電學(xué)與原子物理學(xué)選擇題押題練（三）1.如圖所示，電場(chǎng)中一帶正電的粒子在點(diǎn)電荷＋Q形成的電場(chǎng)中以某一初速度沿直線(xiàn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0。則選項(xiàng)圖中能定性反映該粒子從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的速度—時(shí)間圖像的是(粒子重力忽略不計(jì))()解析：選C粒子從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，速度逐漸減小，由牛頓第二定律得F＝F庫(kù)＝eq\f(kQq,r2)＝ma，可知粒子在向B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度大小a逐漸增大，因v-t圖像斜率的大小表示加速度的大小，故C選項(xiàng)正確。2．平行板電容器兩個(gè)帶電極板之間存在引力作用，引力的大小與內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E和極板所帶電荷量Q的乘積成正比。今有一平行板電容器兩極板接在恒壓直流電源上，現(xiàn)將兩極板間距減小至原來(lái)的eq\f(4,9)，則A、B兩極板之間的引力與原來(lái)的比值是()A.eq\f(3,2) B.eq\f(9,4)C.eq\f(27,8) D.eq\f(81,16)解析：選D兩極板間距變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(4,9)，根據(jù)電容決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容器的電容變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(9,4)，根據(jù)Q＝CU可知，極板所帶電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(9,4)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝eq\f(U,d)可知，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(9,4)，由于F＝kQE，所以?xún)蓸O板之間的引力變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(81,16)，故D正確。3.質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具。如圖所示，帶電粒子從容器A下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零，然后經(jīng)過(guò)S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片D上?，F(xiàn)有某種元素的三種同位素的原子核由容器A進(jìn)入質(zhì)譜儀，最后分別打在底片p1、p2、p3三個(gè)位置，不計(jì)粒子重力，則打在p1處的粒子()A．質(zhì)量最小 B．比荷最小C．動(dòng)能最小 D．動(dòng)量最小解析：選B由題圖知，打在p1處的粒子偏轉(zhuǎn)半徑R最大，粒子在加速電場(chǎng)中加速時(shí)，有Uq＝eq\f(1,2)mv2；粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)有Bqv＝meq\f(v2,R)，則R＝eq\f(mv,Bq)＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2Um,q))，則打在p1處的粒子比荷最小，選項(xiàng)B正確。4．核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電安全基礎(chǔ)上將加快核電站建設(shè)。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素eq\o\al(239,94)4Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列說(shuō)法中正確的是()A．X原子核中含有92個(gè)中子B．100個(gè)eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余50個(gè)C．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量增加D．衰變放出的γ射線(xiàn)是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力解析：選D根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X原子核中含有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)核子，則中子數(shù)為235－92＝143(個(gè))，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，100個(gè)eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過(guò)24100年后不一定還剩余50個(gè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于衰變時(shí)釋放巨大能量，衰變過(guò)程總質(zhì)量減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衰變放出的γ射線(xiàn)是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，選項(xiàng)D正確。5.在x軸上方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，同一種帶電粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，當(dāng)入射方向與x軸的夾角為45°時(shí)，速度為v1、v2的兩個(gè)粒子分別從a、b兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)，如圖所示，當(dāng)夾角為60°時(shí)，為了使速度為v3的粒子從ab的中點(diǎn)c射出磁場(chǎng)，則速度v3應(yīng)為()A.eq\f(1,2)(v1＋v2) B.eq\f(\r(2),2)(v1＋v2)C.eq\f(\r(3),3)(v1＋v2) D.eq\f(\r(6),6)(v1＋v2)解析：選D設(shè)a、b、c三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為x1、x2、x3，當(dāng)粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí)，有Bqv＝eq\f(mv2,R)，解得R＝eq\f(mv,qB)。如圖所示，當(dāng)α＝45°，粒子從a點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)，有：x1＝eq\r(2)R1＝eq\r(2)eq\f(mv1,qB)；當(dāng)α＝45°，粒子從b點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)，有：x2＝eq\r(2)R2＝eq\r(2)eq\f(mv2,qB)；當(dāng)α＝60°，粒子從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)，有：x3＝eq\r(3)R3＝eq\r(3)eq\f(mv3,qB)，由幾何關(guān)系知2x3＝x1＋x2，所以v3＝eq\f(\r(6),6)(v1＋v2)，故D正確。6.[多選]在正點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)中有O、M、N、P、Q五點(diǎn)，OM＝ON，OP＝OQ，且MN與PQ平行，點(diǎn)電荷q在五點(diǎn)所在的平面內(nèi)，如圖所示。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)和Q點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，下列說(shuō)法正確的是()A．點(diǎn)電荷q位于O點(diǎn)B．M點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)C．Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度D．電子由Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功解析：選BD一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)和Q點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，說(shuō)明M點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)、Q點(diǎn)，且P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)相等，可知點(diǎn)電荷q在PQ連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上，且在PQ的上方，不一定位于O點(diǎn)，A錯(cuò)誤，B正確；由以上分析可知，N點(diǎn)電勢(shì)與M點(diǎn)電勢(shì)相等，也高于P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)，所以Q點(diǎn)離點(diǎn)電荷q的位置比N點(diǎn)遠(yuǎn)，則Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，C錯(cuò)誤；因Q點(diǎn)電勢(shì)低于N點(diǎn)，則電子由Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，D正確。7.[多選]目前，我國(guó)在風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)已經(jīng)取得較大成績(jī)，如圖所示是某一風(fēng)電機(jī)組所產(chǎn)生的交流電電壓隨時(shí)間變化的圖像，若想把該風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的交流電并網(wǎng)發(fā)電，可使用一理想變壓器，將其變?yōu)榕c電網(wǎng)相同的電壓11kV，然后再并網(wǎng)發(fā)電。則下列說(shuō)法正確的是()A．該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝880sin100πt(V)B．所需理想變壓器的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為11∶25eq\r(2)C．并網(wǎng)后電壓的頻率保持不變D．將一理想交流電壓表接在風(fēng)電機(jī)組電源兩端，可測(cè)得在t＝0.01s時(shí)刻電壓表示數(shù)為零解析：選AC風(fēng)電機(jī)組角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,2×10－2)rad/s＝100πrad/s，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝880sin100πt(V)，選項(xiàng)A正確；880V是最大值，該風(fēng)電機(jī)組電動(dòng)勢(shì)的有效值為440eq\r(2)V，根據(jù)變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓之比等于原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比可以判斷，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為eq\r(2)∶25，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器不改變電壓的頻率，選項(xiàng)C正確；理想交流電壓表示數(shù)為有效值，在任何時(shí)刻，理想交流電壓表的示數(shù)都為440eq\r(2)V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.[多選]如圖所示，固定的光滑金屬水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，左端接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，在方向與其垂直的水平恒力F作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，導(dǎo)體棒ab剛好勻速運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒ab始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)b剛好勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v＝eq\f(FR,B2L2)B．通過(guò)電阻的電荷量q＝eq\f(Ft,2BL)C．a(chǎn)b的位移x＝eq\f(FtRB2L2－mFR2,B4L4)D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q＝eq\f(2tRF2B2L2－3mF2R2,2B4L4)解析：選ACDab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)滿(mǎn)足F＝F安＝eq\f(B2L2v,R)，解得v＝eq\f(FR,B2L2)，選項(xiàng)A正確；根據(jù)動(dòng)量定理：Ft－Beq\x\to(I)Lt＝mv，而eq\x\to(I)t＝q，解得q＝eq\f(Ft－mv,BL)，