届高考人教物理二轮专题冲刺电学近代物理练习题.docx

届高考人教物理二轮专题冲刺电学近代物理练习题.docx

《届高考人教物理二轮专题冲刺电学近代物理练习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考人教物理二轮专题冲刺电学近代物理练习题.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

届高考人教物理二轮专题冲刺电学近代物理练习题

2020届高考人教物理二轮专题冲刺：

电学、近代物理练习附答案

专题：

电学、近代物理

一、选择题

1、（2019·全国卷Ⅲ）

[多选]如图，电荷量分别为q和－q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。

则（　　）

A．a点和b点的电势相等

B．a点和b点的电场强度大小相等

C．a点和b点的电场强度方向相同

D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加

解析：

选BC　b点距q近，a点距－q近，则b点的电势高于a点的电势，故A错误。

如图所示，a、b两点的电场强度可视为E3与E4、E1与E2的合场强。

其中E1∥E3，E2∥E4，且知E1＝E3，E2＝E4，故合场强Ea与Eb大小相等、方向相同，B、C正确。

由于φa<φb，负电荷从低电势移至高电势过程中，电场力做正功，电势能减少，故D错误。

2、如图所示，总质量为m，边长为L的正方形线圈共3匝，放置在倾角为α的光滑斜面上，刚好关于磁场边界MN对称，MN上方存在匀强磁场。

若线圈通以图示方向的恒定电流I后刚好在斜面上保持静止，重力加速度为g，则（　　）

A．磁场方向可以竖直向下，且B＝

B．磁场方向可以竖直向上，且B＝

C．磁场方向可以垂直斜面向下，且B＝

D．磁场方向可以水平向左，且B＝

解析：

选C　当磁场方向竖直向下时，由平衡条件得3BIL＝mgtanα，则B＝

，选项A错误；当磁场方向竖直向上时，由受力分析可知线圈不会静止，选项B错误；当磁场方向垂直斜面向下时，由平衡条件得3BIL＝mgsinα，则B＝

，选项C正确；当磁场方向水平向左时，由受力分析可知线圈不会静止，选项D错误。

3、与一般吉他靠箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声．如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成．磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场．当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号．下列说法中正确的是（　D　）

A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作

B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作

C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化

D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号

解析：

若磁体失去磁性，则无法产生电磁感应，因此电吉他不能正常工作，故选项A错误；电吉他若使用尼龙材质的琴弦，则不会被磁化，不能产生电磁感应，故选项B错误；琴弦振动的过程中，线圈中产生感应电流的大小和方向均是变化的，故选项C错误；电吉他是根据电磁感应原理工作的，拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号，故选项D正确．

4、

如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。

若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。

不计重力及带电粒子之间的相互作用。

则v2∶v1为（　　）

A.

∶2B.

∶1

C.

∶1D．3∶

解析：

选C　由于是相同的粒子，粒子进入磁场时的速度大小相同，由qvB＝m

可知，R＝

，即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同。

若粒子运动的速度大小为v1，如图所示，通过旋转圆可知，当粒子在磁场边界的出射点A离P点最远时，则AP＝2R1；同样，若粒子运动的速度大小为v2，粒子在磁场边界的出射点B离P点最远时，则BP＝2R2，由几何关系可知，R1＝

，R2＝Rcos30°＝

R，则

＝

＝

，C项正确。

5、下面四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　C　）

A．图甲：

卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

B．图乙：

用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能

C．图丙：

玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的

D．图丁：

汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构

解析：

题图甲：

卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出了原子的核式结构模型，故A错误．题图乙：

用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，故B错误．题图丙：

玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故C正确．题图丁：

汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，故D错误．

6、

现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。

质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。

若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。

此离子和质子的质量比约为（　　）

A．11　　　　　　　B．12

C．121D．144

解析：

选D　带电粒子在加速电场中运动时，有qU＝

mv2，在磁场中偏转时，其半径r＝

，由以上两式整理得：

r＝

。

由于质子与一价正离子的电荷量相同，B1∶B2＝1∶12，当半径相等时，解得：

＝144，选项D正确。

7、如图所示电路中，GMR为一个磁敏电阻，它的阻值随所处空间磁场的增强而增大，电源内阻不可忽略．小灯泡电阻恒定，闭合开关S1和S2后，在滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（　D　）

A．L1、L2、L3都变暗

B．L1、L2、L3都变亮

C．L1变暗，L2变亮，L3变暗

D．L1变亮，L2变暗，L3变亮

解析：

滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路的电流变小，电磁铁磁性变弱，GMR的阻值变小，右侧电路的总电阻变小，干路的电流I变大，L3变亮，路端电压U＝E－Ir变小，L2的电压U2＝U－IRL3变小，灯L2变暗；通过L2的电流变小，通过L1的电流I1＝I－I2变大，L1变亮．

8、

[多选]如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。

下列说法正确的是（　　）

A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直

B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直

C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶

D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为

∶

∶1

解析：

选BC　由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场（B21）方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁场（B31）方向垂直L1和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和L2在L1处产生的合磁场（B合1）方向如图甲所示，根据左手定则可判断出L1所受磁场作用力的方向与L2和L3所在平面平行，选项A错误；同理，如图乙所示，可判断出L3所受磁场（B合3）作用力的方向（竖直向上）与L1、L2所在平面垂直，选项B正确；同理，如图丙所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B，根据几何知识可知，B合1＝B，B合2＝B，B合3＝

B，由安培力公式F＝BIL可知L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶

，选项C正确，D错误。

9、如图所示，质量为m＝0.04kg、边长l＝0.4m的正方形线框abcd放置在一光滑绝缘斜面上，线框用一平行斜面的细绳系于O点，斜面的倾角为θ＝30°；线框的一半处于磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的关系为B＝2＋0.5t（T），方向垂直于斜面；已知线框电阻为R＝0.5Ω，重力加速度取g＝10m/s2.下列说法中正确的是（　C　）

A．线框中的感应电流方向为abcda

B．t＝0时，细线拉力大小为F＝0.2N

C．线框中感应电流大小为I＝80mA

D．经过一段时间t，线框可能拉断细绳向下运动

解析：

由楞次定律可知线框中的感应电流方向为adcba，故选项A错误；感应电动势E＝

＝

（

l2）＝0.04V，由闭合电路欧姆定律，可知线框中感应电流大小为I＝

＝0.08A＝80mA，由平衡条件可知FT＋BIl＝mgsinθ，t＝0时，B＝2T，解得FT＝0.136N，故选项B错误，C正确；经过一段时间t，安培力BIl可能大于mgsinθ，所以线框可能沿斜面向上运动，故选项D错误．

10、[多选]如图所示，在空间内有垂直纸面向里的匀强磁场，质子和某种粒子从磁场下边界MN上的O点以相同的速度v0（v0在纸面内，v0与MN的夹角θ为锐角）射入磁场中，发现质子从边界上的F点离开磁场，另一粒子从E点离开磁场。

已知

＝2d，

＝d，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。

下列说法正确的是（　　）

A．从E点飞出的可能是α粒子

B．从E点飞出的可能是氚核

C．两种粒子在磁场中的运动时间相等

D．两种粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角相等

解析：

选BD　设质子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r1，另一种粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r2，两种粒子的运动轨迹如图所示，则由几何关系可知，d＝2r1sinθ，3d＝2r2sinθ，两式联立可解得r2＝3r1，由洛伦兹力提供向心力可得r1＝

，另一种粒子的半径r2＝

，可得

＝3

，故从E点飞出的可能是氚核，选项A错误，B正确；由几何知识可知，两粒子在磁场中运动时，转过的圆心角均为α＝2（π－θ），故选项D正确；根据T＝

可知两种粒子的周期不同，由t＝

T可知，两粒子在磁场中的运动时间不相等，选项C错误。

11、铀核（

U）经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核（

Pb）．关于该过程，下列说法正确的是（　B　）

A．m＝5

B．n＝4

C．铀核（

U）的比结合能比铅核（

Pb）的比结合能大

D．铀核（

U）的衰变过程的半衰期与温度和压强有关

解析：

设发生m次α衰变，n次β衰变，衰变方程为

U→

Pb＋mα＋nβ，则：

235＝207＋4m，解得m＝7，又92＝82＋7×2－n，得：

n＝4，故A项错误，B项正确；组成原子核的核子越多，它的结合能就越高．原子核的结合能与核子数之比，称为比结合能，比结合能越大，原子核越稳定，所以铀核（

U）的比结合能比铅核（

Pb）的比结合能小，故C项错误；铀核（

U）的衰变过程的半衰期与温度和压强无关，由原子核内部因素决定，故D项错误．

12、[多选]如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中（E和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（　　）

A．小球可能带正电

B．小球做匀速圆周运动的半径为r＝

C．小球做匀速圆周运动的周期为T＝

D．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期变大

解析：

选BC　小球在竖直平面内做匀速圆周运动，故重力等于电场力，洛伦兹力提供向心力，所以mg＝qE，由于电场力的方向与场强的方向相反，故小球带负电，故A错误；由于洛伦兹力提供向心力，故有qvB＝

，解得r＝

，又由于qU＝

mv2，解得v＝

，所以r＝

＝

，故B正确；由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动，故有运动周期T＝

＝

＝

，故C正确；显然运动周期与加速电压无关，电压U增大时，小球做匀速圆周运动的周期不变，故D错误。

二、非选择题

电源是把其他形式的能转化为电势能的装置．我们通常使用的电源有交流、直流之分．

（1）法拉第发明了世界上第一台直流发电机——法拉第圆盘发电机．如图甲所示为其示意图，铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，它可以绕水平轴在竖直平面内转动．当两个电刷分别位于圆盘的边缘和圆心处时，在圆盘匀速转动时产生的电流是稳定的．用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路．已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，圆盘半径为a，圆盘匀速转动时的角速度为ω，发电机内阻为r1.求电源电动势E，并判断通过电阻R的电流方向．

（2）如图乙所示为一个小型交流发电机的原理图，n匝矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，ab边、cd边分别连在两个滑环上，两个电刷分别压在滑环上．线圈ab边长为L1，bc边长为L2，总电阻为r2.线圈以恒定的角速度ω绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动．用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路，回路中其他电阻不计．请你说明发电机线圈平面转至何位置时感应电动势具有最大值Em，并推导此最大值的表达式．

（3）若已知L1＝2a，L2＝a，求上述两个发电机分别为电阻R供电时，电阻R消耗的电功率之比．

答案：

（1）

Bωa2　从b到a

（2）与磁场方向平行　nBL1L2ω　（3）

解析：

（1）圆盘产生的感应电动势为E＝Ba

其中

＝

ωa　故E＝

Bωa2

根据右手定则可判断，流过电阻R的电流方向为从b到a

（2）当线圈平面转至与磁场方向平行位置（图示位置）时，线圈中的感应电动势最大，设此时ab、cd边的线速度大小为v，对单匝线圈，ab边产生的感应电动势为E1＝BL1v

cd边产生的感应电动势为E2＝BL1v

n匝线圈产生的总感应电动势为Em＝n（E1＋E2）＝2nBL1v

由于v＝ωr＝ω

故Em＝2nBL1ω·

＝nBL1L2ω

（3）直流发电机为电阻供电时，有

U1＝

E＝

交流发电机为电阻供电时，有

U2＝

·

Em＝

故

＝

2＝