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1、选择题专练(十)选择题专练(十) 11820 年 4 月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应已知通电长直导线周围某点的 磁感应强度Bk，即磁感应强度B与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离r成反 I r 比 如图 1 所示， 两根平行长直导线相距为x0， 分别通以大小不等、 方向相同的电流， 已知I1I2. 规定磁场方向垂直纸面向里为正，在 0x0区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是图中 的( ) 图 1 答案 A 解析 根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，右边 通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间 偏右位置合
2、磁感应强度为零 由于规定磁场方向垂直纸面向里为正， 故 A 正确， B、 C、 D 错误 2 已知氢原子的基态能量为E1， 激发态能量En， 其中n2,3,4，h表示普朗克常量，c E1 n2 表示真空中的光速有一氢原子处于n3 的激发态，在它向低能级跃迁时，可能辐射的光子 的最大波长为( ) A B 36hc 5E1 9hc 8E1 C D 4hc 3E1 hc E1 答案 A 解析 有一氢原子处于n3 的激发态，在它向n2 能级跃迁时，辐射的光子能量最小，辐 射的光子的波长最大，则有E3E2，解得，故 A 正确，B、C、D 错误 hc 36hc 5E1 3 月球探测器从月球返回地球的过程可
3、以简单分成四步， 如图 2 所示第一步将月球探测器发 射至月球表面附近的环月圆轨道，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入月地转移轨道， 第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道，第四步再次变轨道 后降落至地面，下列说法正确的是( ) 图 2 A将月球探测器发射至轨道时所需的发射速度为 7.9 km/s B月球探测器从环月轨道进入月地转移轨道需要加速 C月球探测器从A沿月地转移轨到达B点的过程中其动能一直增加 D月球探测器在第四步变轨时需要加速 答案 B 解析 月球的第一宇宙速度比地球的要小，故 A 错误；月球探测器从轨道进入月地转移轨 道是离心运动，所以需要加速，所以 B 正
4、确；刚开始的时候月球对月球探测器的引力大于 地球对月球探测器的引力，所以探测器动能要减小，之后当地球的引力大于月球的引力时， 探测器的动能就开始增加，故 C 错误 ； 月球探测器降落至地面的运动为近心运动，需要减速， 故 D 错误 4如图 3 所示，质量为 0.5 kg 的一块橡皮泥自距小车上表面 1.25 m 高处由静止下落，恰好 落入质量为 2 kg、速度为 2.5 m/s 沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地面 运动，取g10 m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) 图 3 A橡皮泥下落的时间为 0.3 s B橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为 3.5 m/
5、s C橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统动量守恒 D整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为 7.5 J 答案 D 解析 橡皮泥下落的时间为： t s0.5 s，故 A 错误； 2h g 2 1.25 10 橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，选取小车初速度的方向为正方向，则有： m1v0(m1m2)v， 所以共同速度为：v m/s2 m/s， m1v0 m1m2 2 2.5 20.5 故 B 错误； 橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，但竖直方向的 动量不守恒，故 C 错误； 整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能等于橡皮泥
6、的重力势能与二者损失的动 能，得： Em2gh1 2m 1v021 2m 1m2v2 代入数据可得：E7.5 J，故 D 正确 5如图 4 所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触 良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除 电阻R外，导轨和导线的电阻均不计现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路 稳定后，MN以速度v向右匀速运动时( ) 图 4 A电容器两极板间的电压为零 B通过电阻R的电流为BLv R C电容器所带电荷量为CBLv D为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为B 2L2v R 答案 C 解析 当
7、导线MN匀速向右运动时，导线所受的合力为零，说明导线不受安培力，电路中电流 为零，故电阻两端没有电压，此时导线MN产生的感应电动势恒定为EBLv，则电容器两极 板间的电压为UEBLv，故 A、B 错误；电容器所带电荷量QCUCBLv，故 C 正确；因匀 速运动后MN所受合力为 0，而此时无电流，不受安培力，则无需拉力便可做匀速运动，故 D 错误 6.如图 5 所示， 质量为m的小球套在倾斜放置的光滑直杆上， 一根轻质弹簧一端固定于O点， 另一端与小球相连， 弹簧与杆在同一竖直平面内， 将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放， 小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖
8、直高度为h， 若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是( ) 图 5 A小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大 C弹簧对小球始终做负功 D小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh 答案 ABD 解析 小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，A 正确；弹簧与杆垂 直时，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故小球的动能与重力势能之和最大，B 正确； 全过程中弹簧始终处于伸长状态即为拉力，开始阶段弹力与运动方向成锐角后为直角再变为 钝角，故弹力先做正功后做负功，C 错误 ； 小球下滑至最低点的过程中，系
9、统机械能守恒，初、 末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，D 正确 7如图 6 所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串 联接在直流电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心 水平射入， 打在B极板上的N点， 小球的重力不能忽略， 现通过上下移动A板来改变两极板AB 间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( ) 图 6 A若小球带正电，当AB间距减小时，小球打在N的左侧 B若小球带正电，当AB间距增大时，小球打在N的右侧 C若小球带负电，当AB间距减小时，小球可能打在N的右侧 D若小球带负电
10、，当AB间距增大时，小球可能打在N的左侧 答案 AC 解析 A极板带正电，B极板带负电，根据二极管具有单向导电性，极板的电荷量只能增加不 能减小若小球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，根据E ，C ， U d Q U C，得E，知d减小时E增大，所以电场力变大，方向向下，小球做平抛运动 rS 4kd 4kQ rS 竖直方向上的加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧，故 A 正确若小球带正电，当d 增大时，电容减小，但Q不能减小，所以Q不变，根据E ，C ，C，得E， U d Q U rS 4kd 4kQ rS 知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故 B 错误若小球带负电，当AB间距
11、d减 小时，电容增大，则Q增大，根据E ，C ，C，得E，知E增大，所以电 U d Q U rS 4kd 4kQ rS 场力变大， 方向向上， 若此时电场力仍小于重力， 小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小， 运动时间变长，小球将打在N点的右侧，故 C 正确若小球带负电， 当AB间距d增大时，电容减小，但Q不能减小， 所以Q不变，根据E ，C ，C， U d Q U rS 4kd 得E，知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故 D 错误 4kQ rS 8电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小如图 7 甲所示，测量前天平已调至 平衡，测量时，在左边托盘中放入质量为m的砝码，右边托
12、盘中不放砝码，将一个质量为m0、 匝数为n、下边长为l的矩形线圈挂在右边托盘的底部，再将此矩形线圈的下部分放在待测 磁场中线圈的两头连在如图乙所示的电路中，不计连接导线对线圈的作用力，电源电动势 为E，内阻为r.开关 S 闭合后，调节可变电阻至R1时，天平正好平衡，此时电压表读数为U. 已知m0m，取重力加速度为g，则( ) 图 7 A矩形线圈中电流的方向为逆时针方向 B矩形线圈的电阻RrR1 EU U C匀强磁场的磁感应强度的大小Bm 0mrg nEUl D若仅将磁场反向，在左盘中再添加质量为 2m0m的砝码可使天平重新平衡 答案 AC 解析 根据题图甲可知，要使天平平衡，矩形线圈中电流的方向应为逆时针方向，故 A 正确 ； 根据闭合电路欧姆定律可得UEr， U RR1 解得矩形线圈的电阻RR1，故 B 错误； Ur EU 根据平衡条件可得m0gFmg，而FnBIl， I， EU r 解得匀强磁场的磁感应强度的大小B， m0mgr nEUl 故 C 正确 ； 开始线圈所受安培力的方向向上，仅将磁场反向，则安培力方向反向，变为向下， 相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在左边，添加质量为 m2(m0m)的砝 2F g 码可使天平重新平衡，故 D 错误