离与m、q无关，所以二者轨迹相同，故B正确； CD．整个过程应用动能定理：，，因为二者的电荷量相同，所以动能相同， 又因为质量不同，所以速度不同，故C错误，D正确；故选BD。 二、填空题（共5小题，每题4分，满分20分） 13．如图所示，一束高速电子流自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转，则电场方向向 （选填“向左”、“向右”）；当太阳风中的高能带负电粒子沿地球赤道平面射向地心，由于地磁场作用，粒子将向 （选填“东”、“西”、“南”、“北”）偏转。 13．向左 西【详解】[1]电子带负电，所以受到的电场力方向和电场强度方向相反，从图中可知电子向右偏转， 即受到向右的电场力，所以电场强度方向向左；[2]当太阳风中的高能带负电粒子沿地球赤道平面射向地心， 由于地磁场作用，赤道处磁场方向由南指向北，根据左手定则可知，粒子受到向西的洛伦兹力，则粒子将向西偏转。 14．如图，边长为L的N匝正方形金属线框的一半处于匀强磁场中，其ab边与磁场区域的边界平行，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为B．此时，穿过线框的磁通量大小为 ．若线框绕ab边以角速度 rad/s匀速转动，在由图示位置转过90°的过程中，线框中有感应电流的时间为 s． 14． 1 【详解】根据磁通量定义式：；线框绕ab边转动周期：，转过90°的过程中，穿过线圈磁通量先减小，后保持为零不变，根据感应电流产生条件：闭合回路磁通量发生变化，得出：后来转动的磁通量保持 为零不变，没有感应电流，则有感应电流的时间只有开始的，计算得到时间：。 15．如图所示电路中，电源电动势E=6V，内电阻r=2Ω，定值电阻，R为最大阻值是20Ω的变阻器，则在 变阻器滑动过程中，变阻器消耗的最大功率为 W，电压表和电流表的示数变化量的绝对值的比值 Ω。 15． 3 3 【详解】[1]根据等效电源法可知，当滑动变阻器的阻值等于定值电阻与电源内阻之和时，滑动变阻器消耗的功率最大，此时，变阻器消耗的最大功率为； [2]根据闭合电路欧姆定律可得，所以。 16．如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度。线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为和，产生的焦耳热分别为和，则 ， （均选填“<”、“=”或“>”）。 16． = > 【详解】[1]根据电荷量的计算公式可得，由于线圈滑入和滑出磁场的过程中穿过线圈磁通量的变化量ΔΦ相等，线圈电阻R相等，所以线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量q1=q2； [2]设正方形线圈刚滑入磁场瞬间初速度为v1，完全进入磁场时速度为v，完全离开磁场时速度为v2，线圈的边长为L。 正方形线圈滑入磁场过程中，取向右为正方向，根据动量定理有， 正方形线圈滑出磁场过程中，取向右为正方向，根据动量定理有，由于， 则mv-mv1=mv2-mv，解得v1-v=v-v2， 正方形线圈滑入磁场过程中产生的焦耳热为 正方形线圈滑出磁场过程中产生的焦耳热为，由于v1+v＞v+v2，则有Q1＞Q2。 17．如图a所示，地面上方高度为d的空间内有水平方向的匀强磁场，质量m=1kg正方形闭合导线框abcd的边长l=2m，从bc边距离地面高为h处将其由静止释放。从导线框开始运动到bc边即将落地的过程中，导线框的v-t图像如图b所示。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则导线框中有感应电流的时间是 s， 释放高度h和磁场高度d的比值= 。 17． 0.5 【详解】[1]由图b可知，0~3s内线框做自由落体运动，加速度为g，0.5s时刻加速度突变，可知此时bc边刚好进入 磁场，线框克服安培力做功，速度减小，在1.0s时刻加速度再一次突变，并在1.0~1.5s时间内线框加速度 又开始保持不变，所以1.0s时刻线框恰好全部进入磁场，此后的时间穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流， 所以线框下落加速度仍等于g。因此导线框中有感应电流的时间是0.5s。 [2] t1=0.5s时刻，bc边刚好进入磁场，根据运动学规律有：t2=1.0s时刻，线框ad边刚好进入磁场， 并且此时线框速度大小为v=3.0m/s，在t3=1.5s时刻线框落地，根据运动学规律有， 联立以上两式解得。 三、综合应用题（共3题，第18题12分；第19题12分；第20题16分；满分40分） 18．（1）为了研究感应电流的方向的影响因素，需要借助电流的方向和线圈的绕向判断感应磁场的方向，如图所示。 已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电表左端流入时，指针向左偏转。 情况一：若将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为 。 （填“顺时针”或者“逆时针”） 情况二：若当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针的偏转方向与情况一中 （填“相同”或者“相反”） 18．（1） 顺时针 相同 【详解】[1]若将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，可知感应电流从电表左端流入，因穿过线圈的磁通量向下增加，则感应电流的磁场应该向上，可知俯视线圈，其绕向为顺时针。 [2]若当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，则穿过线圈的磁通量向上减小，则线圈中产生的感应电流方向与情况一相同，即指针的偏转方向与情况一中相同。 18．（2）用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线 ；若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈 （填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：① ；② 。 18．（2） A 将滑动变阻器的滑片快速向右滑动 铁芯快速抽出或断开开关的瞬间 【详解】[1]本实验中线圈B与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈B中的磁通量发生变化， 从而使线圈A产生电磁感应现象，故线圈A应与检流计相连，实物连接如上图所示： [2]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈A中有了感应电流； [3][4]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明磁通量增大，电流计指针向右偏转，若要使电流计 指针向左偏转，应减小磁通量，所以可以将滑动变阻器的滑片快速向右滑动；将铁芯快速抽出或断开开关的瞬间。 18．（3）吴老师发现金属线框在磁场中的运动会产生感应电动势，于是进一步利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场， 用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。 ①观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 。 ②为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出( ) A．E − ΔB图像    B．E − ΔΦ图像    C．图像    D．图像 18．（3）①由图b可知，在线圈中产生恒定感应电动势的条件是：线圈b内的磁感应强度B随时间均匀变化。 ②由产生恒定电动势的条件可知，线圈面积不变，应作出感应电动势E与磁感应强度变化率的图像，故选C。 19．微型吸尘器的直流电动机内阻一定，把它接入电压为的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是；若把电动机接入电压为的电路中，电动机正常工作，工作电流是，求： （1）电动机线圈的电阻R；（2）电动机正常工作时的输出功率及吸尘器的效率； （3）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机此时的发热功率（设此时线圈未被烧坏）． 19．（1）0.5；（2）1.5W，  ；（3）  8W。 【分析】（1）电动机不转时线圈是纯电阻，用部分欧姆定律求解线圈的电阻；（2）电动机正常工作时效率为 ；（3）电动机转子被卡住时，电动机可认为是纯电阻，故电功全部转化为电热。 【详解】（1）电动机不转时，设线圈电阻为R，则； （2）电动机正常工作时消耗的电功率为， 电动机正常工作时线圈电阻损耗的电功率为， 电动机正常工作时输出功率为，电动机正常工作时效率为； （3）电动机转子被卡住时，电功全部转化为电热。 20.如图所示为物理学家丁肇中研制的“阿尔法质谱仪”结构图。氢有三种同位素： 氕原子核内有1个质子，无中子；氘原子核内有1个质子，1个中子； 氚原子核内有1个质子，2个中子。 （2） 氕核以速度进入速度选择器，两极板间电压为，两板长度为，相距为， 磁感应强度大小为。要使原子核能匀速通过速度选择器，则 。 20.（1） 【解析】要使原子核能匀速通过速度选择器，根据平衡条件可得，又，解得； （2）若氕核进入速度选择器的速度，则氕核在速度选择器中会做（   ） A．变加速曲线运动 B．匀加速曲线运动 C．变加速直线运动 D．匀加速直线运动 （2）【解析】若氕核进入速度选择器的速度，则有，可知氕核在速度选择器中发生偏转， 由于洛伦兹力随速度的变化而变化，所以氕核在速度选择器中会做变加速曲线运动；故选A。 （3）（计算）现知道了仪器部分参数，速度选择器的匀强电场强度为，匀强磁场的磁感强度为0.6T（电场方向与磁场方向相互垂直）。 偏转分离器的磁感应强度为0.8T。（已知氕核质量为， ，元电荷的电荷量为） ①如氕核和氚核以相同速度进入偏转分离器， 试求在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离；②求氕核和氚核在磁场中运动的时间。 （2）①根据，解得，氕核和氚核以相同速度进入偏转分离器，由洛伦兹力 提供向心力可得，解得，则有，， 可知在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离为； ②粒子在磁场中运动的时间为， 则氕核和氚核在磁场中运动的时间分别为，。 成功不必自我，功力必不唐捐！ 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $