内容正文:
云南省楚雄第一中学2025-2026学年春季学期期中考
高二年级 物理试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 以下说法正确的是( )
A. 高温物体辐射电磁波,低温物体不辐射电磁波
B. 实验表明,两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变
C. 探测地雷的探雷器是利用超声波工作的
D. 奥斯特把磁针放在通电导线的延长线上,发现了电流的磁效应
【答案】B
【解析】
【详解】A.我们周围的一切物体都在辐射电磁波,低温物体同样会辐射电磁波,只是辐射的电磁波强度较低,故A错误;
B.根据库仑定律,两个点电荷之间的作用力只与它们的电荷量和距离有关,与第三个点电荷是否存在无关,故B正确;
C.探测地雷的探雷器是利用涡流工作的,故C错误;
D.奥斯特把通电导线放在磁针的上方,发现了电流的磁效应,故D错误。
故选B。
2. 关于下列四幅图理解正确的是( )
A. 甲图中干电池的电动势为1.5V,则通过电源的电荷量为1C时,电源内静电力做功为1.5J
B. 乙图中等离子体进入上、下极板之间后下极板B带正电
C. 丙图中通过励磁线圈的电流越大,电子的运动径迹半径越大
D. 丁图中回旋加速器中带电粒子的最大动能与加速电压的大小有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中干电池的电动势为1.5V,则通过电源的电荷量为1C时,电源内克服非静电力做功为1.5J,故A错误。
B.乙图中等离子体进入上、下极板之间后,根据左手定则可知下极板B带正电,故B正确。
C.丙图中通过励磁线圈的电流越大,磁场的磁感应强度越大,根据可知,随磁感应强度增大,电子的运动径迹半径越小,故C错误。
D.丁图中回旋加速器中带电粒子的最大动能与加速电压的大小无关,只与回旋加速器半径大小有关,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,一带电粒子在M点以速度v垂直射入宽度为d的匀强磁场,速度方向垂直于磁场边界。穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。根据上述信息可以得出( )
A. 带电粒子在磁场中运动的时间
B. 该匀强磁场的磁感应强度
C. 带电粒子的电荷量
D. 带电粒子的比荷
【答案】A
【解析】
【详解】BCD.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系可知
解得
根据洛伦兹力提供向心力
可得
题干中未给出磁感应强度B,因此无法求出带电粒子的比荷、电荷量,也无法单独求出该匀强磁场的磁感应强度,故BCD不符合题意;
A.带电粒子在磁场中运动的时间
则带电粒子在磁场中运动的时间可以求出,故A符合题意。
故选A。
4. 某磁场的磁感线分布如图所示,有铜线圈自图示A处落到B处,线圈始终保持水平,自上向下看,下列说法正确的是( )
A. 线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针
B. 线圈下落过程中,安培力始终阻碍线圈的下落运动
C. 线圈下落过程中,磁通量的变化率始终为正值
D. 线圈下落过程中,机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.从上向下看,前半过程线圈中的磁通量向外,并且增大,根据楞次定律,感应电流产生的磁场所产生的磁通量应该阻碍这种变化,根据右手定则,感应电流的方向为顺时针。后半过程线圈中的磁通量指向纸面外并且减小,所以感应电流的方向为逆时针,线圈中感应电流的方向为先顺时针后逆时针,故A错误;
B.根据楞次定律,安培力的方向始终阻碍线圈的运动,故B正确;
C.前半程磁通量增加,磁通量的变化率为正,后半程磁通量减少,磁通量的变化率为负,故C错误;
D.线圈中有感应电流,感应电流会产生焦耳热,所以机械能不守恒,故D错误。
故选B。
5. 如图,从通电无限长直导线外一点P垂直于导线沿纸面射出一正离子(其所受重力不计),该正离子的运动轨迹大致是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】据右手螺旋定则,直线电流在其右侧产生的磁场是垂直纸面向里的,且离其越近磁场越强,对粒子由
得
离子运动过程中洛伦兹力不做功,其速率不变,其比荷也不变,粒子垂直射入非匀强磁场中,做类似匀速圆周运动,但因靠近直线电流时磁场增强,半径减小;远离直线电流时磁场减弱,半径增大, 轨迹趋于平缓。
故选D。
6. 如图,从我国空间站伸出的长为的机械臂外端安置一微型卫星,绕地球做匀速圆周运动过程中,微型卫星和空间站与地心始终在一条直线上。已知地球半径为,空间站的轨道半径为,忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸,则( )
A. 微型卫星的角速度比空间站的角速度小
B. 若机械臂操作不当导致微型卫星脱落,微型卫星将做近心运动
C. 微型卫星的线速度与空间站的线速度大小之比为
D. 空间站的加速度与地球表面重力加速度之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于微型卫星和空间站与地心始终在一条直线上,即在相同时间内转过的角度相等,则微型卫星的角速度与空间站的角速度相等,故A错误;
B.当卫星仅仅受到万有引力,由万有引力提供向心力时有
解得
可知,当卫星仅由万有引力提供向心力时,由于微型卫星比空间站的轨道半径大,则微型卫星的角速度比空间站的角速度小,实际上由于微型卫星跟随空间站以共同的角速度运动,其所需向心力
可知微型卫星所需向心力增大,所以机械臂对微型卫星有指向地心的拉力作用,由万有引力与拉力的合力提供向心力,即微型卫星所需向心力大于其万有引力,可知若机械臂操作不当导致微型卫星脱落,微型卫星将做离心运动,故B错误;
C.根据线速度与角速度的关系有,
解得,故C错误;
D.对空间站有
对地面物体有
解得,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,两个相同的木模质量均为,靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”(Tensegrity)结构原理。图中长线上的张力,短线上张力为、水平面所受压力满足( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】对整体受力分析,整体受重力和地面的支持力,由平衡条件得
根据牛顿第三定律,水平面所受压力
对上方木模受力分析,受重力、短线拉力和两根长线拉力,由平衡条件得
解得
故选B。
8. 已知水、酒精、水晶和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.36、1.55和1.63,如果光按下面几种方式传播,可能发生全反射的是( )
A. 从酒精射入水中 B. 从水射入二硫化碳中
C. 从水晶射入酒精中 D. 从水射入水晶中
【答案】AC
【解析】
【详解】光只有从光密介质射入光疏介质时才可能发生全反射。光密介质折射率较大,光疏介质折射率较小。
A.从酒精射入水中,酒精折射率1.36大于水折射率1.33,是从光密介质射入光疏介质,可能发生全反射。A正确;
B.从水射入二硫化碳中,水折射率1.33小于二硫化碳折射率1.63,是从光疏介质射入光密介质,不可能发生全反射。B错误;
C.从水晶射入酒精中,水晶折射率1.55大于酒精折射率1.36,是从光密介质射入光疏介质,可能发生全反射。C正确;
D.从水射入水晶中,水折射率1.33小于水晶折射率1.55,是从光疏介质射入光密介质,不可能发生全反射。D错误。
故选AC。
9. 以下说法正确的是( )
A. 电磁波谱按波长从长到短排序为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
B. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 干簧管是一种常见的传感器(如图甲),其原理是电磁感应
D. 图乙中,当储罐中不导电液面高度升高时,LC回路中振荡电流频率将变小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电磁波谱按波长从短到长排序为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波,故A错误;
B.在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时,电场能最大,磁场能最小,电路中的电流最小,故B正确;
C.干簧管是一种能够感知磁场的传感器,当磁体靠近干簧管时,两个簧片被磁化相互吸引而接通,当磁体远离干簧管时,软磁性材料制成的簧片失去磁性,两簧片分开,经常被用于控制电路的通断,不是电磁感应原理,故C错误;
D.根据可知,当储罐中不导电液面高度升高时,即变大,电容器的电容变大;LC回路振荡电流的频率为,可知频率减小,故D正确。
故选BD。
10. 磁吸基座无线充电器如图所示,当送电线圈接入的交流电源后,手机上的受电线圈产生感应电流,手机即进入无线“超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V,充电电流为5A,充电基座送电线圈接有理想电流表,受电线圈接有的电阻,线圈电阻不计,充电过程中不计一切能量损失,则( )
A. 送电线圈与受电线圈的匝数比为
B. 电流表的示数为50A
C. 超充模式下,该充电器送电线圈的输入功率为110W
D. 若此手机的电池容量为,则超充模式下的充电时间为75分钟
【答案】AC
【解析】
【详解】A.送电输入电压有效值
受电线圈回路中,充电电流
手机充电电压
电阻分压
因此受电线圈总感应电动势有效值
根据变压器电压与匝数的关系
匝数比为,A正确。
B.不计能量损失,输入功率等于输出总功率,输出总功率
因此输入功率
送电线圈电流
电流表示数为,B错误。
C.由上述功率计算,不计能量损失,输入功率等于输出总功率,C正确。
D.电池容量
充电电流
则充电时间,D错误。
故选AC 。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 为测量一金属丝的电阻率,某同学进行如下操作:连接电路后,先用刻度尺测出接入电路中的金属丝的长度L,再用螺旋测微器测量其直径d,接通电路后测得电压表的示数为U、电流表的示数为I,最后计算得出该金属丝的电阻率。
(1)如图所示,用螺旋测微器测得的直径d=______mm。
(2)除待测金属丝外,实验室还备有如下实验器材:
A.电源E(电动势为3V)
B.滑动变阻器(0~10Ω)
C.开关S,导线若干
D.电压表V(量程3V,内阻约为3kΩ)
E.电流表A(量程0.6A,内阻约为2Ω)
(3)金属丝的电阻约为10Ω,为了测量其电阻,要求电压从零开始调节,并尽量减小实验误差,则下面两个电路中,测量结果更准确的是______(选填“甲”或“乙”)。
(4)写出金属丝电阻率的表达式ρ=______(用d、L、U、I表示)。
【答案】 ①. 0.732 ②. 乙 ③.
【解析】
【详解】[1]题图可知
[2]根据题中数据可知,故电流表应采用外接法,即测量结果更准确是乙。
[3]根据
解得
12. 为助力“百千万工程”,某科创小组为蔬菜大棚设计自动控温装置,要求大棚温度低于15 ℃时加热系统自动启动,小组进行如下探究:
(1)实验室有PTC和NTC两种热敏电阻,PTC阻值随温度升高而增大,NTC阻值随温度升高而减小。他们用多用电表欧姆挡并选择“×1 K”倍率测量电阻,某次指针位置如图1中a所示,将倍率换成______(选填“×100”或“×10 K”)重新调零后进行测量,指针位置如图中b所示,则阻值为______Ω。
(2)他们查找到一种控温装置的原理如图2所示,已知继电器线圈电流I≥2 mA时衔铁被吸合,加热器所在电路断路,加热结束。结合控温要求,Rt应选用______型热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”)。若电源E1=10 V,电源内阻和继电器电阻忽略不计,要使得温度低于15 ℃时(此时热敏电阻阻值为3.2 kΩ),加热系统立即启动,应将可变电阻R调为______Ω;若要提高加热系统的启动温度,可采取的措施是______。
【答案】(1) ①. “×100” ②. ####2000
(2) ①. NTC ②. ##1800 ③. 将可变电阻R的阻值调大(还可以说电动势,电动势降低)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
[1]选择“×1 K”倍率进行测量时,发现指针偏转角度太大(指针靠近欧姆零刻度),说明示数太小;由于电阻的测量值=指针示数×倍率,要使欧姆表指针示数变大,应该减小欧姆表的倍率,需换成“×100”倍率挡;
[2]换倍率后指针指在,因此阻值为
【小问2详解】
[1]根据要求,温度低于时加热启动,即温度低时电流,衔铁不吸合,加热器通路。温度升高后电流,衔铁吸合,加热器断开。 NTC热敏电阻阻值随温度升高而减小,随温度降低而增大:低温时NTC阻值大,总电阻大,电流小,满足加热启动条件;高温时NTC阻值小,总电阻小,电流达到阈值断开加热,符合要求,因此选NTC;
[2]临界条件为时
由欧姆定律总电阻
已知,因此
[3]提高启动温度,即临界温度升高,更高温度下NTC的阻值更小,临界条件仍满足
(阈值不变),因此需要增大可变电阻的阻值(减小电源电动势也可,核心逻辑正确即可)。
【点睛】
13. 如图1为质谱仪的工作原理图,粒子从电离室A中的小孔逸出(初速度不计),经电压恒定为的电场加速后,通过小孔和,从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为的匀强磁场中,运动半个圆周后打在接收底板D上并被吸收。对于不同的带电粒子,可能会在D上的不同位置出现谱线。不计带电粒子的重力。
(1)求质量为电荷量为的粒子进入磁场的速度大小 ;
(2)某同学观察到,接收底板D的刻线旁印有“72、73、74”等数值,他猜想该数值对应于粒子的某种特性,请你判断这些数值是对应于还是,并说明理由。
【答案】(1)
(2)粒子打在接收底板上的位置到的距离为,可知与成正比,因此这些刻线数值是对应于。
【解析】
【小问1详解】
粒子在加速电场中运动时,根据动能定理有
解得粒子进入磁场的速度大小为
【小问2详解】
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力有
解得粒子做匀速圆周运动的半径为
粒子打在接收底板上的位置到的距离为
由上式可知,与成正比,因此这些刻线数值是对应于
【点睛】
14. 如图,在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场;区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子1从点S以一定速度释放,沿直线从坐标原点O进入磁场区域后,与静止在点P(a,a)、质量为3m的中性粒子2发生弹性正碰,且有一半电荷量转移给粒子2。不计碰撞后粒子间的相互作用,忽略电场、磁场变化引起的附加效应以及重力。
(1)求电场强度的大小E,以及粒子1到达O点时的速度大小;
(2)求两粒子碰撞后瞬间的速度大小、,并说明碰撞后两粒子的带电属性。
【答案】(1),
(2),,粒子均带负电
【解析】
【小问1详解】
粒子1从到做匀速圆周运动,轨道半径,洛伦兹力提供向心力
解得粒子1到达点的速度
粒子1从S点到点做直线运动,可知
解得电场强度
【小问2详解】
两粒子发生完全弹性碰撞,系统动量守恒
系统机械能守恒
联立解得碰撞后瞬间速度大小为,
其中粒子1速度反向,带电属性:粒子1的一半负电荷转移给中性粒子2,因此两粒子均带负电,电荷量均为
【点睛】
15. 某精密仪器的减振装置如图1所示,减振装置由轻质弹簧、线圈和磁铁组成。轻质弹簧一端固定在板上,另一端通过绝缘轻杆与线圈连接,磁铁固定在板上,板均固定且为非磁性材料,不会与磁铁发生相互作用。线圈的中心轴线与磁铁的中心轴线重合且为竖直方向。磁铁产生辐向磁场,如图2所示。初始时刻,线圈处于静止状态(记作初始位置),受外界微小扰动,线圈在磁场中沿竖直方向振动。已知弹簧的劲度系数为,当弹簧形变量为时,其弹性势能为;线圈的质量为,半径为匝数为电阻为,线圈所在处磁感应强度大小均为。在振动过程中,线圈所受安培力大小可表示为,其中为常数,不计空气阻力,重力加速度为。
(1)求线圈静止时弹簧的伸长量;
(2)用物理量表示常数;
(3)在时间内,线圈从最低点运动到最高点(仅经过一次初始位置),最低点距初始位置距离为,最高点距初始位置距离为。求时间内线圈中产生的焦耳热;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
线圈静止时处于平衡状态,受重力和弹簧弹力作用,安培力为零。根据平衡条件有
解得弹簧的伸长量
【小问2详解】
线圈在磁场中运动切割磁感线,产生的感应电动势为
感应电流为
线圈受到的安培力为
已知,对比系数可得
【小问3详解】
线圈从最低点运动到最高点的过程中,根据能量守恒定律,系统机械能的减少量等于产生的焦耳热。取初始位置为重力势能零点。
最低点时,弹簧伸长量为,重力势能为,动能为0
最高点时,弹簧形变量为,重力势能为,动能为0
能量守恒方程为
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解得
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云南省楚雄第一中学2025-2026学年春季学期期中考
高二年级 物理试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 以下说法正确的是( )
A. 高温物体辐射电磁波,低温物体不辐射电磁波
B. 实验表明,两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变
C. 探测地雷的探雷器是利用超声波工作的
D. 奥斯特把磁针放在通电导线的延长线上,发现了电流的磁效应
2. 关于下列四幅图理解正确的是( )
A. 甲图中干电池的电动势为1.5V,则通过电源的电荷量为1C时,电源内静电力做功为1.5J
B. 乙图中等离子体进入上、下极板之间后下极板B带正电
C. 丙图中通过励磁线圈的电流越大,电子的运动径迹半径越大
D. 丁图中回旋加速器中带电粒子的最大动能与加速电压的大小有关
3. 如图所示,一带电粒子在M点以速度v垂直射入宽度为d的匀强磁场,速度方向垂直于磁场边界。穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。根据上述信息可以得出( )
A. 带电粒子在磁场中运动的时间
B. 该匀强磁场的磁感应强度
C. 带电粒子的电荷量
D. 带电粒子的比荷
4. 某磁场的磁感线分布如图所示,有铜线圈自图示A处落到B处,线圈始终保持水平,自上向下看,下列说法正确的是( )
A. 线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针
B. 线圈下落过程中,安培力始终阻碍线圈的下落运动
C. 线圈下落过程中,磁通量的变化率始终为正值
D. 线圈下落过程中,机械能守恒
5. 如图,从通电无限长直导线外一点P垂直于导线沿纸面射出一正离子(其所受重力不计),该正离子的运动轨迹大致是( )
A. B. C. D.
6. 如图,从我国空间站伸出的长为的机械臂外端安置一微型卫星,绕地球做匀速圆周运动过程中,微型卫星和空间站与地心始终在一条直线上。已知地球半径为,空间站的轨道半径为,忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸,则( )
A. 微型卫星的角速度比空间站的角速度小
B. 若机械臂操作不当导致微型卫星脱落,微型卫星将做近心运动
C. 微型卫星的线速度与空间站的线速度大小之比为
D. 空间站的加速度与地球表面重力加速度之比为
7. 如图所示,两个相同的木模质量均为,靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”(Tensegrity)结构原理。图中长线上的张力,短线上张力为、水平面所受压力满足( )
A. , B. ,
C. , D. ,
8. 已知水、酒精、水晶和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.36、1.55和1.63,如果光按下面几种方式传播,可能发生全反射的是( )
A. 从酒精射入水中 B. 从水射入二硫化碳中
C. 从水晶射入酒精中 D. 从水射入水晶中
9. 以下说法正确的是( )
A. 电磁波谱按波长从长到短排序为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
B. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 干簧管是一种常见的传感器(如图甲),其原理是电磁感应
D. 图乙中,当储罐中不导电液面高度升高时,LC回路中振荡电流频率将变小
10. 磁吸基座无线充电器如图所示,当送电线圈接入的交流电源后,手机上的受电线圈产生感应电流,手机即进入无线“超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V,充电电流为5A,充电基座送电线圈接有理想电流表,受电线圈接有的电阻,线圈电阻不计,充电过程中不计一切能量损失,则( )
A. 送电线圈与受电线圈的匝数比为
B. 电流表的示数为50A
C. 超充模式下,该充电器送电线圈的输入功率为110W
D. 若此手机的电池容量为,则超充模式下的充电时间为75分钟
二、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 为测量一金属丝的电阻率,某同学进行如下操作:连接电路后,先用刻度尺测出接入电路中的金属丝的长度L,再用螺旋测微器测量其直径d,接通电路后测得电压表的示数为U、电流表的示数为I,最后计算得出该金属丝的电阻率。
(1)如图所示,用螺旋测微器测得的直径d=______mm。
(2)除待测金属丝外,实验室还备有如下实验器材:
A.电源E(电动势为3V)
B.滑动变阻器(0~10Ω)
C.开关S,导线若干
D.电压表V(量程3V,内阻约为3kΩ)
E.电流表A(量程0.6A,内阻约为2Ω)
(3)金属丝的电阻约为10Ω,为了测量其电阻,要求电压从零开始调节,并尽量减小实验误差,则下面两个电路中,测量结果更准确的是______(选填“甲”或“乙”)。
(4)写出金属丝电阻率的表达式ρ=______(用d、L、U、I表示)。
12. 为助力“百千万工程”,某科创小组为蔬菜大棚设计自动控温装置,要求大棚温度低于15 ℃时加热系统自动启动,小组进行如下探究:
(1)实验室有PTC和NTC两种热敏电阻,PTC阻值随温度升高而增大,NTC阻值随温度升高而减小。他们用多用电表欧姆挡并选择“×1 K”倍率测量电阻,某次指针位置如图1中a所示,将倍率换成______(选填“×100”或“×10 K”)重新调零后进行测量,指针位置如图中b所示,则阻值为______Ω。
(2)他们查找到一种控温装置的原理如图2所示,已知继电器线圈电流I≥2 mA时衔铁被吸合,加热器所在电路断路,加热结束。结合控温要求,Rt应选用______型热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”)。若电源E1=10 V,电源内阻和继电器电阻忽略不计,要使得温度低于15 ℃时(此时热敏电阻阻值为3.2 kΩ),加热系统立即启动,应将可变电阻R调为______Ω;若要提高加热系统的启动温度,可采取的措施是______。
13. 如图1为质谱仪的工作原理图,粒子从电离室A中的小孔逸出(初速度不计),经电压恒定为的电场加速后,通过小孔和,从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为的匀强磁场中,运动半个圆周后打在接收底板D上并被吸收。对于不同的带电粒子,可能会在D上的不同位置出现谱线。不计带电粒子的重力。
(1)求质量为电荷量为的粒子进入磁场的速度大小 ;
(2)某同学观察到,接收底板D的刻线旁印有“72、73、74”等数值,他猜想该数值对应于粒子的某种特性,请你判断这些数值是对应于还是,并说明理由。
14. 如图,在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场;区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子1从点S以一定速度释放,沿直线从坐标原点O进入磁场区域后,与静止在点P(a,a)、质量为3m的中性粒子2发生弹性正碰,且有一半电荷量转移给粒子2。不计碰撞后粒子间的相互作用,忽略电场、磁场变化引起的附加效应以及重力。
(1)求电场强度的大小E,以及粒子1到达O点时的速度大小;
(2)求两粒子碰撞后瞬间的速度大小、,并说明碰撞后两粒子的带电属性。
15. 某精密仪器的减振装置如图1所示,减振装置由轻质弹簧、线圈和磁铁组成。轻质弹簧一端固定在板上,另一端通过绝缘轻杆与线圈连接,磁铁固定在板上,板均固定且为非磁性材料,不会与磁铁发生相互作用。线圈的中心轴线与磁铁的中心轴线重合且为竖直方向。磁铁产生辐向磁场,如图2所示。初始时刻,线圈处于静止状态(记作初始位置),受外界微小扰动,线圈在磁场中沿竖直方向振动。已知弹簧的劲度系数为,当弹簧形变量为时,其弹性势能为;线圈的质量为,半径为匝数为电阻为,线圈所在处磁感应强度大小均为。在振动过程中,线圈所受安培力大小可表示为,其中为常数,不计空气阻力,重力加速度为。
(1)求线圈静止时弹簧的伸长量;
(2)用物理量表示常数;
(3)在时间内,线圈从最低点运动到最高点(仅经过一次初始位置),最低点距初始位置距离为,最高点距初始位置距离为。求时间内线圈中产生的焦耳热;
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