【最新】【通用版】高考物理二轮复习《电学与原子物理学》题型押题专练(含解析) (2)

【通用版】高考物理二轮《电学与原子物理学》专题
（含解析）
选择题押题练（一）
1．如图所示，在真空空间中的M、N处存在两个被固定的、电荷量相同的正点电荷，在它们连线所在的直线上有A、B、C三点，已知MA＝CN＝NB，MA<NA。

现有一正点电荷q，在两固定点电荷形成的电场中移动此点电荷q，下列说法中正确的是()
A．沿半圆弧l将q从B点移到C点，电场力不做功
B．沿曲线r将q从B点移到C点，电场力做负功
C．沿曲线s将q从A点移到C点，电场力做正功
D．沿直线将q从A点移到B点，电场力做正功
解析：选C根据题述电场特点知，q从B点到N点电场力做负功，N点到C点电场力做正功，根据场强的叠加知，NC段的电场强度大于BN段的电场强度，q从B点到C点过程中，电场力做的负功小于电场力做的正功，则将q从B点移到C点，电场力做正功，电场力做功与电荷移动路径无关，选项A、B错误；A点与B点等电势，所以将q从A点移动到C点与从B点移动到C点等效，所以沿曲线s将q从A点移到C点，电场力做正功，选项C正确；沿直线将q从A点移到B点，电场力做功为零，选项D错误。

2．在如图所示的电路中，P、Q为平行板电容器两个极板，G为静电计，开关K闭合后静电计G的指针张开一定的角度。

下列说法正确的是()
A．断开K，将P向左移动少许，G的指针张开的角度变大
B．闭合K，将P向左移动少许，G的指针张开的角度变大
C．闭合K，将P向下移动少许，G的指针张开的角度变小
D．断开K，在P、Q之间插入一陶瓷板，G的指针张开的角度变大
解析：选A断开K，将P向左移动少许，两极板之间的距离增大，电容器的带电荷
量不变，电容减小，电势差增大，A 正确；保持K 闭合，增大或减小两极板之间的距离，增大或减小两极板的正对面积，静电计金属球与外壳之间的电势差不变，G 的指针张开的角度不变，B 、C 错误；断开K ，电容器的带电荷量不变，在P 、Q 之间插入一陶瓷板，电容增大，电势差减小，G 的指针张开的角度变小，D 错误。

3．如图甲所示，圆形闭合线圈共有100匝，线圈的总电阻为1 Ω，线圈处在方向向上的匀强磁场中，线圈的半径为r ＝1π
m ，线圈平面与磁场垂直，现穿过线圈的磁感应强度随时间变化如图乙所示，则线圈的发热功率为( )
A. 5 W
B.52 W C ．2.5 W D ．5 W
解析：选D 由题可知，线圈的面积为S ＝πr 2＝1 m 2,0～1 s 内的磁通量变化率为： ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝0.01 Wb/s ，则感应电动势E 1＝n ΔΦΔt
＝1 V ，同理可以得到1～1.2 s 内感应电动势E 2＝5 V ，由有效值定义有：E 2R T ＝E 12R ·56T ＋E 22R ·16
T ，解得电动势的有效值E ＝ 5 V ，线圈的发热功率P ＝E 2
R
＝5 W ，D 项正确。

4.如图所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场区域中，有
一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框。

现用外力使线框以恒定的速度v
沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB 边始终与磁场右边界平行。

已
知AB ＝BC ＝l ，线框导线的总电阻为R ，则线框离开磁场的过程中( )
A ．线框A 、
B 两点间的电压不变
B ．通过线框截面的电荷量为Bl 2
2R
C ．线框所受外力的最大值为2B 2l 2v R
D ．线框中的热功率与时间成正比 解析：选B 在线框离开磁场的过程中，有效切割长度增大，电动势增大，电流增大，
A 、
B 两点间的电压变大，A 错；由公式q ＝I t 得q ＝E
R t ＝BS Rt t ＝Bl 2
2R ，B 对；线框所受的
外力的最大值为F m ＝BI m l ，I m ＝E R ＝Bl v R ，得F m ＝B 2l 2v R
，C 错；由于电流随时间均匀增大，电阻不变，所以热功率与时间不是正比关系，D 错。

5.[多选]如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 000，副
线圈匝数n 2＝100，将原线圈接在u ＝1002sin 100πt (V)的交流电
源上，副线圈接有阻值R ＝5 Ω的定值电阻、理想电流表和理想
电压表。

现在A 、B 两点间接入不同的电子元件，下列说法正确
的是( )
A ．副线圈两端电压为1 000 V
B ．若在A 、B 两点间接入一阻值R ′＝15 Ω的定值电阻，则电压表示数为2.5 V
C ．若在A 、B 两点间接入一电感线圈(感抗较大)，则电流表的示数为2 A
D ．若在A 、B 两点间接入一电容器，则在降低交流电的频率时，电压表的示数减小 解析：选BD 原线圈输入电压有效值为U 1＝100 V ，根据理想变压器变压公式，可知副线圈两端电压为U 2＝10 V ，选项A 错误；若在A 、B 两点间接入一阻值R ′＝15 Ω 的定
值电阻，副线圈输出电流为I 2＝U 2R ＋R ′
＝0.5 A ，则电压表示数为U ＝I 2R ＝2.5 V ，选项B 正确；若在A 、B 两点间接入一电感线圈，由于感抗较大，电路中阻抗大于5 Ω，根据欧姆定律，可知电流表的示数一定小于2 A ，选项C 错误；若在A 、B 两点间接入一电容器，则在降低交流电的频率时，容抗增大，电路中的电流减小，由欧姆定律可知，电阻两端电压减小，电压表的示数减小，选项D 正确。

6．[多选]如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。

带电粒子在磁场中运动的动能E k 随时间t 的变化规律如图乙所示。

若忽略带电粒子在电场中的加速时间，下列判断中不正确的是( )
A ．在E k -t 图中应有t 4－t 3＝t 3－t 2＝t 2－t 1
B ．高频电源的变化周期应该等于t n －t n －1
C ．粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大
D ．要想粒子获得的最大动能更大，则要求高频电源的电压更大
解析：选BCD 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期T ＝2πm qB ，与带电粒子的速
度无关，题图乙中t 2－t 1、t 3－t 2、t 4－t 3均等于T 2＝πm qB
，选项A 正确；高频电源的变化周期与带电粒子做圆周运动的周期相等，选项B 错误；粒子从D 形盒中出来时，其做圆周运动
的半径等于D 形盒的半径，故有R ＝m v m qB ，粒子的最大动能E km ＝12m v m 2＝q 2B 2R 22m
，与粒子被加速的次数和加速电压的大小无关，选项C 、D 错误。

7.[多选]如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x 轴平行，在x 轴上的电势φ与坐标x 的关系如图中曲线所示，图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线。

现有一质量为0.20 kg 、电荷量为＋2.0×10－
8 C 的滑块P (可视为质点)，从x ＝0.10 m 处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02，取重力加速度g ＝ 10 m/s 2。

则下列说法中正确的是( )
A ．滑块P 运动的加速度逐渐减小
B ．滑块P 运动的加速度先减小后增大
C ．x ＝0.15 m 处的电场强度大小为2.0×106 N/C
D ．滑块P 运动的最大速度为0.1 m/s
解析：选BCD 由E ＝ΔφΔx
(Δx →0)知φ-x 图像的斜率表示电场强度，由题图知随坐标x 增大，电场强度减小，在x ＝0.15 m 处，E ＝ΔφΔx ＝3×1050.30－0.15
V/m ＝2.0×106 V/m ＝2.0× 106 N/C ，滑块P 此时所受电场力大小F ＝qE ＝0.04 N ，滑动摩擦力大小f ＝μmg ＝0.04 N ，此时F ＝f ，由牛顿第二定律有F －f ＝ma ，则a ＝0，滑块P 从x ＝0.10 m 运动到x ＝0.15 m 的过程中电场力减小，加速度减小，之后的运动过程中电场力小于滑动摩擦力，加速度反向增大，A 错，B 、C 对；由上述分析易知，滑块P 在x ＝0.15 m 处速度最大，从x ＝0.10 m 到x ＝0.15 m ，Δφ′＝(4.5×105－3×105)V ＝1.5×105 V ，Δx ′＝(0.15－0.10)m ＝0.05 m ，
由动能定理可得q Δφ′－μmg Δx ＝12
m v 2，解得v ＝0.1 m/s ，D 对。

8.[多选]在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同
实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)如图所示，则可判断出()
A．甲光的频率等于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
解析：选AB由题图可知，丙光对应的光电子的最大初动能最大，即丙光的频率最高(波长最小)，选项B正确，D错误；甲光和乙光的频率相同，选项A正确；由于是同一光电管，所以乙光、丙光对应的截止频率相同，选项C错误。

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v 0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L 0，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 kQq f
D ．在点电荷甲形成的电场中，AB 间电势差U AB ＝fL 0＋12m v 2q
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 Qq r OB
2＝f ，所以r OB ＝ kQq
f ，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，qU AB －fL 0＝12m v 2－12
m v 02，解得U AB ＝fL 0＋12m v 2－12m v 02q
，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R x 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R x ＝2 Ω
B ．最大输出功率P ＝4 W
C ．变压器的输出电流I 2＝2 A
D ．滑动变阻器的阻值R x ＝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U 1＝U r ，且U 1＋
U r ＝8 V ，故U 1＝U r ＝4 V ，根据欧姆定律可得I 1＝U r r ＝2 A ，故根据I 1I 2＝n 2n 1
可得副线圈中的电流为I 2＝1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈两端的电压U 2＝8 V ，故R x ＝U 2I 2＝81
Ω＝8 Ω，最大
输出功率为P ＝U 2I 2＝8 W ，故D 正确。

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/s 2，则( )
A ．塑料板和滑块一直做加速度为2 m/s 2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/s 2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/s 2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/s 2，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 ＝q v B ，即v ＝10 m/s 时滑块对塑料板的压力F N ＝0，此后滑块做匀速运动，塑料板所受的合力为0.6 N ，由F ＝Ma 1，得a 1＝3 m/s 2，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 as
C ．金属棒中感应电流为BL 2as R ＋r
D ．水平拉力F 的大小为B 2L 22as R ＋r
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v 2＝2as ，金属棒产生的感应电动势E ＝BL v ＝BL 2as ，
选项B 错误；金属棒中感应电流的大小I ＝E R ＋r ，解得I ＝BL 2as R ＋r
，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 ＝B 2L 22as R ＋r
＋ma ，选项D 错误。

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，e v B ＝e U h ，解得U ＝v Bh ，根
据电流的微观表达式I ＝neS v ，S ＝hd ，故U ＝I neS Bh ＝IB ned ，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()
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B2Id2
2m2R
C．回路中的最大电流为BId
2mR
D．N获得的最大速度为I
m
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＝m v0，E m＝Bd v0，I m＝E m 2R，
F安＝BI m d＝ma m，解得a m＝B2Id2
2m2R，I m＝BId
2mR，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＝2m v，解得v＝I
2m，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v C＝3gL－v02
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：0－1
2m v0
2＝－mgh－W f，
再从D 回到C 的过程中，根据动能定理得：12
m v C 2－0＝mgh －W f ，根据几何关系可知，h ＝34L ，解得：v C ＝3gL －v 02，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。