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电学与原子物理学选择题押题练（二）1．如图所示，一个带电荷量为－Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点。另一个带电荷量为＋q、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，运动到B点时速度为v，且为运动过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f，A、B间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法正确的是()A．点电荷乙从A点向甲运动的过程中，加速度逐渐增大B．点电荷乙从A点向甲运动的过程中，其电势能先增大再减小C．OB间的距离为kQqfD．在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差UAB＝fL0＋12mv2q解析：选C点电荷乙在向甲运动的过程中，受到点电荷甲的库仑力和阻力，且库仑力逐渐增大，由题意知，在B点时速度最小，则点电荷乙从A点向甲运动过程中先减速后加速，运动到B点时库仑力与阻力大小相等，加速度为零，根据库仑定律，有kQqrOB2＝f，所以rOB＝kQqf，选项A错误，C正确；点电荷乙向甲运动的过程中，库仑力一直做正功，点电荷乙的电势能一直减小，选项B错误；根据动能定理，qUAB－fL0＝12mv2－12mv02，解得UAB＝fL0＋12mv2－12mv02q，选项D错误。2.如图所示，理想变压器原线圈两端A、B接在电动势为E＝8V，内阻为r＝2Ω的交流电源上，理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器Rx相连，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，当电源输出功率最大时()A．滑动变阻器的阻值Rx＝2ΩB．最大输出功率P＝4WC．变压器的输出电流I2＝2AD．滑动变阻器的阻值Rx＝8Ω解析：选D当外电路电压等于内电路电压时电源输出功率最大，即U1＝Ur，且U1＋Ur＝8V，故U1＝Ur＝4V，根据欧姆定律可得I1＝Urr＝2A，故根据I1I2＝n2n1可得副线圈中的电流为I2＝1A，根据U1U2＝n1n2可得副线圈两端的电压U2＝8V，故Rx＝U2I2＝81Ω＝8Ω，最大输出功率为P＝U2I2＝8W，故D正确。3.如图所示，空间有一磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一质量M＝0.2kg且足够长的绝缘塑料板静止在光滑水平面上。在塑料板左端无初速度放上一质量m＝0.1kg、电荷量q＝＋0.2C的滑块，滑块与塑料板之间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对塑料板施加方向水平向左、大小F＝0.6N的恒力，g取10m/s2，则()A．塑料板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B．滑块开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动C．最终塑料板做加速度为2m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动D．最终塑料板做加速度为3m/s2的匀加速运动，滑块做速度为6m/s的匀速运动解析：选B滑块随塑料板向左运动时，受到竖直向上的洛伦兹力，则滑块和塑料板之间的正压力逐渐减小。开始时塑料板和滑块加速度相同，由F＝(M＋m)a，得a＝2m/s2，对滑块有μ(mg－qvB)＝ma，当v＝6m/s时，滑块恰好相对于塑料板有相对滑动，此后滑块做加速度减小的加速运动，当mg＝qvB，即v＝10m/s时滑块对塑料板的压力FN＝0，此后滑块做匀速运动，塑料板所受的合力为0.6N，由F＝Ma1，得a1＝3m/s2，B选项正确。4.如图所示，一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L，左端接有阻值为R的电阻，一质量为m、长度为L的匀质金属棒cd放置在导轨上，金属棒的电阻为r，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。金属棒在水平向右的拉力F作用下，由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，经过的位移为s时，下列说法正确的是()A．金属棒中感应电流方向为由d到cB．金属棒产生的感应电动势为BLasC．金属棒中感应电流为BL2asR＋rD．水平拉力F的大小为B2L22asR＋r解析：选C根据右手定则可知金属棒中感应电流的方向为由c到d，选项A错误；设金属棒的位移为s时速度为v，则v2＝2as，金属棒产生的感应电动势E＝BLv＝BL2as，选项B错误；金属棒中感应电流的大小I＝ER＋r，解得I＝BL2asR＋r，选项C正确；金属棒受到的安培力大小F安＝BIL，由牛顿第二定律可得F－F安＝ma，解得F＝B2L22asR＋r＋ma，选项D错误。5.图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱。已知谱线b是氢原子从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线a可能是氢原子()A．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时的辐射光B．从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级时的辐射光C．从n＝4的能级跃迁到n＝1的能级时的辐射光D．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光解析：选D谱线a波长大于谱线b波长，所以a光的光子频率小于b光的光子频率，所以a光的光子能量小于n＝5和n＝2间的能级差，辐射光的能量小于此能级差的只有n＝4和n＝2间的能级差，故D正确，A、B、C错误。6.[多选]中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是()A．上表面的电势高于下表面电势B．仅增大h时，上、下表面的电势差不变C．仅增大d时，上、下表面的电势差减小D．仅增大电流I时，上、下表面的电势差减小解析：选BC根据左手定则可知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，所以下表面电势高于上表面电势，所以A错误；最终稳定时，evB＝eUh，解得U＝vBh，根据电流的微观表达式I＝neSv，S＝hd，故U＝IneSBh＝IBned，所以h增大时，上、下表面电势差不变，所以B正确；当d增大时，U减小，所以C正确；I增大时，U增大，所以D错误。7.[多选]如图所示，两根相距为d的足够长的光滑金属导轨固定在水平面上，导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直，长度等于d的两导体棒M、N平行地放在导轨上，且电阻均为R、质量均为m，开始时两导体棒静止。现给M一个平行导轨向右的瞬时冲量I，整个过程中M、N均与导轨接触良好，下列说法正确的是()A．回路中始终存在逆时针方向的电流B．N的最大加速度为B2Id22m2RC．回路中的最大电流为BId2mRD．N获得的最大速度为Im解析：选BCM刚开始运动时，回路中有逆时针方向的感应电流，随着电流的产生，M受向左的安培力做减速运动，N受到向右的安培力做加速运动，直到两者共速时回路中感应电流为零，安培力为零，两者做匀速运动，故选项A错误；M刚开始运动时，电路中的感应电流最大，N所受安培力最大，加速度最大，则：I＝mv0，Em＝Bdv0，Im＝Em2R，F安＝BImd＝mam，解得am＝B2Id22m2R，Im＝BId2mR，选项B、C正确；当M、N共速时N速度最大，根据动量守恒定律可得：I＝2mv，解得v＝I2m，选项D错误。8.[多选]如图所示，直角三角形ABC由三段细直杆连接而成，AB杆竖直，长为2L的AC杆粗糙且绝缘，其倾角为30°，D为AC上一点，且BD垂直于AC，在BC杆中点O处放置一正点电荷Q，一套在细杆上的带负电小球(未画出)，以初速度v0由C点沿CA上滑，滑到D点速率恰好为零，之后沿AC杆滑回C点。小球质量为m、电荷量为q，重力加速度为g。则()A．小球下滑过程中电场力先做负功后做正功B．小球再次滑回C点时的速率为vC＝3gL－v02C．小球下滑过程中动能、电势能、重力势能三者之和减小D．小球上滑过程中和下滑过程中经过任意位置时的加速度大小都相等解析：选BC小球下滑过程中点电荷Q对小球的库仑力是吸引力，故电场力先做正功后做负功，故A错误；小球从C到D的过程中，根据动能定理得：0－12mv02＝－mgh－Wf，再从D回到C的过程中，根据动能定理得：12mvC2－0＝mgh－Wf，根据几何关系可知，h＝34L，解得：vC＝3gL－v02，故B正确；小球下滑过程中由于摩擦力做负功，则小球动能、电势能、重力势能三者之和减小，故C正确；小球上滑过程中所受的摩擦力方向沿AC向下，而下滑过程中所受摩擦力方向沿AC向上，虽然在同一位置时所受的库仑力相同，但是加速度大小不相等，故D错误。