1、选择题专练(四)1.如图 1 所示，将某均匀长方体锯成 A、B 两块后，在水平桌面上对齐放在一起，现用水平力 F 推 B，使 A、B 整体保持长方体并沿 F 方向匀速运动，则( )图 1AA 在水平方向受到三个力的作用，且合力为零BA 在水平方向受到五个力的作用，且合力为零CA 对 B 的作用力方向与 A、B 接触面垂直DB 对 A 的弹力大于桌面对 A 的摩擦力答案 A解析 对 A 受力分析，在水平方向上受 B 对 A 的弹力、桌面对 A 的滑动摩擦力和 B 对 A 的静摩擦力，在三个力的作用下处于平衡状态，受力如图，故 A 正确，B 错误B 对 A 的弹力和静摩擦力的合力与桌面对 A 的滑
2、动摩擦力等大反向，与 F 的方向相同；根据牛顿第三定律可知，A 对 B 的作用力方向与 F 的方向相反，不是与A、B 接触面垂直，故 C 错误因为 B 对 A 的弹力与 B 对 A 的摩擦力垂直，二者的合力等于桌面对 A 的摩擦力，所以 B 对 A 的弹力小于桌面对 A 的摩擦力，故 D 错误2如图 2 甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为 m0.2 kg 的小球从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内) ，其速度 v 和弹簧压缩量 x 的函数图象如图乙所示，其中 A 为曲线的最高点，不计空气阻力，小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计，取重力加
3、速度 g10 m/s2，则下列说法中不正确的是( )图 2A该弹簧的劲度系数为 20 N/mB当 x0.3 m 时，小球处于超重状态C小球刚接触弹簧时速度最大D从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大答案 C解析 当 x0.1 m 时，小球的重力等于弹簧对它的弹力，合力为零，小球的加速度为零，可得：kxmg，解得：k N/m20 N/m，故 A 正确；由题图乙可知，mgx 0.2100.1x 0.3 m 时，小球的速度减小，加速度向上，故说明小球处于超重状态，故 B 正确；由题图乙知，开始小球的速度增大，小球的重力大于弹簧对它的弹力，当 x0.1 m 时，小球的速度最大，然后速
4、度减小，故 C 错误；题图乙图线的斜率表示加速度，则由图可知，从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大，故 D 正确本题选不正确的，故选 C.3假想在地球赤道上有一颗苹果树，其高度超过了地球同步卫星轨道的高度树上若有质量相等的三个苹果 A、B、C，其高度分别低于、等于、高于地球同步卫星轨道高度则下列说法正确的是( )A苹果 A 的线速度最大B苹果 B 所需向心力小于苹果 A 所需向心力C苹果 C 离开苹果树时加速度减小D苹果 C 脱离苹果树后，可能会落向地面答案 C解析 三者的角速度相同，根据 vr 可知苹果 C 的线速度最大，A 错误；根据 F 向m 2r 可知半径越大，向心
5、力越大，故苹果 B 所需向心力大于苹果 A 所需向心力，B 错误；由于苹果 C 的角速度和同步卫星的角速度相同，而根据 可知轨道半径越大，角速GMr3度越小，所以 C 所在轨道的角速度大于该轨道所需的角速度，故做离心运动，所以苹果 C脱离苹果树后，根据 a 可知轨道半径变大，加速度减小，飞向茫茫宇宙， C 正确，DGMr2错误4.如图 3 所示，在一等腰直角三角形 ACD 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为 B.一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子(重力不计)以速度 v 从 AC 边的中点O 垂直 AC 边射入磁场区域若三角形的两直角边长均为 2L，要使粒子从 CD 边
6、射出，则 v的取值范围为( )图 3A. v B. v qBLm 22qBLm qBLm 5qBLmC. v D. v qBL2m 2 1qBLm qBL2m 5qBL2m答案 C解析 根据洛伦兹力充当向心力可知，v ，因此半径越大，速度越大；根据几何关系可Bqrm知，粒子与 AD 边相切时速度最大，如图由几何关系可知2L (rL )cos 45rr Lcos 45最大半径为 r1( 1)L ，2故最大速度应为 v1 ； 2 1qBLm当粒子从 C 点出射时半径最小，为 r2 ，L2故最小速度应为 v2 ，qBL2m故 v 的取值范围为 v ，qBL2m 2 1qBLm故选 C.5如图 4 所
7、示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场质量为 m、半径为 R 的圆环当通有恒定的电流 I 时，恰好能水平静止在 N 极正上方 H 处已知与磁单极子 N 极相距 r 处的磁感应强度大小为 B ，其中 k 为常数重力加速度为 g.则( )kr图 4A静止时圆环的电流方向为逆时针方向 (俯视)B静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势C静止时圆环的电流 ImgH2 R22kR2D若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，下落过程中加速度先增加后减小答案 C解析 环所在处的磁场的方向向上，则环产生的磁场的方向向下，根据安培定则可知，静止时圆环的电流方向为顺时针方向(俯视) ，故 A 错误；由左手定则可知，环上
8、的各点受到的安培力有水平向里的分力，所以环有收缩的趋势，故 B 错误；对环的某一部分进行受力分析：在水平方向，根据安培力的对称性可知，整个环在水平方向的合力为 0，竖直方向的合力与重力大小相等，由于在圆环处各点电流的方向与磁场的方向都垂直，所以整体受到的安培力：FBI2R ，设 F 与竖直方向的夹角为 ，由几何关系：Fcos mg，cos ，由RH2 R2题：B ，联立得：I ，故 C 正确；结合 C 的受力分析可知，若将圆kH2 R2 mgH2 R22kR2环向上平移一小段距离后环受到的安培力将减小；由静止释放，开始时重力大于安培力，所以环加速下落，向下的过程中安培力增大，所以合外力减小，加
9、速度先减小，故 D 错误6已知钚的一种同位素 Pu 的半衰期为 24 100 年，其衰变方程为 PuX He，23994 23994 42则下列说法中正确的是( )A衰变发出的 射线是频率很大的电磁波，穿透能力很强BX 原子核中含有 143 个中子C8 个 Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 4 个23994D衰变过程的总质量不变答案 AB解析 衰变发出的 射线是频率很大的电磁波，具有很强的穿透能力，不带电，故 A 正确根据电荷数守恒和质量数守恒得，X 的电荷数为 92，质量数为 235，质子数为 92，则中子数为 23592143，故 B 正确半衰期是对大量原子核发生衰变的统计规律，对
10、少量的原子核不适用，故 C 错误在衰变的过程中，根据质能方程知，有能量放出，有质量亏损，故 D 错误7如图 5 所示，真空中固定两个等量异种点电荷 A、B，其连线中点为 O.在 A、B 所形成的电场中，以 O 点为圆心、半径为 R 的圆面垂直于 AB，以 O 为几何中心、边长为 2R 的正方形 abcd 平面垂直圆面且与 AB 共面，两平面边线交点分别为 e、f，g 为圆上一点下列说法中正确的是( )图 5Aa、b、c、d、e、f 六点中，不存在场强和电势均相同的两点B将一电荷由 e 点沿圆弧 egf 移到 f 点，电场力始终不做功C将一电荷由 a 点移到圆面内任意一点时，电势能的变化量相同D
11、沿线段 eOf 移动的电荷受到的电场力先减小后增大答案 BC解析 题图中圆面是一个等势面，e、f 的电势相等，根据电场线分布的对称性可知 e、f 的场强相同，故 A 错误题图中圆弧 egf 在同一等势面上，其上任意两点的电势差都为零，根据公式 WqU 可知：将一正电荷由 e 点沿圆弧 egf 移到 f 点电场力不做功，故 B 正确a 点与圆面内任意一点的电势差相等，根据公式 WqU 可知：将一电荷由 a 点移到圆面内任意一点时，电场力做功相同，则电势能的变化量相同，故 C 正确沿线段 eOf 移动电荷，电场强度先增大后减小，则电荷受到的电场力先增大后减小，故 D 错误8如图 6 所示，单匝矩形
12、闭合导线框 abcd 处于磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R.线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 从中性面开始匀速转动，下列说法中正确的是( )图 6A线框转过 时，线框中的电流方向为 abcda6B线框中感应电流的有效值为2BS2RC线框转一周过程产生的热量为2B2S2RD线框从中性面开始转过 过程，通过导线横截面的电荷量为2 BSR答案 BD解析 根据楞次定律可知线框中的电流方向为 adcba，故 A 错误；线圈转动过程中感应电动势的最大值为：E mBS ，感应电压的有效值为：U ，则线框中感应电流的有效值为：BS2I ，故 B 正确；线框转一周的过程中，产生的热量为：UR 2BS2RQI 2RT 2R ，故 C 错误；线框从中性面开始转过 的过程中，通过导线(2BS2R ) 2 B2S2R 2横截面的电荷量为：q ，故 D 正确R总 BSR
