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【益卷】2023年陕西省初中学业水平考试全真模拟（六）.物理试卷答案

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17.某品牌酸奶机的部件如图甲所示,工作电路如图乙所示,其中R1与R2为电热丝。接入电路,闭合开关S1、S2,此时酸奶机的功率为20W;当温度达到42^C时,温控开关S2自动断开,功率减小到4W,此后设备达到热平衡,温度保持42^C不变(不考虑温度对电热丝阻值的影响)。(1)求该酸奶机电热丝R2的阻值;(2)若加热时的效率为75%,求将240g的混合牛奶(鲜奶和酸奶的混合物)从22^C加热到42^C需要的时间;[混合牛奶的比热容为2.510^3J/(kg^C)](3)超导体是电阻为零的导体,超导体未来能用来制作电热器吗?为什么?

16.(16分)回有回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地学高地推动了现代科学技术的发展。当今医学成像诊断设备PET-CT堪称现代医学高PET-CT科技1是科技之冠,它在医疗诊断中,常用能放射电子的同位素碳11为示踪原子,碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得。如图所示的回旋加速器是PET-CTUPET-CT前端产生高速质子的装置,图中粗黑线段为两个正对、电势差恒为U的带电极板,两个极板的板面中间各有一条狭缝(质子可通过狭缝穿越极板),极板间距可忽略不计,两虚线间(含M点)既无电场,又无磁场,其他部分存在磁感应强度可调的匀强磁场。质子源S(可视为质点)中出来的质子初速度可认为是零,经电场加速后从狭缝中的O点进人磁场区域,最终从P点引出。已知质子的质量为m、电量为q,带电极板的长度为d,PM间距为3d。若忽略相对论效应,不计质子重力,且质子打到器壁会立即被吸收。(1)若质子加速一次后就从P点飞出,求区域内的磁感应强度;(2)若磁感应强度大小为B1=2d2mUq,求质子运动第n周的时间内电场力做功的平均功率;(3)若磁感应强度大小为B2=4d2mUq,求质子在电场中被加速的次数。

15.(18分)某同学设计如图所示的粒子约束装置,空间存在三个同心圆a、b6围成的区域,O为圆心,a的半径ra=320m,b的半径rb=310m。a内为真空;a与b之间存在沿径向向外的辐射状电场,a与b之间电压U=500V;b与c之间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.1T。在圆a上的P点有一比荷qm=110^7C/kg的带负电粒子,沿OP方向以速率v=210^5m/s开始运动,粒子不穿过约束装置c的边界。不计粒子的重力,可能用到的三角函数:24^=35550。(1)求粒子在磁场中做圆周运动的半径r1。(2)求粒子从P点开始运动(记作第一次经过P点)到第二次经过P点的过程中运动的路程。(3)若在P点无初速度释放比荷qm=110^7C/kg的带正电的粒子,且a与之间电压调整为U’=297V。,求粒子从P点开始运动(记作第一次经过P占)到二次经过P点的过程中,粒子在磁场中运动的总时间和粒子经过的总路程cx

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