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1、电学与原子物理学选择题押题练（三）电学与原子物理学选择题押题练（三） 1.如图所示， 电场中一带正电的粒子在点电荷Q形成的电场中 以某一初速度沿直线从 如图所示， 电场中一带正电的粒子在点电荷Q形成的电场中 以某一初速度沿直线从 A 点运动到点运动到 B 点，粒子在点，粒子在 A 点的速度大小为点的速度大小为 v0。则选项图中能定性 反映该粒子从 。则选项图中能定性 反映该粒子从 A 点向点向 B 点运动情况的速度点运动情况的速度时间图像的是时间图像的是(粒子重力忽略不计粒子重力忽略不计)( ) 解析：选解析：选 C 粒子从 粒子从 A 运动到运动到 B 过程中，电场力做负功，速度逐渐减小，由
2、牛顿第二 定律得 过程中，电场力做负功，速度逐渐减小，由牛顿第二 定律得 FF库 库 ma， 可知粒子在向， 可知粒子在向 B 运动的过程中， 加速度大小运动的过程中， 加速度大小 a 逐渐增大， 因逐渐增大， 因 vt kQ Qq r2 图像斜率的大小表示加速度的大小，故图像斜率的大小表示加速度的大小，故 C 选项正确。选项正确。 2平行板电容器两个带电极板之间存在引力作用，引力的大小与内部场强平行板电容器两个带电极板之间存在引力作用，引力的大小与内部场强 E 和极板所 带电荷量Q的乘积成正比。今有一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上，现将两极板 间距减小至原来的 ，则 和极板所 带电荷量
3、Q的乘积成正比。今有一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上，现将两极板 间距减小至原来的 ，则 A、B 两极板之间的引力与原来的比值是两极板之间的引力与原来的比值是( ) 4 9 A. B. 3 2 9 4 C. D. 27 8 81 16 解析：选解析：选 D 两极板间距变为原来的 ，根据电容决定式 两极板间距变为原来的 ，根据电容决定式 C可知，电容器的电容可知，电容器的电容 4 9 rS 4kd 变为原来的 ，根据Q变为原来的 ，根据QCU 可知，极板所带电荷量变为原来的 ，根据电场强度公式可知，极板所带电荷量变为原来的 ，根据电场强度公式 E 9 4 9 4 U d 可知，内部电场强度
4、变为原来的 ，由于可知，内部电场强度变为原来的 ，由于 FkQ QE，所以两极板之间的引力变为原来的，所以两极板之间的引力变为原来的， 9 4 81 16 故故 D 正确。正确。 3.质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具。如图所 示，带电粒子从容器 质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具。如图所 示，带电粒子从容器 A 下方的小孔下方的小孔 S1飘入电势差为飘入电势差为 U 的加速电场， 其 初速度几乎为零， 然后经过 的加速电场， 其 初速度几乎为零， 然后经过 S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度 为 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度 为 B 的匀强磁场中，最后打
5、到照相底片的匀强磁场中，最后打到照相底片 D 上。现有某种元素的三种 同位素的原子核由容器 上。现有某种元素的三种 同位素的原子核由容器 A 进入质谱仪，最后分别打在底片进入质谱仪，最后分别打在底片 p1、 p2、 p3三个位置，不计粒子重 力，则打在 三个位置，不计粒子重 力，则打在 p1处的粒子处的粒子( ) A质量最小质量最小 B比荷最小比荷最小 C动能最小动能最小 D动量最小动量最小 解析 ： 选解析 ： 选 B 由题图知，打在 由题图知，打在 p1处的粒子偏转半径处的粒子偏转半径 R 最大，粒子在加速电场中加速时， 有 最大，粒子在加速电场中加速时， 有 Uq mv2；粒子在磁场中偏
6、转时有；粒子在磁场中偏转时有 Bqvm，则，则 R ，则打在，则打在 p1处的粒处的粒 1 2 v2 R mv Bq 1 B 2Um q 子比荷最小，选项子比荷最小，选项 B 正确。正确。 4核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加快 核电站建设。核泄漏中的钚 核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加快 核电站建设。核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹 患癌症的风险。 已知钚的一种同位素 是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹 患癌症的风险。 已知钚的一种同位素4Pu 的半衰期为的半衰
7、期为 24 100 年， 其衰变方程为年， 其衰变方程为PuX 2 23 39 99 94 42 23 39 99 94 4 He，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是( ) 4 4 2 2 AX 原子核中含有原子核中含有 92 个中子个中子 B100 个个Pu 经过经过 24 100 年后一定还剩余年后一定还剩余 50 个个 2 23 39 99 94 4 C由于衰变时释放巨大能量，根据由于衰变时释放巨大能量，根据 Emc2，衰变过程总质量增加，衰变过程总质量增加 D衰变放出的衰变放出的 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力 解析：选解析：选 D
8、 根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得， 根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X 原子核中含有原子核中含有 92 个 质子， 个 质子，235 个核子，则中子数为个核子，则中子数为 23592143(个个)，选项，选项 A 错误 ； 半衰期是大量原子核衰变 时的统计规律， 错误 ； 半衰期是大量原子核衰变 时的统计规律，100 个个Pu 经过经过 24 100 年后不一定还剩余年后不一定还剩余 50 个，选项个，选项 B 错误；由于衰变错误；由于衰变 2 23 39 99 94 4 时释放巨大能量， 衰变过程总质量减少， 选项时释放巨大能量， 衰变过程总质量减少， 选项 C 错误
9、 ； 衰变放出的错误 ； 衰变放出的 射线是波长很短的光子， 具有很强的穿透能力，选项 射线是波长很短的光子， 具有很强的穿透能力，选项 D 正确。正确。 5.在在 x 轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，同一种带电粒子从轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，同一种带电粒子从 O 点射入磁场，当入射方向与点射入磁场，当入射方向与 x 轴的夹角为轴的夹角为 45时，速度为时，速度为 v1、v2的 两个粒子分别从 的 两个粒子分别从 a、 b 两点射出磁场，如图所示，当夹角为两点射出磁场，如图所示，当夹角为 60时，为了使 速度为 时，为了使 速度为 v3的粒子从的粒子从 ab 的中点的中点 c 射出磁
10、场， 则速度射出磁场， 则速度 v3应为应为( ) A. (v1v2) B.(v1v2) 1 2 2 2 C.(v1v2) D.(v1v2) 3 3 6 6 解析：选解析：选 D 设 设 a、b、c 三点的坐标分别为三点的坐标分别为 x1、x2、x3，当粒子从，当粒子从 O 点射入磁场时，有点射入磁场时，有 Bqv， 解得， 解得 R。 如图所示， 当。 如图所示， 当 45， 粒子， 粒子 mv2 R mv qB 从从 a 点射出磁场时，有 ：点射出磁场时，有 ： x1R1 ； 当； 当 45， 粒子从， 粒子从 b 点射出磁点射出磁22 mv1 qB 场时，有：场时，有：x2R2 ；当；当
11、 60，粒子从，粒子从 c 点射出磁场时，有：点射出磁场时，有：x322 mv2 qB R3 ，由几何关系知，由几何关系知 2x3x1x2，所以，所以 v3(v1v2)，故，故 D 正确。正确。33 mv3 qB 6 6 6.多选多选在正点电荷在正点电荷q的电场中有的电场中有O、 M、 N、 P、Q五点，、Q五点， OMON， OP OQ，且Q，且 MN 与与 PQ平行， 点电荷Q平行， 点电荷 q 在五点所在的平面内， 如图所示。 一电子由 在五点所在的平面内， 如图所示。 一电子由 M点分别运动到点分别运动到 P点和Q点的过程中，电场力所做的负功 相等，下列说法正确的是 点和Q点的过程中，
12、电场力所做的负功 相等，下列说法正确的是( ) A点电荷点电荷 q 位于位于 O 点点 BM 点电势高于点电势高于 P 点点 CQ点电场强度大于Q点电场强度大于 N 点电场强度点电场强度 D电子由Q点运动到电子由Q点运动到 N 点，电场力做正功点，电场力做正功 解析 ： 选解析 ： 选BD 一电子由 一电子由M点分别运动到点分别运动到P点和Q点的过程中， 电场力所做的负功相等， 说明 点和Q点的过程中， 电场力所做的负功相等， 说明 M 点电势高于点电势高于 P 点、Q点，且点、Q点，且 P、Q两点电势相等，可知点电荷、Q两点电势相等，可知点电荷 q 在在 PQ连线的垂直 平分线上，且在 Q连
13、线的垂直 平分线上，且在 PQ的上方，不一定位于Q的上方，不一定位于 O 点，点，A 错误，错误，B 正确；由以上分析可知，正确；由以上分析可知，N 点 电势与 点 电势与 M 点电势相等，也高于点电势相等，也高于 P、Q两点的电势，所以Q点离点电荷、Q两点的电势，所以Q点离点电荷 q 的位置比的位置比 N 点远， 则Q点电场强度小于 点远， 则Q点电场强度小于 N 点电场强度，点电场强度，C 错误；因Q点电势低于错误；因Q点电势低于 N 点，则电子由Q点运动 到 点，则电子由Q点运动 到 N 点，电势能减小，电场力做正功，点，电势能减小，电场力做正功，D 正确。正确。 7.多选多选目前， 我
14、国在风电技术装备行业已经取得较大成绩， 如图所示是某一风电机组所产生的交流电电压随时间变化的图 像，若想把该风电机组产生的交流电并网发电，可使用一理想 变压器，将其变为与电网相同的电压 目前， 我国在风电技术装备行业已经取得较大成绩， 如图所示是某一风电机组所产生的交流电电压随时间变化的图 像，若想把该风电机组产生的交流电并网发电，可使用一理想 变压器，将其变为与电网相同的电压 11 kV，然后再并网发电。 则下列说法正确的是 ，然后再并网发电。 则下列说法正确的是 ( ) A该感应电动势的瞬时值表达式为该感应电动势的瞬时值表达式为 u880sin 100t(V) B所需理想变压器的原、副线圈
15、匝数之比为所需理想变压器的原、副线圈匝数之比为 1125 2 C并网后电压的频率保持不变并网后电压的频率保持不变 D将一理想交流电压表接在风电机组电源两端，可测得在将一理想交流电压表接在风电机组电源两端，可测得在 t0.01 s 时刻电压表示数时刻电压表示数 为零为零 解析：选解析：选 AC 风电机组角速度 风电机组角速度 rad/s100 rad/s，故感应电动势，故感应电动势 2 T 2 2 10 2 的瞬时值表达式为的瞬时值表达式为 u880sin 100t(V)，选项，选项 A 正确；正确；880 V 是最大值，该风电机组电动势 的有效值为 是最大值，该风电机组电动势 的有效值为 44
16、0 V， 根据变压器原、 副线圈的电压之比等于原、 副线圈的匝数比可以判断， 根据变压器原、 副线圈的电压之比等于原、 副线圈的匝数比可以判断，2 原、副线圈匝数之比为原、副线圈匝数之比为25，选项，选项 B 错误；变压器不改变电压的频率，选项错误；变压器不改变电压的频率，选项 C 正确；理正确；理2 想交流电压表示数为有效值，在任何时刻，理想交流电压表的示数都为想交流电压表示数为有效值，在任何时刻，理想交流电压表的示数都为 440 V，选项，选项 D2 错误。错误。 8.多选多选如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为 L，导轨电 阻不计，左端接有阻值 为
17、 ，导轨电 阻不计，左端接有阻值 为R的电阻，导轨处在磁感应强度大小为的电阻，导轨处在磁感应强度大小为B、 方向竖直向下的匀强磁 场中。 质量为 、 方向竖直向下的匀强磁 场中。 质量为 m、电 阻不计的导体棒、电 阻不计的导体棒 ab， 在方向 与其垂直的水平恒力 ， 在方向 与其垂直的水平恒力 F 作用下，由静止开始运动，经过时间作用下，由静止开始运动，经过时间 t， 导体棒， 导体棒 ab 刚好匀速运动，整 个运动过程中导体棒 刚好匀速运动，整 个运动过程中导体棒 ab 始终与导轨垂直并保持良好接触。在这个过程中，下列说法正确的 是 始终与导轨垂直并保持良好接触。在这个过程中，下列说法正
18、确的 是( ) Aab 刚好匀速运动时的速度刚好匀速运动时的速度 v FR B2L2 B通过电阻的电荷量通过电阻的电荷量 q Ft 2BL Cab 的位移的位移 xFtRB 2L2 mFR2 B4L4 D电阻产生的焦耳热Q电阻产生的焦耳热Q2tRF 2B2L2 3mF2R2 2B4L4 解析：选解析：选 ACD ab 匀速运动时满足匀速运动时满足 FF安 安 ，解得，解得 v，选项，选项 A 正确；根正确；根 B2L2v R FR B2L2 据动量定理 ：据动量定理 ： FtB Ltmv，而，而 tq，解得，解得 q，选项，选项 B 错误 ； 又错误 ； 又 q t tII Ft mv BL I E R R ，解得，解得 x，选项，选项 C 正确 ； 根据功能关系，电阻产生的焦耳热Q正确 ； 根据功能关系，电阻产生的焦耳热QFx BLx R FtRB2L2mFR2 B4L4 mv2，解得Q，选项，解得Q，选项 D 正确。正确。 1 2 2tRF2B2L23mF2R2 2B4L4