精品解析：上海大学附属中学宝山分校2026-2027学年高三上学期10月月考物理试卷

2026学年第一学期上大附中诊断测试 高三年级物理试卷 1.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 2.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 体育锻炼 1. 2025年4月，全球首场人形机器人半程马拉松在亦庄成功举办。t=0时刻，a、b两个机器人并排在同一起跑线上，之后它们沿直道运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个机器人同时开始运动 B. 前3s内a机器人的平均速度大小为 C. 3s末a机器人拉开b机器人的距离最远 D. 2~4s内b机器人的加速度大小为1m/s2 2. 艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。如图为某运动员进行的带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波t=1.0s时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 简谐波沿x轴负方向传播 B. 该时刻P点的位移为 C. 再经过0.75s，P点到达波谷位置 D. 质点Q的振动方程为 3. 健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，球内气体被快速挤压时来不及与外界进行热交换，而缓慢变化时可与外界发生充分的热交换。下列说法正确的是（　　） A. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体的压强减小 B. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大 C. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体对外放热 D. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体的压强不变 4. 如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 小明的动能不断变小 B. 小明的机械能守恒 C. 床面弹性势能和小明的重力势能之和一直变大 D. 床面弹性势能和小明的重力势能之和先变小后变大 5. 高空走钢丝杂技表演在越接近钢丝末端时，钢丝绳会倾斜得越厉害，行走也越缓慢。一位杂技演员正在进行走钢丝表演，对该演员在甲、乙两位置时，下列说法正确的是（　　） A. 在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力 B. 在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力 C. 在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力 D. 在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力 6. 某次花样滑冰双人滑训练时运动员携手以1.2m/s的速度滑行，女运动员的质量为40kg，男运动员的质量为60kg，滑行中男运动员迅速将女运动员沿原运动方向推开，两人分开时，女运动员相对于男运动员的速度为5.5m/s，他们与冰面的摩擦忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 分开过程中，两位运动员组成的系统动量和机械能均守恒 B. 分开过程中，两位运动员组成的系统动量守恒、机械能不守恒 C. 分开后，男运动员相对于地面的速度大小为1m/s D. 分开后，男运动员相对于地面的速度大小为2m/s 原子物理 7. α粒子在很多物理实验中扮演着重要的角色，下列说法正确的是（ ） A. 图甲表示的是α粒子散射实验，该实验揭示了原子核是可再分的 B. 图乙表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中③是α射线 C. 图丙表示的是查德威克用α粒子轰击氮核发现了质子 D. 图丁表示的是铀238放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2成为新核 8. 研究表明，质量大于8倍太阳质量的恒星生命末期会发生毁灭性爆炸，可产生重元素（如铀）。已知和的半衰期分别为年和年，若地球上的铀来自年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的和，则目前地球上两者的数量比约为（ ） A. B. C. D. 9. 如图为氢原子在可见光区域的巴耳末系光谱线，红色的Hα光谱线，蓝绿色的Hβ光谱线，青色的Hγ光谱线，紫绿色的Hδ光谱线。根据玻尔原子理论，Hα光谱线是氢原子从第________________________能级跃迁到第2能级产生的光谱线，该能级的轨道半径与第2能级轨道半径之比为________________________，Hβ与Hγ光谱线对应的光子的能量之比为________________________（已知氢原子能级公式，轨道半径公式）。 10. 福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为，则A=________________________；Z=________________________；若核反应过程中质量亏损1g，释放的能量为________________________J。（光速大小取） 11. 科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒钟单位面积接收到的太阳光子数为，光子波长为，太阳帆面积为，光子撞击到飞船后速度减为0.设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为。太阳帆接收到的单个光子动量为________________________：飞船加速度=________________________。 仰望天空 12. 自古以来人类仰望天空，对各种天文现象充满好奇，并试图破解其中的奥秘 （1）引力常量用基本单位表示为（ ） A. B. C. D. （2）天文学家发现一颗小行星沿近似圆形轨道绕太阳运行，测得该轨道的平均半径约为地球公转轨道半径的2倍。这颗小行星绕太阳运行的周期最接近（ ） A.2年 B.3年 C.5年 D.27年 （3）某小行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，、分别为椭圆长轴的端点，、分别为椭圆短轴的端点。则该行星（ ） A.在、两点的速率相同 B.在、两点的速率相同 C.从运行到、从运行到的时间相同（一个周期内） D.从运行到、从运行到的时间相同（一个周期内） 13. 如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做匀速圆周运动，已知地球半径为，轨道半径是，将飞船转移到另一个半径为的圆轨道上去，已知地球质量为，飞船质量为，引力常量为。 （1）求飞船在轨道上的环绕速度、飞船在轨道上的环绕加速度； （2）理论上，若规定距地心无限远处为引力势能零势能点，飞船和地球组成的系统之间的引力势能表达式为（其中为飞船到地心的距离），请根据理论，计算这次轨道转移点火需要的能量。 光电效应 14. 用如图所示的实验装置探究光电效应现象。用光子能量为2.75的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动滑动变阻器的滑片c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零，则在该实验中，光电管阴极的逸出功为____________eV。当滑片c向b端滑动时，电压表示数____________。（选填A“增大”或B“减小”） 15. 如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，光路图中三束光从上往下依次为________________________。（用字母a、b、c表示） 16. 如图是工业生产中用到的光控继电器示意图（部分），它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当用黄光照射光电管阴极K时，没有发生光电效应，当用蓝光照射光电管阴极K时，发生了光电效应。则（ ） A. b端应该接电源正极 B. 增大黄光照射强度，电路中可能存在光电流 C. 增大蓝光照射强度，光电子的最大初动能增大 D. 若将电源正负极对调，电路中可能没有电流 17. 用光子能量为ε的单色光照射某金属，逸出的光电子最大初动能为。现用光子能量为2ε的单色光照射该金属，则最大初动能的光电子刚逸出时，求其物质波波长。 （已知电子质量为m、普朗克常数为h） 阴极射线管 18. 如图1是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图2所示。阴极K与阳极A之间电压为，平行板CD间偏转电压为。通电后，从阴极K射出的粒子束从CD板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上P点。管外CD极板前后两侧加装a和b两个载流线圈，通电线圈产生一个与CD间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点。已知CD板的长度为L，板间距离为d，忽略粒子从阴极K射出时的初速度和重力的大小。 （1）自阴极K射出的粒子是________________________，该粒子与下列哪种粒子不同？（ ）； A.光电效应射出的粒子 B.原子核衰变释放出的β粒子 C.α粒子轰击氮核产生的穿透力很强的粒子 （2）在载流线圈通电后，调节电流大小和方向，使粒子束刚好不发生偏转； ①在载流线圈中通入的电流方向：a线圈中（ ）b线圈中（ ）；（均选填A．顺时针B．逆时针） ②若减小，为使粒子束不发生偏转，则需要__________（A．增大B．减小）载流线圈中的电流。 （3）（计算）若已知该粒子的比荷大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD板后发生偏转（设电场仅局限于CD板之间，且忽略边缘效应）。求： ①粒子离开阳极A时的速度大小； ②粒子打到荧光屏P点时速度为，求与方向夹角θ的正切值。 电磁感应 19. 如图（a）所示，在匀强磁场中单匝正方形线圈abcd绕OO'轴逆时针（沿OO'方向看）匀速转动，设沿abcda方向为电流正方向，线圈中产生的正弦交流电随时间变化的图像如图（b）所示，已知磁感应强度大小为0.2T，线圈电阻为10Ω。 （1）线圈转动过程中，线圈转到图（a）位置时对应图（b）中的时刻为（ ） A.0.05s B.0.1s C.0.15s D.0.2s （2）根据图（b）中的信息，可得在0~0.2s内线圈产生的热量Q=__________________J。 20. 为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成图乙所示模型，航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，若航天员消耗的能量约有50%转化为电能，求在t时间内航天员消耗的能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026学年第一学期上大附中诊断测试 高三年级物理试卷 1.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 2.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 体育锻炼 1. 2025年4月，全球首场人形机器人半程马拉松在亦庄成功举办。t=0时刻，a、b两个机器人并排在同一起跑线上，之后它们沿直道运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个机器人同时开始运动 B. 前3s内a机器人的平均速度大小为 C. 3s末a机器人拉开b机器人的距离最远 D. 2~4s内b机器人的加速度大小为1m/s2 2. 艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。如图为某运动员进行的带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波t=1.0s时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 简谐波沿x轴负方向传播 B. 该时刻P点的位移为 C. 再经过0.75s，P点到达波谷位置 D. 质点Q的振动方程为 3. 健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，球内气体被快速挤压时来不及与外界进行热交换，而缓慢变化时可与外界发生充分的热交换。下列说法正确的是（　　） A. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体的压强减小 B. 人体快速挤压健身球的过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大 C. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体对外放热 D. 人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体的压强不变 4. 如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 小明的动能不断变小 B. 小明的机械能守恒 C. 床面弹性势能和小明的重力势能之和一直变大 D. 床面弹性势能和小明的重力势能之和先变小后变大 5. 高空走钢丝杂技表演在越接近钢丝末端时，钢丝绳会倾斜得越厉害，行走也越缓慢。一位杂技演员正在进行走钢丝表演，对该演员在甲、乙两位置时，下列说法正确的是（　　） A. 在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力 B. 在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力 C. 在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力 D. 在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力 6. 某次花样滑冰双人滑训练时运动员携手以1.2m/s的速度滑行，女运动员的质量为40kg，男运动员的质量为60kg，滑行中男运动员迅速将女运动员沿原运动方向推开，两人分开时，女运动员相对于男运动员的速度为5.5m/s，他们与冰面的摩擦忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 分开过程中，两位运动员组成的系统动量和机械能均守恒 B. 分开过程中，两位运动员组成的系统动量守恒、机械能不守恒 C. 分开后，男运动员相对于地面的速度大小为1m/s D. 分开后，男运动员相对于地面的速度大小为2m/s 【答案】1. C 2. C 3. B 4. D 5. C 6. BC 【解析】 【1题详解】 A．由图可知，a机器人t=0时刻开始运动，而b机器人t=2s时刻开始运动，二者不是同时开始运动，故A错误； B．图线与坐标轴所围区域的面积表示位移，由图可知，a机器人在前3s内的位移大于4m，所以平均速度，故B错误； C．3s末，二者速度相等，距离达到最大，即a机器人拉开b机器人的距离最远，故C正确； D．图线的斜率表示加速度，所以2~4s内b机器人的加速度大小为，故D错误。 故选C。 【2题详解】 A．由图可知，t=1s时质点Q向上振动，根据“上下坡”法可知，波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图可知，波长为8m，周期为2s，所以波的传播速度为 从图示时刻开始质点P的振动形式第一次传播到Q，所需时间为 所以该时刻P点的位移为，故B错误； C．P回到平衡位置的时间为，即到达波谷的时间为，即0.75s，故C正确； D．质点Q的振动方程为，故D错误。 故选C。 【3题详解】 AB．人体快速挤压健身球的过程中，球内气体体积减小，即外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，由于来不及热交换，则气体内能增大，温度升高，球内气体的压强增大，球内气体分子热运动的平均动能增大，故A错误，B正确； CD．人体缓慢离开健身球的过程中，球内气体体积增大，由于有充分的热交换，则气体内能不变，球内气体从外界吸收热量，温度不变，压强减小，故CD错误。 故选B。 【4题详解】 A．小明从最高点下落到最低点的过程，动能先增大后减小，故A错误； B．由于弹力做功，小明的机械能不守恒，故B错误； CD．小明和蹦床组成的系统机械能守恒，由于小明的动能先增大后减小，则床面弹性势能和小明的重力势能之和先减小后增大，故C错误，D正确。 故选D。 【5题详解】 AB．由于演员一直处于平衡状态，所以合外力一直为零，即演员所受重力始终等于钢丝绳对演员的作用力，即钢丝对演员的作用力不变，故AB错误； CD．根据平衡条件可得， 演员在乙位置时，钢丝绳倾斜得更厉害，即θ更大，所以此时支持力更小，摩擦力更大，根据牛顿第三定律可知，在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力，在甲位置时钢丝对演员的摩擦力小于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力，故C正确，D错误。 故选C。 【6题详解】 AB．分开过程中，两位运动员组成的系统动量守恒，但机械能不守恒，故A错误，B正确； CD．根据动量守恒定律可得， 联立解得 即男运动员相对于地面的速度大小为1m/s，方向与原来速度方向相反，故C正确，D错误。 故选BC。 原子物理 7. α粒子在很多物理实验中扮演着重要的角色，下列说法正确的是（ ） A. 图甲表示的是α粒子散射实验，该实验揭示了原子核是可再分的 B. 图乙表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中③是α射线 C. 图丙表示的是查德威克用α粒子轰击氮核发现了质子 D. 图丁表示的是铀238放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2成为新核 8. 研究表明，质量大于8倍太阳质量的恒星生命末期会发生毁灭性爆炸，可产生重元素（如铀）。已知和的半衰期分别为年和年，若地球上的铀来自年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的和，则目前地球上两者的数量比约为（ ） A. B. C. D. 9. 如图为氢原子在可见光区域的巴耳末系光谱线，红色的Hα光谱线，蓝绿色的Hβ光谱线，青色的Hγ光谱线，紫绿色的Hδ光谱线。根据玻尔原子理论，Hα光谱线是氢原子从第________________________能级跃迁到第2能级产生的光谱线，该能级的轨道半径与第2能级轨道半径之比为________________________，Hβ与Hγ光谱线对应的光子的能量之比为________________________（已知氢原子能级公式，轨道半径公式）。 10. 福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为，则A=________________________；Z=________________________；若核反应过程中质量亏损1g，释放的能量为________________________J。（光速大小取） 11. 科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒钟单位面积接收到的太阳光子数为，光子波长为，太阳帆面积为，光子撞击到飞船后速度减为0.设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为。太阳帆接收到的单个光子动量为________________________：飞船加速度=________________________。 【答案】7. D 8. B 9. ①. 3 ②. 9:4 ③. 25:28 10. ①. 92 ②. 36 ③. 11. ①. ②. 【解析】 【7题详解】 图甲、乙、丙、丁分别是α粒子散射实验、磁场对α、β和γ射线的作用、发现质子的实验和铀238的α衰变，逐项分析如下。 A．图甲表示的是α粒子散射实验，该实验揭示了原子的核式结构，说明原子可以再分，不能说明原子核是可再分的，故A错误； B．图乙表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，由左手定则可知，带正电的α粒子受到的洛伦兹力方向向左，故①是α射线，故B错误； C．图丙表示的是卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，故C错误； D．图丁表示的是铀238发生α衰变，释放一个α粒子后，质量数减少4、电荷数减少2，成为新核，故D正确。 故选D。 【8题详解】 设恒星爆炸至今经历的时间为，由衰变规律 得现在两者数量之比为 代入数据得、 则 故，故选B。 【9题详解】 [1]四种可见光谱线中的波长最长，光子能量最小，对应的能级差最小，故是氢原子从第3能级跃迁到第2能级产生的光谱线，故填3 [2]由得第3能级与第2能级的轨道半径之比，故填9:4 [3]由谱线位置可知，是氢原子从第4能级跃迁到第2能级产生的，是氢原子从第5能级跃迁到第2能级产生的 二者对应的光子能量分别为、 则，故填25:28 【10题详解】 [1]由核反应前后质量数守恒得，解得，故填92 [2]由电荷数守恒得，解得，故填36 [3]由爱因斯坦质能方程得释放的能量，故填 【11题详解】 [1]由可知，太阳帆接收到的单个光子的动量为，故填 [2]每秒钟撞击到太阳帆上的光子数为，光子被太阳帆吸收（速度减为0） 由动量定理可知，太阳帆受到的平均作用力 由牛顿第二定律得飞船的加速度，故填 仰望天空 12. 自古以来人类仰望天空，对各种天文现象充满好奇，并试图破解其中的奥秘 （1）引力常量用基本单位表示为（ ） A. B. C. D. （2）天文学家发现一颗小行星沿近似圆形轨道绕太阳运行，测得该轨道的平均半径约为地球公转轨道半径的2倍。这颗小行星绕太阳运行的周期最接近（ ） A.2年 B.3年 C.5年 D.27年 （3）某小行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，、分别为椭圆长轴的端点，、分别为椭圆短轴的端点。则该行星（ ） A.在、两点的速率相同 B.在、两点的速率相同 C.从运行到、从运行到的时间相同（一个周期内） D.从运行到、从运行到的时间相同（一个周期内） 13. 如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做匀速圆周运动，已知地球半径为，轨道半径是，将飞船转移到另一个半径为的圆轨道上去，已知地球质量为，飞船质量为，引力常量为。 （1）求飞船在轨道上的环绕速度、飞船在轨道上的环绕加速度； （2）理论上，若规定距地心无限远处为引力势能零势能点，飞船和地球组成的系统之间的引力势能表达式为（其中为飞船到地心的距离），请根据理论，计算这次轨道转移点火需要的能量。 【答案】12. ①. D ②. B ③. BD##DB 13. （1），；（2） 【解析】 【12题详解】 （1）由万有引力定律有 整理可得 则引力常量用基本单位表示为 故选D。 （2）地球的公转周期年，设地球的公转轨道半径为，小行星的公转周期为，由开普勒第三定律有 解得年 则这颗小行星绕太阳运行的周期最接近年。 故选B。 （3）A．a是近日点，c是远日点，根据开普勒第二定律可知，a的速率大，故A错误； B．b、d关于长轴对称，到太阳的距离相等，引力势能相等，根据机械能守恒可知，动能相等，速率（标量）相同，故B正确； C．a→d过程扫过的面积小于d→c过程扫过的面积，根据开普勒第二定律，时间不相等，故C错误； D．d→c和c→b过程，小行星扫过的面积相等，根据开普勒第二定律，运动时间相同，故D正确。 故选BD。 【13题详解】 （1）飞船在轨道A上运动时，由万有引力提供向心力，可得 解得 飞船在轨道B环绕运动时，由牛顿第二定律可得 解得 （2）设飞船在轨道A和轨道B上稳定运行时的机械能分别为和，则有， 飞船在轨道A的动能 引力势能 可得 同理可得 可得这次轨道转移点火需要的能量 光电效应 14. 用如图所示的实验装置探究光电效应现象。用光子能量为2.75的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动滑动变阻器的滑片c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零，则在该实验中，光电管阴极的逸出功为____________eV。当滑片c向b端滑动时，电压表示数____________。（选填A“增大”或B“减小”） 15. 如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，光路图中三束光从上往下依次为________________________。（用字母a、b、c表示） 16. 如图是工业生产中用到的光控继电器示意图（部分），它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当用黄光照射光电管阴极K时，没有发生光电效应，当用蓝光照射光电管阴极K时，发生了光电效应。则（ ） A. b端应该接电源正极 B. 增大黄光照射强度，电路中可能存在光电流 C. 增大蓝光照射强度，光电子的最大初动能增大 D. 若将电源正负极对调，电路中可能没有电流 17. 用光子能量为ε的单色光照射某金属，逸出的光电子最大初动能为。现用光子能量为2ε的单色光照射该金属，则最大初动能的光电子刚逸出时，求其物质波波长。 （已知电子质量为m、普朗克常数为h） 【答案】14. ①. 1.05 ②. B 15. 16. D 17. 【解析】 【14题详解】 [1]根据题意可知，遏止电压，则有最大初动能为 由光电效应方程有 其中 解得 [2]由图可知，当滑片c向b端滑动时，滑动变阻器与电压表并联部分的阻值减小，则电压表示数变小，故填B。 【15题详解】 根据题意，由， 可得 结合图像可知，光的遏止电压最大，频率最大，光的遏止电压最小，频率最小，则有，可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，光路图中三束光从上往下依次为。 【16题详解】 A．电路中要产生电流，则a端接电源的正极，使逸出的光电子在光电管中加速，放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯磁化，将衔铁吸住，故A错误； B．是否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光强度无关。黄光照射时未发生光电效应，说明黄光频率低于光电管阴极材料的截止频率，即便增大黄光强度，也不会发生光电效应，电路中不会有光电流，故B错误； C．光电子的最大初动能只与入射光频率有关，增大蓝光照射强度，即增加蓝光的光子数，但蓝光频率不变，所以光电子的最大初动能不变，故C错误； D．调转电源正负极，可以减小电路中的电流，当电源电压小于光电管的遏止电压时，电路中有电流出现，当电源电压大于光电管的遏止电压时，电路中没有电流，故若将电源正负极对调，电路中可能没有电流，故D正确。 故选D。 【17题详解】 根据光电效应方程，最大初动能 已知当光子能量为时 代入可得逸出功 改用光子能量为时，新的最大初动能为 根据动能与动量关系 得 物质波波长 得 阴极射线管 18. 如图1是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图2所示。阴极K与阳极A之间电压为，平行板CD间偏转电压为。通电后，从阴极K射出的粒子束从CD板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上P点。管外CD极板前后两侧加装a和b两个载流线圈，通电线圈产生一个与CD间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点。已知CD板的长度为L，板间距离为d，忽略粒子从阴极K射出时的初速度和重力的大小。 （1）自阴极K射出的粒子是________________________，该粒子与下列哪种粒子不同？（ ）； A.光电效应射出的粒子 B.原子核衰变释放出的β粒子 C.α粒子轰击氮核产生的穿透力很强的粒子 （2）在载流线圈通电后，调节电流大小和方向，使粒子束刚好不发生偏转； ①在载流线圈中通入的电流方向：a线圈中（ ）b线圈中（ ）；（均选填A．顺时针B．逆时针） ②若减小，为使粒子束不发生偏转，则需要__________（A．增大B．减小）载流线圈中的电流。 （3）（计算）若已知该粒子的比荷大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD板后发生偏转（设电场仅局限于CD板之间，且忽略边缘效应）。求： ①粒子离开阳极A时的速度大小； ②粒子打到荧光屏P点时速度为，求与方向夹角θ的正切值。 【答案】（1） ①. 电子 ②. C （2） ①. A ②. A ③. A （3）① ② 【解析】 【小问1详解】 [1]自阴极K射出的粒子是电子。 [2]A．光电效应射出的粒子为电子，故A错误； B．原子核衰变释放出的β粒子为电子，故B错误； C．α粒子轰击氮核产生的穿透力很强的粒子，该粒子为质子，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]电子带负电，电子在CD极板间所受电场力方向向上，为了使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点，则电子在CD极板间所受洛伦兹力方向向下，根据左手定则可知，CD极板间的磁感应强度方向垂直于纸面向里，根据安培定则可知，外侧视角看，a线圈中电流方向为顺时针，故填A。 [2]b线圈中电流方向为顺时针，故填A。 [3]在加速电场中，根据动能定理得 粒子无偏转时满足受力平衡 即 减小加速电压​，粒子出阳极的速度会减小，为维持等式成立，需要增大磁感应强度，而载流线圈的磁场强弱和电流正相关，因此需要增大线圈中的电流。 故选A。 【小问3详解】 ① 粒子在K、A间加速，初速度为0，由动能定理 已知比荷 整理得​​ ② 粒子在偏转电场中做类平抛运动， 水平方向匀速运动，运动时间 竖直方向加速度 粒子离开偏转电场时竖直方向的分速度 偏角正切值为合速度的竖直分量与水平分量的比值 ​代入，化简得​ 电磁感应 19. 如图（a）所示，在匀强磁场中单匝正方形线圈abcd绕OO'轴逆时针（沿OO'方向看）匀速转动，设沿abcda方向为电流正方向，线圈中产生的正弦交流电随时间变化的图像如图（b）所示，已知磁感应强度大小为0.2T，线圈电阻为10Ω。 （1）线圈转动过程中，线圈转到图（a）位置时对应图（b）中的时刻为（ ） A.0.05s B.0.1s C.0.15s D.0.2s （2）根据图（b）中的信息，可得在0~0.2s内线圈产生的热量Q=__________________J。 20. 为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成图乙所示模型，航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，若航天员消耗的能量约有50%转化为电能，求在t时间内航天员消耗的能量。 【答案】19. ①. D ②. 8 20. 【解析】 【19题详解】 [1]图(a)中匀强磁场竖直向下，线圈平面沿水平方向，磁感线方向垂直于线圈平面，此时穿过线圈的磁通量达到最大值，但磁通量的变化率为0，感应电动势为0。随后磁通量减小，根据楞次定律可得电流方向沿abcda方向，即电流为正方向增大，对应图（b）中的时刻为 故选D。 [2]根据图（b）中的信息，可得正弦交流电的峰值 则电流有效值 根据焦耳定律，（一个完整周期）内线圈产生的热量 【20题详解】 转动的金属圆盘可等效为无数条半径方向的导体棒切割磁感线，圆盘匀速转动产生的感应电动势为 电路中产生的电动势恒定，不计圆盘电阻，根据闭合电路欧姆定律得电路的电流 时间内电路中产生的电能（电流做功）为​ 航天员消耗的能量有50%转化为电能，设航天员消耗总能量为，则 解得在时间内航天员消耗的能量​ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $