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第二部分 选择题提分练
选择题提分练3
1.我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长约为100 nm(1 nm=10-9 m)的极紫外激光脉冲,这种极紫外激光光子可以将分子电离,而又不打碎分子。已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,则这种极紫外激光光子的动量约为( )
A.6.6×10-25 kg·m/s
B.6.6×10-27 kg·m/s
C.6.6×10-41 kg·m/s
D.6.6×10-50 kg·m/s
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B
解析:根据德布罗意公式可知p===6.6×10-27 kg·m/s,故选B。
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2.(2024·广东潮州二模)位于坐标原点的质点从t=0时开始沿y轴振动,形成一列沿x轴传播的简谐波,t=0.5 s时的波形如图所示,此时x=0处的质点位于波峰位置。图中能正确描述x=2 m处质点振动的图像是( )
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A
解析:根据波形图可得 T=0.5 s,解得周期 T=2 s,由λ=1 m,解得波长为λ=4 m,该波的波速为v==2 m/s,所以波传到x=2 m经过的时间为t1==1 s,根据波形图可知,振源的起振方向向上,则波传到x=2 m时,质点开始向上振动,故选A。
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3.(2024·广州湛江一模)“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时,医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐便紧贴在皮肤上,如图所示。小罐倒扣在身体上后,在罐中气体逐渐冷却的过程中,罐中气体质量和体积均可视为不变,若罐中气体可视为理想气体。设加热后小罐内的空气温度为80 ℃,当时的室温为20 ℃。下列说法正确的是( )
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A.冷却后每个分子的运动速度均减小
B.冷却过程中气体对外做功
C.冷却后罐内的压强小于大气压强
D.冷却后罐内外压强差约为大气压强的75%
答案:C
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解析:冷却后分子平均速率减小,但不是每个分子的运动速度均减小,A错误;冷却过程中气体体积不变,气体不对外做功,B错误;冷却过程中气体体积不变温度降低,由查理定律可知冷却后罐内的压强小于大气压强,C正确;由查理定律得=,可知Δp==p1,冷却后罐内外压强差约为大气压强的17%,D错误。
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4.(2024·广东二模)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程,a、b是其中两种单色光的光路,则在冰晶中( )
A.a的折射率比b的大
B.a的频率比b的大
C.a的传播速度比b的小
D.a的波长比b的大
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D
解析:由题图可知,太阳光射入冰晶时,a光的偏折程度比b光的偏折程度小,则a的折射率比b的小,a的频率比b的小,a的波长比b的大,根据v=,可知a的传播速度比b的大,故选D。
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5.如图所示,用三个立柱(可视为质点)将足球支起,小立柱成正三角形放在水平桌面上,立柱与足球球心的连线与竖直方向的夹角均为53°,已知每个立柱对足球的支持力大小为2.5 N,sin 53°=0.8,不计足球与立柱间的摩擦,则下列说法正确的是( )
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A.单个立柱对足球的作用力竖直向上
B.足球对立柱的力与桌面对立柱的力是一对相互作用力
C.足球的重力为4.5 N
D.减小立柱与足球球心的连线与竖直方向的夹角,则每个立柱对足球的支持力变大
答案:C
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解析:单个立柱对足球的作用力属于弹力,立柱与足球接触方式属于点和面接触,此时立柱和足球间的弹性形变沿径向方向,则立柱对足球的弹力指向球心,不是竖直向上,故选项A错误;
足球对立柱的力与桌面对立柱的力均作用在立柱上,故不是一对相互作用力,故选项B错误;
由于三个立柱对称摆放,可知每个立柱给足球的弹力大小相同,如图所示,
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则竖直方向满足F1=G,F1=FNcos 53°
代入数据解得G=4.5 N,故选项C正确;
由于每个立柱给足球的弹力大小相同,有
F1=G,F1=FNcos θ
化简得FN=
减小立柱与足球球心的连线与竖直方向的夹角,则cos θ变大,可知每个立柱对足球的支持力变小,故选项D错误。
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6.(2024·广东江门二模)如图所示,半球形陶罐和陶罐内的物块(视为质点)绕竖直转轴OO'从静止开始缓慢加速转动,物块相对陶罐始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.物块的线速度可能先增大后减小
B.某时刻物块可能只受两个力
C.物块一定有上滑的趋势
D.物块一定有下滑的趋势
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B
解析:由于物块相对陶罐始终保持静止,所以运动半径不变,根据v=ωr可知物块的线速度一定一直增大,故A错误。当物块所受重力和陶罐内壁的支持力的合力恰好提供向心力时,物块只受这两个力作用,故B正确。当物块所受重力和陶罐内壁的支持力的合力大于所需的向心力时,物块会受到沿内壁切线斜向上的摩擦力作用,此时物块有下滑趋势;当物块所受重力和陶罐内壁的支持力的合力小于所需的
向心力时,物块会受到沿内壁切线向下的摩擦力
作用,此时物块有上滑趋势,故C、D错误。
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7.(多选)(2024·广东湛江二模)已知氢的同位素氚H)的原子能级分布与氢H)的原子能级分布相同,用光子能量为12.75 eV的光束照射大量处于基态的氚H)原子,再用氚原子跃迁时辐射的光照射逸出功为2.25 eV的金属板。已知氢原子能级分布如图所示,氚H)的原子核发生β衰变的半衰期约为12.5年,则下列说法正确的是( )
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A.氚原子跃迁时,一共能发出6种不同频率的光子
B.从金属板上打出的粒子的最大初动能为10.5 eV
C.光束照射氚H)原子时能使氚核衰变的半衰期缩短为10年
D.从金属板上打出的粒子是中子
答案:AB
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解析:用光子能量为12.75 eV的光束照射大量处于基态的氚H)原子,氚原子会跃迁到n=4的激发态,因此当氚原子向基态跃迁时,根据=6,一共能发出6种不同频率的光子,A正确;光子照射到金属上时,根据光电效应方程可知,从金属板上打出的粒子的最大初动能为Ekm=hν-W逸=12.75 eV-2.25 eV=10.5 eV,B正确;物质的半衰期不会因为光束的照射而发生变化,所以氚核的半衰期不变,C错误;光子照射到金属上,从金属表面飞出的是光电子,D错误。
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8.(多选)(2024·广东韶关一模)某科研小组为了芯片的离子注入而设计了一种新型质谱仪,装置如图所示。直边界MO的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,其中以O点为圆心、半径为R的半圆形区域内无磁场,芯片的离子注入将在半圆形区域内完成。离子源P放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于MO从M点进入磁场,加速电场的加速电压U的大小可调节,已知M、O两点间的距离为2R,离子的比荷为k,不计离子进入加速电场时的初速度
及离子的重力和离子间的相互作用。下列说法
正确的是( )
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A.若加速电压U=,离子能进入半圆区域
B.若加速电压U≥,所有离子均不能进入半圆区域
C.若离子的运动轨迹刚好过O点,则该离子的速率为
D.能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为
答案:AD
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解析:由动能定理得qU=m-0,由Bqv0=m,解得r==,离子能进入半圆形区域有rmin=,rmax=,解得≤U≤,故A正确,B错误;离子能够经过圆心,则由几何关系+R2=(2R-r1)2,解得r1=R,由r1==可得,离子进入磁场的初速度v1=,故C错误;离子运动时间最短时,其对应的轨迹圆的圆心角最小,如图,
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由几何关系,当MN与半圆弧相切时α最大,最大α满足sin α==,解得α=30°,可得对应圆心角θmin=180°-2α=120°,由T==得,能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为tmin=T=,故D正确。
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9.(多选)(2024·江门一模)如图所示,有方向垂直于光滑绝缘水平桌面的两匀强磁场,磁感应强度的大小分别为B1=B、B2=3B,PQ为两磁场的边界,磁场范围足够大,桌面上边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框,以初速度v垂直磁场方向从图示位置开始向右运动,当线框恰有一半进入右侧磁场时速度为,则( )
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A.此时线框的电功率为
B.此时线框的加速度大小为
C.此过程中通过导线横截面的电量为
D.初速度为
答案:ABD
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解析:此时切割磁感线产生的感应电动势E=3Ba·+Ba·=2Bav,线框中电流为I==,此时线框的电功率为P=I2R=,故A正确;由牛顿第二定律得3BIa+BIa=ma加,联立可得a加=,故B正确;设垂直桌面向下为磁通量的正方向,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=(-3B·+B·)-B·a2=-2Ba2,由感应电动势==,感应电流==,由动量定理可得mv-m=
F安·Δt=(3BIa+BIa)Δt,解得v=,故D正确;由电荷量
公式得q=·Δt=,故C错误。
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