内容正文:
基础题保分练(三)
一、单项选择题:本题共3小题,每小题3分,共9分,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025北京朝阳二模)氢原子能级示意图如图所示。现有大量氢原子处于n=4能级上,下列说法正确的是( )
A.这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子
B.从n=4能级跃迁到n=1能级的氢原子辐射的光波长最短
C.从n=4能级跃迁到n=2能级比跃迁到n=3能级辐射的光频率低
D.在n=4能级的氢原子至少需吸收13.6 eV能量的光子才能电离
2.(2025河北秦皇岛模拟)2024年12月5日,我国成功将“千帆星座”第三批组网卫星送入预定轨道。“千帆星座”将构建覆盖全球的卫星互联网系统,采用分阶段实施的多层低轨道星座设计,其轨道高度在160 km至2 000 km之间。已知地球同步卫星的高度约为36 000 km,则下列说法正确的是( )
A.所有组网卫星轨道平面都与赤道平面垂直
B.组网卫星的速度小于地球同步卫星的速度
C.组网卫星的运行周期小于地球的自转周期
D.组网卫星的加速度小于地球同步卫星的加速度
3.(2025山东济南三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的部分波形图如图所示,质点P的平衡位置xP=3 m,t=0.6 s时质点P第一次回到平衡位置,则质点P的振动方程为( )
A.y=5sin cm
B.y=5sin cm
C.y=5sin cm
D.y=5sin cm
二、多项选择题:本题共2小题,每小题4分,共8分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
4.某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动,升、降压变压器均为理想变压器,输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时,R0上消耗的功率为P。不计其余电阻,下列说法正确的是( )
A.风速增加,若转子角速度增加一倍,则R0上消耗的功率为4P
B.输电线路距离增加,若R0阻值增加一倍,则R0消耗的功率为4P
C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍,则R0上消耗的功率为4P
D.若在用户端再并联一个与R完全相同的电阻,则R上消耗的功率增大
5.(2025浙江金华模拟)一研究光电效应的实验装置如图所示。大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,发出3种频率不同的光子,能量分别为1.89 eV、10.20 eV、12.09 eV,用其中频率最高的光照射光电管电极K,移动滑动片,当电压表的示数为7 V时,微安表的示数恰好为零。图示位置中滑动片和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。则( )
A.要使微安表的示数恰好为零,滑动片应由图示位置向a端移动
B.不同频率的光子照射电极K,只要能发生光电效应,遏止电压是相同的
C.若10.2 eV为另一种光子的能量,则能发生光电效应的光子共有2种
D.从图示位置滑动滑动片,微安表的示数可能不变
三、非选择题:本题共3小题,共23分。
6.(6分)(2025贵州铜仁一中模拟)某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中:
甲
乙
(1)如图甲所示,将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内,末端均水平,斜槽2与光滑水平板平滑衔接,将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放,观察到两球在水平面内相遇,即使改变释放的高度,观察到两球仍在水平面内相遇,这说明 (填标号)。
A.平抛运动是匀变速运动
B.平抛运动的飞行时间与高度无关
C.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
(2)该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图乙所示,图中背景中每个正方形小方格的实际边长为L=10.0 cm,a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置,重力加速度g取10 m/s2,则由照片可得小球做平抛运动的初速度大小为v0= m/s,小球经过b点时的速度大小为 m/s。
7.(7分)(2025江苏徐州模拟)如图所示,导热性能良好的汽缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞横截面积为S、质量不计,活塞与容器间的滑动摩擦力大小为p0S。初态时封闭气体的温度为、压强为p0,活塞到汽缸底部的距离为h,外界大气压强为p0、温度为T。经过一段时间,活塞缓慢上升一段距离后最终停止。求:
(1)活塞刚开始上升时密闭气体的温度T1;
(2)上升过程中,密闭气体对活塞所做的功W。
8.(10分)(2025天津耀华中学一模)高空滑道是很多游乐场的游乐设施,受到很多游客的欢迎。滑车沿轨道滑降的整个过程可以简化为如下模型:整个轨道由两部分组成,AB段是曲线滑道,BC段为水平减速滑轨,两者在B点平滑连接。将滑车看作大小可以忽略的小物块,质量m=80 kg。滑车从滑道上A点由静止下滑,到达滑道末端B点时,与静止在减速滑轨左端质量为m0=20 kg的制动滑块相撞,并通过锁止装置连在一起,之后两者一起沿减速滑轨运动最终在C点停下。若AB段竖直高度差为H=12 m,水平段BC的长度为l=8 m,滑块和滑车在滑轨上受到的阻力大小恒为Ff=400 N,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)滑车和滑块锁止后瞬间的速度大小;
(2)A到B的过程中,阻力对滑车做的功。
参考答案
1.B 解析 这群氢原子最多可能辐射=6种不同频率的光子,故A错误;从n=4能级跃迁到n=1能级的氢原子辐射的光的光子能量最大,光子频率最大,根据光子能量ε=hν=h,可知光子能量越大,波长越短,故从n=4能级跃迁到n=1能级的氢原子辐射的光波长最短,故B正确;根据玻尔理论可知,从n=4能级跃迁到n=2能级比跃迁到n=3能级辐射的光子能量大,结合B选项分析可知,光子能量越大,频率越大,故从n=4能级跃迁到n=2能级比跃迁到n=3能级辐射的光频率高,故C错误;在n=4能级的氢原子至少需吸收|E4|=|0-0.85 eV|=0.85 eV能量的光子才能电离,故D错误。
2.C 解析 所有组网卫星轨道平面都过地球的球心,但不一定与赤道平面垂直,选项A错误;根据G=m=mr=ma,可得v=,T=2π,a=,组网卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径,可知组网卫星的速度大于地球同步卫星的速度,组网卫星的运行周期小于地球同步卫星的周期,即小于地球的自转周期,组网卫星的加速度大于地球同步卫星的加速度,选项C正确,B、D错误。
3.A 解析 由波形图可知振幅A=5 cm,波长λ=8 m,由波形图可知t=0时刻质点P的位移y=Asin =5sin (cm)= cm,波沿x轴正方向传播,由同侧法可知,t=0时刻质点P向y轴正方向运动,由题意,t=0.6 s时质点P第一次回到平衡位置,则有T=0.6 s,解得周期T=1.6 s,则ω=π rad/s,质点P的振动方程为y=5sin(ωt+φ0) cm,当t=0时,y= cm,解得φ0=,所以质点P的振动方程为y=5sin cm,故A正确,B、C、D错误。
4.AC 解析 将降压变压器部分的电路等效为一个定值电阻,等效电路图如图所示,设降压变压器的原、副线圈匝数比为k∶1,则输电线上的电流为I2=,转子在磁场中转动时产生的电动势为e=NBSωsin ωt,当转子角速度增加一倍时,升压变压器原、副线圈两端电压都增加一倍,输电线上的电流变为I2'=2I2,根据P=R0,可知R0上消耗的电功率变为原来的4倍,故A正确;升压变压器副线圈匝数增加一倍,根据理想变压器电压与匝数成正比可知副线圈两端电压增加一倍,输电线上的电流增加一倍,根据P=R0,可知R0上消耗的电功率变为原来的4倍,故C正确;若R0阻值增加一倍,输电线路上的电流I2″=,R0消耗的功率P3=I2″2·2R0≠4P,故B错误;若在用户端并联一个完全相同的电阻R,根据电阻的并联规律可知用户端电阻减为原来的一半,降压变压器的输出电流增大,根据理想变压器的电流与匝数成反比,可知降压变压器的输入电流变大,电阻R0分担的电压增大,进而导致降压变压器的输出电压降低,根据P=,可知R上消耗的功率减小,故D错误。
5.AC 解析 要使微安表的示数恰好为零,光电管应接入反向电压,即K板电势高于A板电势,则滑动片应由图示位置向a端移动,故A正确;根据eUc=Ek=hν-W0,可知不同频率的光子照射电极K,即使都能发生光电效应,遏止电压也是不同的,故B错误;用光子能量为12.09 eV的光照射到光电管电极K上,当电压表的示数为7 V时,微安表的示数恰好为零,可知遏止电压为7 V,根据eUc=Ek=hν-W0,可得逸出功为W0=hν-eUc=12.09 eV-7 eV=5.09 eV,由于逸出功小于10.2 eV,大于1.89 eV,可知能发生光电效应的光子共有2种,故C正确;图示位置滑动片与O点间的电压趋近于零,未能达到饱和电流,所以从图示位置滑动滑动片,微安表的示数会变化,故D错误。
6.答案 (1)C
(2)2 2.5
解析 (1)将两个相同的小钢球从斜槽的同一高度同时由静止释放,到达轨道末端的速度相同,观察到两球在水平面内相遇,即使改变释放的高度,观察到两球仍在水平面内相遇,即在水平方向平抛的小球与在水平面匀速运动的小球同步,说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动,故选C。
(2)由平抛运动的规律,竖直方向有Δy=ybc-yab=g(Δt)2=L,得Δt=0.1 s,水平方向有v0==2 m/s,竖直方向b点的瞬时速度等于a、c两点的平均速度,则vby==1.5 m/s,则小球经过b点时的速度大小为vb==2.5 m/s。
7.答案 (1)T
(2)p0Sh
解析 (1)活塞缓慢上升,有p1S=Ff+p0S
解得p1=2p0
密闭气体等容变化,有
解得T1=T。
(2)活塞上升过程,密闭气体等压变化,则
即
解得d=h
气体对活塞做功W=2p0S·d=p0Sh。
8.答案 (1)8 m/s (2)-5 600 J
解析 (1)两者一起沿减速滑轨运动最终在C点停下的过程,根据动能定理可得-fl=0-(m+m0)v2
解得v=8 m/s。
(2)A到B的过程中,根据动能定理可得mgH+Wf=
二者碰撞过程有mv0=(m+m0)v
联立解得Wf=-5 600 J。
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