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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
D．在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差UAB＝
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k＝f，所以rOB＝ ，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＝mv2－mv02，解得UAB＝，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＝
8 V，内阻为r＝2 Ω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＝2 Ω
B．最大输出功率P＝4 W
C．变压器的输出电流I2＝2 A
D．滑动变阻器的阻值Rx＝8 Ω
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＝8 V，故U1＝Ur＝4 V，根据欧姆定律可得I1＝＝2 A，故根据＝可得副线圈中的电流为I2＝1 A，根据＝可得副线圈两端的电压U2＝8 V，故Rx＝＝ Ω＝8 Ω，最大输出功率为P＝U2I2＝8 W，故D正确。
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3.如图所示，空间有一磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一质量M＝0.2 kg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＝0.1 kg、电荷量q＝＋0.2 C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＝0.6 N的恒力，g取10 m/s2，则( )
A．塑料板和滑块一直做加速度为2 m/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2 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10 m/s的匀速运动
D．最终塑料板做加速度为3 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为6 m/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＝2 m/s2，对滑块有μ(mg－qvB)＝ma，当v＝6 m/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＝10 m/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0.6 N，由F＝Ma1，得a1＝3 m/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c
B．金属棒产生的感应电动势为BL
C．金属棒中感应电流为
D．水平拉力F的大小为
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＝BL，选项B错误；金属棒中感应电流的大小I＝，解得I＝，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＝＋ma，选项D错误。
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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＝e，解得U＝vBh，根据电流的微观表达式I＝neSv，S＝hd，故U＝Bh＝，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( )
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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
C．回路中的最大电流为
D．N获得的最大速度为
解析：选BC M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＝，
F安＝BImd＝mam，解得am＝，Im＝，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＝，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＝
C．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－mv02＝－mgh－Wf，再从D回到C的过程中，根据动能定理得：mvC2－0＝mgh－Wf，根据几何关系可知，h＝L，解得：vC＝，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。
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