2022届高三物理1月份能力试题(含解析)
13页1、2022届高三物理1月份能力试题(含解析)二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第14-17题只有一项符合题目要求,第18-21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全对的得3分,有选错的得0分。1. 如图所示为氢原子的能级图,一群氢原子处于n=4的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯,下列说法正确的是()A. 这群氢原子能发出6种频率不同的光,其中从n=4跃迁到n=3所发出的光波长最短B. 这群氢原子能发出3种频率不同的光,其中从n=4跃迁到n=1所发出的光频率最高C. 金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75eVD. 金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV【答案】D【解析】根据,知这群氢原子能发出6种频率不同的光子,从n=4跃迁到n=3能级辐射的光子频率最小,波长最长,从n=4跃迁到n=1能级辐射的光子频率最高。故A、B错误。光子能量最大为12.75eV,根据光电效应方程知,最大初动能为10.85eV。故D正确,C错误。故选D。2. 如图所示,置于地面的矩形
2、框架中用两细绳拴住质量为m的小球,绳B水平设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2,它们的合力大小为F现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90,在此过程中()A. F1先增大后减小 B. F2先增大后减小C. F先增大后减小 D. F先减小后增大【答案】B【解析】对小球受力分析如图所示:小球处于静止状态,受力平衡,两绳的拉力的合力与重力大小相等方向相反,则F不变,根据平行四边形定则可知,将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90的过程中,F1逐渐减小,F2先增大后减小,当绳A处于水平方向时,F2最大,故B正确点晴:小球受重力、两绳的拉力而处于平衡状态,对小球进行受力分析,根据平行四边形定则作图分析即可3. 如图所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里,磁感应强度的大小为B,两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上,且与导轨垂直。它们的电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2,为使两杆不相碰,则杆2固定与不固定两种情况下,最初摆放两杆时的最少距离之比为: A. 1:1 B. 1:2
3、C. 2:1 D. 1:1【答案】C【解析】金属杆1、2均不固定时,系统动量守恒,以向右为正方向,有:mv0=2mv,解得:v=;对右侧杆,采用微元法,以向右为正方向,根据动量定理,有:Ft=mv,其中:F=BIL=,故t=mv,即,解得:l1l2=,即AB间的距离最小为x=;当棒2固定后,对左侧棒,以向右为正方向,根据动量定理,有:Ft=mv,其中:F=BIL=BL,故:t=mv,即=mv0,解得:l=,故AB间的距离最小为x=;故x:x=1:2;故ABD错误,C正确;故选:C。【名师点睛】两个棒均不固定时,左边棒受向左的安培力,右边棒受向右的安培力,故左边棒减速,右边棒加速,两个棒系统动量守恒,根据动量守恒定律得到最后的共同速度,然后对右边棒运用动量定理列式;当右边棒固定时,左边棒受向左的安培力,做减速运动,根据动量定理列式;最后联立求解即可。4. 如图所示,匀强磁场的方向竖直向下,磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中正确的是( )A. 小球
4、带负电B. 小球运动的轨迹是一条直线C. 洛伦兹力对小球做正功D. 维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大【答案】D【解析】A、小球能从管口处飞出,说明小球受到指向管口洛伦兹力,根据左手定则判断,小球带正电故A错误;B、小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力,q、v1、B均不变,F1不变,则小球沿管子做匀加速直线运动与平抛运动类似,小球运动的轨迹是一条抛物线,故B错误;C、洛伦兹力总是与速度垂直,不做功,故C错误;D、设小球沿管子的分速度大小为v2,则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力,v2增大,则F2增大,而拉力F=F2,则F逐渐增大,故D正确;故选D。【点睛】小球能从管口处飞出,说明小球受到指向管口洛伦兹力,由左手定则,分析电性,将小球的运动分解为沿管子向里和垂直于管子向右两个方向,根据受力情况和初始条件分析两个方向的分运动情况,研究轨迹,确定F如何变化。5. 如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻,开关S是闭合的V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1
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