1.C 提示:根據(jù)玻爾原子理論可知,氫原子可以吸收特定能量的光子后向更高能級躍遷,選項A 錯誤。大量處于n=4 能級的氫原子能夠輻射不同頻率的光子的種數(shù)為,選項B 錯誤。大量處于n=4能級的氫原子躍遷時輻射出的光子中能量最大的是由n=4能級躍遷到n=1能級時輻射出的光子,其能量為-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,用它照射鋅板時能發(fā)生光電效應(yīng),且逸出的光電子的最大初動能為12.75 eV-3.4 eV=9.35 eV,選項C正確。氫原子從n=4能級躍遷到n=2能級輻射出的光子能量為-0.85 eV -(-3.4 eV)=2.55 eV,小于鋅板的逸出功3.4 eV,不能發(fā)生光電效應(yīng),選項D 錯誤。

2.B 提示:以吊鍋和細(xì)鐵鏈組成的整體為研究對象,設(shè)每根桿中的彈力為N,在豎直方向上,根據(jù)平衡條件得3Ncosθ=mg,解得,選項A 錯誤。每根桿對地面的摩擦力大小,選項B 正確。以整個裝置為研究對象,設(shè)地面對每根桿的支持力為N地,根據(jù)平衡條件得3N地=mg,解得,因此無論增加θ還是減小θ,N地的大小均不變,根據(jù)牛頓第三定律可知,每根桿對地面的壓力不變,大小均為,三根桿對地面的總壓力也不變,大小為mg,選項C錯誤。因為每根桿對地面的摩擦力大小,所以當(dāng)θ減小時,每根桿對地面的摩擦力減小。因為三根桿對地面的摩擦力大小相等,方向在水平面上互成120°角,根據(jù)力的合成可知,三根桿對地面的合摩擦力等于零,且不隨θ的變化而變化,選項D 錯誤。

3.B 提示:在0～t時間內(nèi),根據(jù)牛頓第二定律得, 在t～2t時間內(nèi),根據(jù)平衡條件得F=μ2mg,解得μ1=, 選項A 錯誤。在2t～3t時間內(nèi),根據(jù)牛頓第二定律得, 解得, 選項B正確。將與兩 式相減得,選項C錯誤。將兩式相加得μ1+μ3=2μ2,選項D 錯誤。

4.C 提示:設(shè)小朋友滑離圓弧軌道時的位置和O點的連線與豎直方向之間的夾角為θ,則,根據(jù)機械能守恒定律得,解得v=。

5.C 提示:設(shè)兩個正電荷所帶電荷量為+Q,則兩個正電荷各自在C、O兩點產(chǎn)生的電場的電勢差相等,設(shè)其大小為U。設(shè)小球所帶電荷量為-q,在小球從C點運動到O點的過程中,根據(jù)動能定理得。若固定在B處的正電荷所帶電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍,其他條件不變,則可以將該電荷看成在B處放置兩個相同的帶電荷量為+Q的電荷,則這三個點電荷各自在C、O兩點產(chǎn)生的電場的電勢差也為U,根據(jù)動能定理得,解得。

6.CD 提示:火星與地球繞太陽做勻速圓周運動,萬有引力提供向心力,則,解得因為不知地球與火星公轉(zhuǎn)軌道的半徑之比,所以無法求得地球與火星的公轉(zhuǎn)周期之比與向心加速度之比,選項A、B 錯誤。在星球表面重力提供向心力,則,解得,因為知道地球與火星的半徑之比和重力加速度之比,所以可以求得地球與火星的質(zhì)量之比,選項C 正確。根據(jù)球體體積公式可以求得地球與火星的體積之比,再根據(jù)公式可以求得地球與火星的密度之比,選項D 正確。

7.AB 提示:根據(jù)i-t圖像可知,一個周期內(nèi)電流的方向變化兩次,所以電流方向每秒改變的次數(shù),選項A 正確。電流的最大值,解得選項B 正確。設(shè)磁通量變化率的最大值為emax,則電流的最大值,解得,選項C 錯誤。電流的有效值,電燈的電功率P=I2R=12 W,選項D 錯誤。

8.BC 提示:通過電阻R的電荷量q=,選項A 錯誤。根據(jù)能量守恒定律得Q總,解得,則電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱5v2),選項D 錯誤。根據(jù)功能關(guān)系可知,金屬棒克服安培力做的功5v2),選項C正確。安培力的沖量大小I安=,選項B正確。

9.(1)＞ = (2)m1·OP=m1·OM+m2·ON(3)0.46

提示:(1)為防止入射球碰后反彈,實驗要求入射球的質(zhì)量要大于被碰球的質(zhì)量,即m1＞m2;為了保證兩小球發(fā)生正碰,則要求兩小球等大,即r1=r2。(2)根據(jù)平拋運動規(guī)律可知,落地高度相同,則運動時間相同,設(shè)落地時間為t,則。驗證動量守恒的表達(dá)式是m1v10=m1v1+m2v2,即m1·OP=m1·OM+m2·ON。(3)被碰球碰撞前靜止,即v20=0,則該實驗的恢復(fù)系數(shù)0.46。

提示:(1)開關(guān)S1、S2均閉合時,根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(r+R),整理得;開關(guān)S1閉合,S2斷開時,根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(r+R+R0),整理得。因為直線Ⅰ與Ⅱ的斜率同為, 所以兩直線平行。(2)開關(guān)S1、S2均閉合時的圖像的縱軸截距為,開關(guān)S1閉合、S2斷開時的圖像的縱軸截距為,因此后者對應(yīng)的是直線Ⅱ。(3)根據(jù)圖像得b,解得。

12.(1)粒子在x≥0區(qū)域內(nèi)做類平拋運動,根據(jù)類平拋運動規(guī)律得2d=v0t,d=,根據(jù)牛頓第二定律得qE=ma,解得。粒子從P點運動到Q點,根據(jù)動能定理得。(2)粒子在x＜0 區(qū)域內(nèi)做復(fù)雜的旋進(jìn)運動,將該運動分解為平行于yOz平面的勻速圓周運動和沿x軸負(fù)方向的勻加速直線運動。根據(jù)幾何關(guān)系可得,圓周運動軌跡的半徑r=d,粒子在Q點沿y軸正方向的速度,根據(jù)洛倫茲力提供向心力得,解得。(3)粒子做勻速圓周運動的周期,粒子沿x軸負(fù)方向做勻加速直線運動,根據(jù)勻變速直線運動的位移公式可得,粒子在x＜0區(qū)域內(nèi)第二次經(jīng)過xOz平面的位置到y(tǒng)Oz平面的距離其中,解得。

13.(1)BDE 提示:溫度越高,速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比越大,故溫度升高,曲線峰值向右移動,選項A 錯誤,B正確。曲線與橫軸圍成的圖形面積表示各個速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率之和,等于100%,因此兩條曲線與橫軸圍成的圖形面積相等,選項C錯誤。聯(lián)立(C為常數(shù)),得pm=CTρ,因此質(zhì)量相同,壓強相同,溫度越高,密度越小,選項D 正確。同一溫度下,氣體分子的運動速率分布曲線總呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的特點,選項E 正確。

(2)(ⅰ)以打氣結(jié)束后球內(nèi)氣體為研究對象,打氣過程中,球內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化。設(shè)打氣次數(shù)為n,初狀態(tài)下氣體的壓強p1=1.0 atm,體積V1=(7.5+0.25n)L,溫度T1=(273+17)K=290 K,末狀態(tài)下氣體的壓強p2=1.5 atm,體積V2=7.5 L,溫度T2=T1,根據(jù)玻意耳定律得p1V1=p2V2,解得n=15。(ⅱ)足球在足球場上暴曬時,球內(nèi)氣體發(fā)生等容變化,設(shè)暴曬后氣體的壓強為p3,體積V3=V2,溫度T3=(273+37)K=310 K,根據(jù)查理定律得,解得p3=1.6 atm。

圖1

(2)(ⅰ)根據(jù)波形圖可知,波長λ=24 m,周期T=1.2 s,則波速。(ⅱ)t=0.6 s時刻,質(zhì)點A向下振動,波沿x軸正方向傳播;t=0時刻,質(zhì)點P的縱坐標(biāo)為5 cm,沿y軸負(fù)方向振動;振幅A=10 cm=0.1 m。質(zhì)點P的振動方程為,代入數(shù)據(jù)得。