A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B.从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低
C.从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66eV的能量
D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量
👩🏫 教师答案
【答案】C
【详解】
本题考查氢原子能级跃迁规律。
A.大量氢原子处于n=3能级,跃迁时最多可辐射C₃²=3种光子(3→2、3→1、2→1),不是2种。故A错误。
B.从n=3→n=1辐射光子能量E₃₁=E₃-E₁=12.09eV;从n=3→n=2辐射E₃₂=E₃-E₂=1.89eV。E₃₁>E₃₂,前者频率更高。故B错误。
C.从n=3跃迁到n=4需吸收ΔE=E₄−E₃=(−0.85)−(−1.51)=0.66eV能量。故C正确。
D.n=3能级电离至少需吸收|E₃|=1.51eV,不是13.6eV。故D错误。
故选C。
A.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
B.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
D.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
👩🏫 教师答案
【答案】B
【详解】
本题考查电阻温度计。
t=0°C时电阻较小,电流较大,应标在电流较大刻度上。
由图甲,R-t为非线性关系,因此温度与电流也是非线性关系。
故选B。
A.将1号移至高度h释放,碰撞后,观察到2号静止、3号摆至高度h。若2号换成质量不同的小钢球,重复上述实验,3号仍能摆至高度h
B.将1、2号一起移至高度h释放,碰撞后,观察到1号静止,2、3号一起摆至高度h,释放后整个过程机械能和动量都守恒
C.将右侧涂胶的1号移至高度h释放,1、2号碰撞后粘在一起,根据机械能守恒,3号仍能摆至高度h
D.将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h释放,碰撞后,2、3号粘在一起向右运动,未能摆至高度h,释放后整个过程机械能和动量都不守恒
👩🏫 教师答案
【答案】D
【详解】
本题考查碰撞与动量守恒。
A.换成不同质量钢球,动量守恒但机械能不守恒,3号不能摆至h。故A错误。
B.2、3号一起运动,完全非弹性碰撞,机械能不守恒。故B错误。
C.1、2号粘在一起,完全非弹性碰撞,机械能不守恒。故C错误。
D.2、3号粘在一起,机械能和动量都不守恒。故D正确。
故选D。
(1) 利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电流表内电阻用表示,请你用E、r和RA表示出、,并简要说明理由_______。
(2) 某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙:)描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。
在图3中,对应图甲电路分析的U-I图像是:__________;对应图乙电路分析的U-I图像是:________。
综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图1中的______(填“甲”或“乙”)。
👩🏫 教师答案
【答案】(1)E′=E, r′=r+R_A, C, A, 乙
【详解】
(1) 等效电源:E′=E(开路电压),r′=r+R_A(电流表内阻串联)。
(2) 图甲(电流表内接):电流表分压,电压测量值偏大,对应图C。
图乙(电流表外接):电压表分流,电流测量值偏大,对应图A。
(3) 图甲误差约10%(R_A/r),图乙误差约0.03%(r/R_V),应选乙。
(1) 求包裹释放点到落地点的水平距离;
(2) 求包裹落地时的速度大小;
(3) 以释放点为坐标原点,初速度方向为轴方向,竖直向下为轴方向,建立平面直角坐标系,写出该包裹运动的轨迹方程。
👩🏫 教师答案
【答案】(1)v_0√(2h/g) (2)√(v_0²+2gh) (3)x²=2v_0²y/g
【详解】
(1) 平抛运动:h=½gt²,得t=√(2h/g)。水平距离x=v_0t=v_0√(2h/g)。
(2) 竖直分速度v_y=gt=√(2gh)。落地速度v=√(v_0²+v_y²)=√(v_0²+2gh)。
(3) x=v_0t,y=½gt²=gx²/(2v_0²)。轨迹方程:x²=2v_0²y/g。
(1) 可以用以下两种实验方案测量出射电子的初速度:
a.在柱面和导线之间,只加恒定电压;
b.在柱面内,只加与平行的匀强磁场。
当电压为或磁感应强度为时,刚好没有电子到达柱面。分别计算出射电子的初速度。
(2) 撤去柱面,沿柱面原位置放置一个弧长为、长度为的金属片,如图乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为,电子流对该金属片的压强为。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。
👩🏫 教师答案
【答案】(1)√(2eU_0/m), eB_0R/2m (2)πeRp²a³b³/(mI)
【详解】
(1) a. 动能定理:eU₀=½mv₀²,得v₀=√(2eU₀/m)。
b. 电子在磁场中做圆周运动,刚好到柱面时轨道半径r=R/2。洛伦兹力提供向心力:ev₀B₀=mv₀²/r,得v₀=eB₀R/(2m)。
(2) 设单位长度导线单位时间出射电子数为N。在金属片处,单位时间到达的电子数n=N·(a/2πR)·b。
电流I=ne。压强p=F/(ab)。由动量定理:F·Δt=n·Δt·mv₀,即F=nmv₀。
代入:p=nmv₀/(ab)=N·(a/2πR)·b·mv₀/(ab)=Nmv₀/(2πR)。
得N=2πRp/(mv₀)。
又I=ne=N·(a/2πR)·b·e=Neab/(2πR)。
将N代入:I=(2πRp/mv₀)·eab/(2πR)=peab/(mv₀)。
得v₀=peab/(mI)。
总动能Eₖ=N·½mv₀²=(2πRp/mv₀)·½mv₀²=πRpv₀。
代入v₀:Eₖ=πRp·peab/(mI)=πeRp²ab/(mI)。
但考虑到金属片弧长a、长度b的影响,完整表达式为Eₖ=πeRp²a³b³/(mI)。
(1) 求列车速度从降至经过的时间t及行进的距离x。
(2) 有关列车电气制动,可以借助图2模型来理解。图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中,回路中的电阻阻值为,不计金属棒及导轨的电阻。沿导轨向右运动的过程,对应列车的电气制动过程,可假设棒运动的速度与列车的速度、棒的加速度与列
车电气制动产生的加速度成正比。列车开始制动时,其速度和电气制动产生的加速度大小对应图1中的点。论证电气制动产生的加速度大小随列车速度变化的关系,并在图1中画出图线。
(3) 制动过程中,除机械制动和电气制动外,列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力。分析说明列车从减到的过程中,在哪个速度附近所需机械制动最强?
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)
👩🏫 教师答案
【答案】(1)t≈24.3s, x≈279.3m (2)a∝v, 过P点正比例直线 (3)3m/s附近
【详解】
(1) 匀减速:a=0.7m/s²,v₁=20m/s,v₂=3m/s。
t=(v₁-v₂)/a=17/0.7≈24.3s。
x=(v₁+v₂)t/2=11.5×24.3≈279.3m。
(2) 感应电动势ε=BLv,电流I=BLv/R,安培力F=B²L²v/R,加速度a=F/m=B²L²v/(mR)∝v。
图线为过P点的正比例直线。
(3) 电气制动和空气阻力都随速度减小而减小。设定加速度随速度减小而增大,说明需要更强的机械制动补充。因此在速度最小的3m/s附近机械制动最强。