选择题专练(十)(限时：20分钟)二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．14．1820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I磁感应强度B＝k，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成反比．如r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I1>I2.规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0～x0区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是图中的()图11\n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．E115．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝，其中n＝2,3,4…，h表示普朗克常量，2nc表示真空中的光速．有一氢原子处于n＝3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()36hc9hcA．－B．－5E18E14hchcC．－D．－3E1E1答案A解析有一氢原子处于n＝3的激发态，在它向n＝2能级跃迁时，辐射的光子能量最小，辐hc36hc射的光子的波长最大，则有E3－E2＝，解得λ＝－，故A正确，B、C、D错误．λ5E116．月球探测器从月球返回地球的过程可以简单分成四步，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Ⅱ，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Ⅲ，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是()图2A．将月球探测器发射至轨道Ⅰ时所需的发射速度为7.9km/sB．月球探测器从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ需要加速C．月球探测器从A沿月地转移轨Ⅱ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2\n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Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ是离心运动，所以需要加速，所以B正确；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．17．如图3所示，质量为0.5kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25m高处由静止下落，恰好落入质量为2kg、速度为2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地2面运动，取g＝10m/s，不计空气阻力，下列说法正确的是()图3A．橡皮泥下落的时间为0.3sB．橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5m/sC．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7.5J答案D解析橡皮泥下落的时间为：2h2×1.25t＝＝s＝0.5s，故A错误；g10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＝(m1＋m2)v，m1v02×2.5所以共同速度为：v＝＝m/s＝2m/s，m1＋m22＋0.5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的重力势能与二者损失的动能，得：1212m1v0－m1＋m2vΔE＝m2gh＋22代入数据可得：ΔE＝7.5J，故D正确．18．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3\n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4A．电容器两极板间的电压为零BLvB．通过电阻R的电流为RC．电容器所带电荷量为CBLv22BLvD．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为R答案C解析当导线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E＝BLv，则电容器两极板间的电压为U＝E＝BLv，故A、B错误；电容器所带电荷量Q＝CU＝CBLv，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．19.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5A．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ABD4\n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．20．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6A．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，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UQ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＝，dUεrS4kπQC＝，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4kπdεrS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dUQεrS4kπQ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＝，dU4kπdεrS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dUQεrS4kπQ减小时，电容增大，则Q增大，根据E＝，C＝，C＝，得E＝，知E增大，所以dU4kπdεrS电场力变大，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，UQεrS所以Q不变，根据E＝，C＝，C＝，dU4kπd5\n4kπQ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．εrS21．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m0>m，取重力加速度为g，则()图7A．矩形线圈中电流的方向为逆时针方向E－UB．矩形线圈的电阻R＝r－R1Um0－mrgC．匀强磁场的磁感应强度的大小B＝nE－UlD．若仅将磁场反向，在左盘中再添加质量为2m0－m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；U根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－r，R＋R1Ur解得矩形线圈的电阻R＝－R1，故B错误；E－U根据平衡条件可得m0g－F＝mg，而F＝nBIl，E－UI＝，rm0－mgr解得匀强磁场的磁感应强度的大小B＝，nE－Ul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，2F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Δm＝＝2(m0－m)的砝码g可使天平重新平衡，故D错误．6
