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黑龙江省实验中学2022-2023学年度高二学年上学期期末考试
物理试题
一、单项选择题(本题共8小题)
1.“铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中,如图所示为一手持式封口机,它的工作原理是:当接通电源时,内置线圈产生磁场,当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生大量小涡流,致使铝箔自行快速发热,熔化复合在铝箔上的溶胶,从而粘贴在承封容器的封口处,达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是()
A.该封口机利用了电磁感应现象,可以用交流电源供电
B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带
C.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口也适用于金属容器
D.封口材料可用陶瓷薄片来代替铝箔
【答案】A
【解析】
【详解】AB.该封口机利用了电磁感应现象,可以用交流电源供电。导体放入变化的磁场才能产生涡流现象,而干电池通电后,导线周围产生恒定的磁场,不能产生涡流。不能用干电池作为电源。A正确;B错误;
CD.封口材料应是金属类材料,但对应被封口的容器不能是金属,因为金属容器同样产生涡流,不利于迅速封口,只能是玻璃、塑料等材质,CD错误。
故选A。
2.1930年劳伦斯提出回旋加速器理论并于1932年制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中,一氘核从加速器的某处由静止开始加速。已知D型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交变电源的电压为U、最大工作频率为f,氘核的质量为m、电荷量为q。不计粒子的重力,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是()
A.氘核在电场中获得能量,氘核的最大动能随高频交变电源的电压U增大而增加
B.氘核在电场中获得能量,但最大动能却与高频交变电源的电压U无关
C.若将氘核换成质子,该装置也可以正常工作
D.氘核磁场运动过程中,半径逐渐增大,所以周期也逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据洛伦兹力提供向心力有
氘核离开回旋加速器时的最大动能为
解得
可知最大动能与高频交变电源的电压U无关,故A错误,B正确;
C.粒子在磁场中的运动周期
氘核和质子的比荷不同,所以若将氘核换成质子,该装置不可以正常工作,故C错误;
D.由上述分析可知氘核在磁场运动过程中,半径逐渐增大,周期不变,故D错误;
故选B。
3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势为,则下列说法正确的是()
A.当时,线圈平面垂直于匀强磁场 B.该交变电流的频率是200Hz
C.当时,e最大 D.该交变电流电动势的最大值为
【答案】A
【解析】
【详解】A.当时,感应电动势
此时感应电动势最小,穿过线圈的磁通量最大,线圈平面垂直于匀强磁场,A正确;
B.该交变电流的频率
B错误;
C.将代入可得
故C错误;
D.由可知该交变电流电动势的最大值220V,D错误。
故选A。
4.已知通电长直导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。如图所示,两根平行长直导线相距为,分别通以大小相等、方向相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正,在区间内磁感应强度随变化的图线可能是图中的()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则可知,左侧的电流在其右侧的磁场方向垂直纸面向里,而右侧的电流在其左侧产生的磁场方向垂直纸面向外,根据通电长直导线周围某点的磁感应强度
可知距离电流越远,电流产生的磁场越小,根据对称性可知两电流在处的合磁场大小为0,区域的合磁场方向垂直纸面向里,为正值;区域的合磁场方向垂直纸面向外,为负值。
故选D。
5.如图所示,将绝缘细线的一端O点固定,另一端拴一带电的小球P,空间存在着方向水平向右的匀强电场E。刚开始小球静止于P处,与竖直方向的夹角为45°,给小球一个沿圆弧切线左下方的瞬时冲量,让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动,下列分析正确的是()
A.小球可能带负电
B.小球在右半圈从d运动到c的过程中其速度先增大后减小
C.当小球运动到最高点a时,小球的电势能与动能之和最大
D.当小球运动到最高点a的速度v≥时,小球才能做完整的圆周运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球受重力、绳子的拉力和电场力三个力的作用,刚开始小球静止于P处,由受力平衡可知电场力方向水平向右,与电场方向相同,所以小球带正电,选项A错误;
B.小球静止于P处,与竖直方向的夹角为45°,可知电场力和重力的合力方向斜向右下方45°角,大小为
小球从d运动到c的过程中,绳子拉力不做功,合力做功即F做功,可以判断F先做正功再做负功,故小球的速度先增大后减小,选项B正确;
C.小球运动过程
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