2020版高考物理(江苏专用)新探究大一轮检测：第十二章第一节光电效应含解析
2020年江苏省扬州市高考物理调研试卷 (含答案解析)
2020年江苏省扬州市高考物理调研试卷一、单选题（本大题共5小题，共15.0分）1.某点电荷在电场中移动的过程中，若电场力对该点电荷做了正功，下列关于该点电荷的说法正确的是()A. 一定是正电荷，且电势能减少B. 一定是正电荷，且电势能增加C. 电势能增加，但不能判断是正电荷还是负电荷D. 电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷2.如图所示，在压力传感器的托盘上固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4N的物块放在斜面上，让它自由滑下，则下列说法正确的是()A. 测力计的示数和没放物块时相比增大2√3NB. 测力计的示数和没放物块时相比增大1NC. 测力计的示数和没放物块时相比增大2ND. 测力计的示数和没放物块时相比增大3N3.如图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则()A. 甲扬声器是高频扬声器B. C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器C. L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D. L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流4.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A. a绳张力不可能为零B. a绳的张力随角速度的增大而增大C. 当角速度ω>√gcosθ，b绳将出现弹力lD. 若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化5.如图所示，平直木板AB倾斜放置，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B均匀增大，小物块从A点由静止释放，恰好可以到达B点，小物块的速度v、加速度a、动能E k和机械能E机(取地面为零势能面)随下滑位移x变化的图象可能是()A. B.C. D.二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）6.“嫦娥四号”在月球背面软着陆和巡视探测，创造了人类探月的历史。
为了实现“嫦娥四号”与地面间的太空通讯，我国于2018年5月发射了中继卫星“鹊桥”，它是运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星，L2点位于地球和月球连线的延长线上。
高中物理光电效应课后习题答案及解析
高中物理光电效应课后习题答案及解析练习与应用1．在光电效应实验中，如果入射光的波长确定而强度增加，将产生什么结果？如果入射光的频率增加，将产生什么结果？解析：如果入射光的波长确定而强度增加，则光电效应时，单位时间内逸出的光电子会增多（光的频率大于金属极限频率），若原入射光的频率小于金属极限频率，则强度增加时仍不会有光电子逸出。
如果入射光的频率增加，根据E km=hν-W0可知逸出光电子的最大初动能会增大。
2．金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应，现用紫光或红光照射时，能否发生光电效应？紫光照射A、B 两种金属都能发生光电效应时，为什么逸出金属表面的光电子的最大速度大小不同？解析：紫光光子频率大于绿光光子频率，紫光光子能量大于绿光光子能量，红光光子频率小于绿光光子频率，红光光子能量小于绿光光子能量。
因此，用紫光照射时能发生光电效应，用红光照射时不能发生光电效应。
由光电效应方程E k=hν-W0可知,A、B两种金属的截止频率不同，故用同种光照射时，逸出的光电子最大初动能不同，光电子的最大速度大小不同。
3．铝的逸出功是4.2 eV，现在将波长为200 nm 的光照射铝的表面。
1/ 32 / 3（1）求光电子的最大初动能。
（2）求截止电压。
（3）求铝的截止频率。
解析：（1）根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初动能为 Ek=hcλ−W 0=3.3×10-19J（3）当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不1015Hz ．4．根据图4.2-1所示的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。
解析：在此电路的光电管上施加反向电压，用已知频率为ν1的光照射阴极K ，调节电压大小，直到光电管刚好无电流通过，测出此时的遏止电压U 1，用另一已知频率为ν2的光照射，测出遏止电压U 2，根据光电效应方程得：E k1=h ν1-W 0=eU 1，E k2=h ν2-W 0=eU 2，联立两式解得：h==e(U 1−U 2)ν1−ν2。
2020江苏苏教版高中物理高考真题【含解析】
试卷主标题姓名：__________ 班级：__________学号：__________题号一二三四五六总分评分一、选择题（共6题）1、“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。
它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。
若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长的变化情况是（）A. I增大，增大B. I增大，减小C. I减小，增大D. I诚小，减小2、中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。
某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。
若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（）A. FB.C.D.3、如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。
斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。
该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（）A. B.C. D.4、如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）A同时增大减小B. 同时减小增大C. 同时以相同的变化率增大和D. 同时以相同的变化率减小和5、电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。
其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。
则电流互感器（）A. 是一种降压变压器B. 能测量直流电路的电流C. 原、副线圈电流的频率不同D. 副线圈的电流小于原线圈的电流6、质量为的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为，受到的阻力大小为。
此时，汽车发动机输出的实际功率是（）A. B. C. D.二、填空题（共3题）1、我国的光纤通信技术处于世界领先水平。
光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的_____（选填“大”或“小”）。
2019版高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义第十二章 基础课1光电效应 波粒二象性
[高考导航]基础课1 光电效应 波粒二象性知识排查黑体和黑体辐射 普朗克能量子假说1.黑体与黑体辐射(1)黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
(2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关。
②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
a.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加。
b.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
2.能量子(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍。
即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的。
这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。
h＝6.63×10－34 J·s。
光电效应1.定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2.光电子光电效应中发射出来的电子。
3.研究光电效应的电路图(如图1)：图1其中A是阳极。
K是阴极。
4.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。
低于这个频率的光不能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。
爱因斯坦光电效应方程1.光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。
其中h＝6.63×10－34J·s。
(称为普朗克常量)2.逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。
3.最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出后所具有的动能的最大值。
4.遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c。
2020年高考物理新课标第一轮总复习练习：12-1 光电效应 波粒二象性 含解析
[A组·基础题]1．(2019·江苏高级中学检测)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有( A )①X射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱A．①②B．①②③C．②③D．②③④解析：①为康普顿散射，②为光电效应，康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性；③为α粒子散射，未涉及光子，揭示了原子的核式结构模型．④为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续，故选A.2．用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)( B )A．5.5×1014 Hz B．7.9×1014 HzC．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz3．下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为400 (普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( A )A．2种B．3种C．4种D．5种4．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，图示中用实线表示钨，虚线表示锌，则下列图象正确反映这一过程的是( A )5．(多选)(2014·海南卷)在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( ACD ) A ．遏止电压B ．饱和光电流C ．光电子的最大初动能D ．逸出功6．(多选)用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h 和c 表示，那么下列说法正确的有( AD ) A ．该种金属的逸出功为hc 3λ B ．该种金属的逸出功为hcλC ．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D ．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应7．(多选)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( AC )A ．只调换电源的极性，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U c 的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流[B组·能力题]8．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是( BC )A．若νa>νb，则一定有U a<U bB．若νa>νb，则一定有E k a>E k bC．若U a<U b，则一定有E k a<E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b9．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3.当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E k，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E k，当改用c光束照射该金属板时( B )A．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为1 6E kB．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为1 9E kC．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为1 12E kD．由于c光束光子能量最小，该金属板不会发生光电效应10．从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c与入射光频率ν，作出U c－ν图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．图中频率ν1、ν2，遏止电压U c1、U c2及电子的电荷量e均为已知，求：(1)普朗克常量h；(2)该金属的截止频率ν0.解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0及动能定理eU c＝E k，可得U c＝heν－heν0.结合图象知k＝U c2－U c1ν2－ν1＝U c1ν1－ν0.普朗克常量h＝e(U c2－U c1)ν2－ν1.截止频率ν0＝U c2ν1－U c1ν2U c2－U c1.答案：(1)e(U c2－U c1)ν2－ν1(2)U c2ν1－U c1ν2U c2－U c111．(2018·苏州质检)德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是λ＝hp，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍．(1)求电子的动量大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．(电子质量m＝9.1×10－31 kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字)解析：(1)由λ＝h p，得p＝hλ＝6.6×10－3410－4×440×10－9kg·m/s＝1．5×10－23 kg·m/s.(2)eU＝E k＝p22m，又λ＝hp，联立解得U＝h22emλ2，代入数据，解得U＝8×102 V. 答案：(1)1.5×10－23 kg·m/s(2)U＝h22emλ28×102V。
2020版高考物理一轮复习单元质检12 近代物理(含解析)
A.U= ee 2hν W
B.U= ee
C.U=2hν-W 5hν W
D.U= 2e e
答案 B
解析同频率的光照射 K 极,普通光不能使其发生光电效应,而强激光能使其发生光电效应,说明一个
电子吸收了多个光子。设吸收的光子个数为 n,光电子逸出的最大初动能为 Ek,由光电效应方程知
C.电场力先做负功,后做正功,总功等于零
D.加速度先变小,后变大
答案 AC
解析 α 粒子带正电荷,所以原子核对 α 粒子的电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,电
场力先变大后变小,所以加速度先变大后变小。
6.以下有关近代物理内容的若干叙述,正确的是( )
A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸
A.Hα 对应的前后能级之差最小
B.同一介质对 Hα 的折射率最大
C.同一介质中 Hδ 的传播速度最大
D.用 Hγ 照射某一金属能发生光电效应,则 Hβ 也一定能
答案 A
c 解析能级跃迁时辐射光子的能量 E=hν=h ,可得光子波长越长,光子频率越低、能量越小,光谱线
λ
对应的能级差越小,选项 A 正确;同一介质对频率最低的 Hα 折射率最小,选项 B 错误;Hδ 的波长最短,
nhν W
Ek=nhν-W(n≥2);光电子逸出后克服电场做功,由动能定理知 Ek=eU,联立上述两式得 U= e
-, e
当 n=2 时,即为 B 选项,其他选项均不可能。
4.(2018·天津卷)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线 Hα、Hβ、Hγ 和 Hδ,都是氢原子中电子从 量子数 n>2 的能级跃迁到 n=2 的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定( )
2020年江苏省高考物理试卷 (含答案解析)
乙
A.两输电线的电压为 220V
B. 2中的电流强度为 104
C.电路中输送的功率为2.2 x 108 W D.两输电线间的电阻为22/2
3. 下列对电磁感应的理解，正确的是（ ）
A.穿过某回路的磁通量发生变化时，回路中会一定产生感应电动势
B. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量
C. 感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化量成正比
(2)由作图可知，该元件为.
元件(填“线性”或“非线
性”）
6.0
°0jbQ40Q60Qk)li)0 //A
17. 某实验小组用如图所示的实验装置测当地的重力加速度，图中 4、S 是两个光电门。钢球自由下
落过程中会先后通过光电门 A、fi，钢球通过光电门 4 时与光电门相连的光电计时器开始计时， 通过光电门 S 时停止计时，得到钢球从 A 运动到 B 所用的时间 /，再用刻度尺测出 A、S 间的高 度 h。保持钢球下落的位置及光电门 fi 的位置不变，改变光电门 4 的位置，重复前面的步骤， 测出多组 A、f 的值。
D. 感应电流遵从愣次定律所描述的方向，这和能量守恒定律无关
- 4. 物体沿直线运动的v t图象如图所示，己知在第 1 秒内合外力对物体所
做的功为 W，则（ ）
0
A.从第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功为 0
1
B.从第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为 2州
- C.从第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为 ⑷ - D.从第 1 秒末到第 5 秒末合外力做功为 3W
三、填空题（本大题共 3 小题，共 12.0 分）
_ _ ^ 1 13. 如图所示是某原子的三个能级，其能量分别为&、 2和 3.(1、h 为原子跃迁所 ”
江苏省2020版高考物理第十二章近代物理第一节光电效应课件
物质波
说明 ①光的波动性是光 子本身的一种属 性，不是光子之间 相互作用产生的 ②光的波动性不同 于宏观观念的波
项目
实验基础
表现 ①当光与物质发生作 用时，这种作用是 “一份一份”进行 的，表现出粒子的性 质 ②少量或个别光子清 楚地显示出光的粒子 性
图象名称
图象形状
由图象直接(间接)得到的物 理量 (1)遏止电压 Uc：图象与横轴 的交点的横坐标的绝对值 (2)饱和光电流 Im：电流的最 大值是强光大于弱光 (3)最大初动能：Ekm＝eUc
颜色相同、 强度 不同的光， 光电 流与电压的关 系
图象名称 颜色不同时， 光 电流与电压的 关系
图象形状
真题统计
高考命题点实况
本章内容在江苏卷中的题型为 选择题，难度不大．从内容来看， 2018· T12C 2017·T12C 2016·T12C 2015·T12C 2014·T12C 对于光电效应、氢原子的能级结 构、核反应方程的书写、核能的 计算问题的考查比较频繁. 从整体命题趋势上看，高考对本 部分的命题基本会保持原有命题 思路，仍将以光电效应、能级跃 迁、核反应方程、核能的分析与 计算为命题重点.
1．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最 大初动能随入射光频率的变化图线 ( 直线与横轴的交点坐标 4.27，与纵轴交点坐标 0.5)．由图可知( )
A．该金属的截止频率为 4.27×1014 Hz B．该金属的截止频率为 5.5×1014 Hz C．该图线的斜率表示普朗克常量 D．该金属的逸出功为 1.77 eV
2020年高考江苏省物理试题(含答案解析)
2020年高考江苏省物理试题一、填空题1、大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为和，则该激发态与基态的能量差为_____，波长为的光子的动量为_____。
（已知普朗克常量为h，光速为c）2、一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽，此时_____（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞出。
当温度升高时，瓶中酒精饱和汽的密度_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。
3、我国的光纤通信技术处于世界领先水平。
光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的_____（选填“大”或“小”）。
某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为，则该内芯的折射率为_____。
（取，结果保留2位有效数字）二、选择题4、质量为的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为，受到的阻力大小为。
此时，汽车发动机输出的实际功率是（）A. B. C. D.5、电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。
其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。
则电流互感器（）A. 是一种降压变压器B. 能测量直流电路的电流C. 原、副线圈电流的频率不同D. 副线圈的电流小于原线圈的电流6、如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）A同时增大减小 B. 同时减小增大C. 同时以相同的变化率增大和D. 同时以相同的变化率减小和7、如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。
斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。
该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（）A. B. C. D.8、中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。
某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。
(江苏专用)2020版高考物理大一轮复习第十二章近代物理章末热点集训课件
A．a 光的频率一定小于 b 光的频率 B．只增加 a 光的强度可使通过电流计 G 的电流增大 C．增加 b 光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转 D．用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电流是由 d 到c
解析：选 B.由于用单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的 指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色 光 b 照射光电管阴极 K 时，电流计 G 的指针不发生偏转，说 明 b 光不能发生光电效应，即 a 光的频率一定大于 b 光的频 率；增加 a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，
解析：选 A.氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级到低 能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量，而从低能级向高 能级跃迁的过程中吸收能量，且吸收(或放出)的能量满足能 级的差值，即Δ E＝Em－En，故 C、D 错误；大量的氦离子 从高能级向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类满足组合 规律即 C2n，故 B 错误．
A．核反应方程为21H＋21H→32He＋11H B．核反应前后不满足能量守恒定律 C．新粒子的动能约为 3 MeV D.32He 的动能约为 4 MeV
[解析] 由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知21H＋21H →32He＋10n，则新粒子为中子10n，所以 A 错误；核反应过程中 质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能 量守恒定律，B 错误；由题意可知Δ E＝(2.014 1 u×2－3.016 0 u－1.008 7 u)×931 MeV/u＝3.3 MeV，根据核反应中系统 的能量守恒有 EkHe＋Ekn＝2E0＋Δ E，根据核反应中系统的动 量守恒有 pHe－pn＝0，由 Ek＝2pm2 ，可知EEkkHne＝mmHne，解得 EkHe ＝mn＋mnmHe·(2E0＋Δ E)≈1 MeV，Ekn＝mnm＋Hme He(2E0＋Δ E)≈3 MeV，所以 C 正确、D 错误． [答案] C
2018-2019学年高中新创新一轮复习物理江苏专版：第十
第十二章⎪⎪⎪交变电流 传感器第62课时 交变电流的产生与描述(双基落实课)知识点一 交变电流的产生与变化规律 1．正弦式交变电流的产生和图像(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图像为正弦曲线。
如图甲、乙所示。
2．周期和频率(1)周期(T )：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝2πω。
(2)频率(f )：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数。
单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T ＝1f 。
3．正弦式交变电流的函数表达式(从中性面开始计时) (1)电动势e ＝E m sin ωt ＝nBSωsin_ωt 。
(2)电流i ＝I m sin_ωt ＝E mR ＋rsin ωt 。
(3)电压u＝U m sin_ωt＝E m RR＋rsin ωt。
[小题练通]1．(粤教教材改编题)如图所示，线圈静止，磁体按图示方向旋转，线圈中没有电流的位置是()解析：选B只有B中线圈各边都不切割磁感线，故线圈中没有电流，故选B。
2．(教科教材原题)如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时()A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小解析：选C题图所示位置穿过线圈的磁通量为零(即最小)，而磁通量的变化率最大，故C正确。
3．(多选)(鲁科教材原题)题图是正弦交变电流的图像，由该图像可知()A．该交变电流的频率是0.02 HzB．该交变电流的有效值是14.14 AC．该交变电流的瞬时值表达式是i＝20sin(0.02t)AD．在t＝T8(T是周期)时刻，该电流的大小与其有效值相等解析：选BD由题图可知，T＝0.02 s，f＝50 Hz，A错误；I m＝20 A，有效值I＝20 2A≈14.14 A，B正确；瞬时值表达式i＝20sin(100πt)A，C错误；将t＝T8代入瞬时值表达式，解得i′≈14.14 A，D正确。
(江苏专用)高考物理大一轮复习 第十二章 近代物理 第一节 光电效应检测-人教版高三全册物理试题
第一节光电效应(建议用时：40分钟)一、单项选择题1．入射光照到某金属外表发生光电效应，假设入射光的强度减弱，而频率保持不变，如此如下说法中正确的答案是( )A．从光照射到金属外表上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属外表逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应解析：选C.光电效应瞬时(10－9s)发生，与光强无关，A错误；光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，入射光的频率越大，最大初动能越大，B错误；光电子数目多少与入射光的强度有关，光强减弱，单位时间内从金属外表逸出的光电子数目减少，C正确；能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错误．2．(2019·太原质检)关于物质的波粒二象性，如下说法中不正确的答案是( )A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：选D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D项错误．3．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是( )A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选C.按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能瞬时发生，这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间，电子会吸收足够的能量，抑制原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与光电效应有极限频率矛盾；按照光的波动理论，照射光越强，电子获得的能量越大，打出的光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关，而与照射光的频率有关矛盾；按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多，光电流越大，因此C项正确．4．(2017·高考卷)2017年年初，我国研制的“大连光源〞——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( )A．10－21 J B．10－18 JC．10－15 J D．10－12 J解析：选B.由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝h cλ≈2×10－18 J，应当选项B正确．5．研究光电效应电路如下列图，用频率一样、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．如下光电流I 与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的答案是( )解析：选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板，如此遏止电压一样，强度不同，饱和光电流不同，选项C 正确．6．(2017·高考某某卷)光子的能量与其( )A ．频率成正比B ．波长成正比C ．速度成正比D ．速度平方成正比解析：选A.由E ＝hν＝h c λ，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比，A 正确，B 错误；由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是一样的，故C 、D 错误．7．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属外表逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如下列图．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，如此发生了光电效应；此时，假设加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是如下的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2hν－WD ．U ＝5h ν2e －W e解析：选B.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12mv 2m ① 由光电效应方程得：nh ν＝12mv 2m ＋W (n ＝2，3，4，…)②由①②式解得：U ＝nh νe －W e(n ＝2，3，4，…)， 应当选项B 正确．二、多项选择题8．如下列图，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间短D ．电源正、负极接反解析：选BD.入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，应当选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，假设该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，应当选项D 正确．9．用极微弱的可见光做双缝干预实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，如此( )A ．图象甲明确光具有粒子性B ．图象乙明确光具有波动性C ．用紫外线观察不到类似的图象D ．实验明确光是一种概率波解析：选ABD.图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A 、B 正确；同时也明确光波是一种概率波，故D 正确；紫外线本质和可见光本质一样，也可以发生上述现象，故C 错误．10．波粒二象性是微观世界的根本特征，以下说法正确的有( )A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：选ABC.光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A 、C 正确；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B 正确；由德布罗意波长公式λ＝h p 和p 2＝2mE k 知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D 错误．11．(2019·朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( )A ．改用红光照射B ．改用紫光照射C ．改用蓝光照射D ．增加绿光照射时间 解析：选BC.光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以此题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．12.(2019·河北保定模拟)如下列图，这是一个研究光电效应的电路图，如下表示中正确的答案是( )A ．只调换电源的极性，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U 0的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流解析：选AC.只调换电源的极性，移动滑片P ，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，如此有eU ＝12mv 2m ，那么电压表示数为遏止电压U 0的数值，故A 项正确；当其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快，由I ＝q t 得电流表读数变大，假设电流达到饱和电流，如此电流表示数不会增大，B 项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．13．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k ，如下说法正确的答案是( )A ．对于同种金属，E k 与照射光的强度无关B ．对于同种金属，E k 与照射光的波长成反比C ．对于同种金属，E k 与照射光的时间成正比D ．对于同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系解析：选AD.发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k ＝hν－W 0，所以E k 与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，A 正确，C 错误；由E k ＝hν－W 0＝h c λ－W 0可知E k 与λ并非成反比关系，B 错误；由E k ＝hν－W 0可知，E k 与照射光的频率成线性关系，D 正确．14．(2019·陕西师大附中检测)用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的答案是 ( )A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定增大B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长D ．假设a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，如此b 光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的解析：选ACD.增大a 光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A 正确；a 光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B 错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C正确；氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D正确．。
2020版高考物理(江苏专用)新探究大一轮检测：第十章章末过关检测(十)含解析
章末过关检测(十)[学生用书P353(单独成册)](时间：45分钟 分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势．其E －t 关系如图所示．如果只将刷卡速度改为v 02，线圈中的E －t 关系图可能是( )解析：选D.若将刷卡速度改为v 02，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，周期将会加倍，故D 项正确，其他选项错误．2.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd ，在细长磁铁的N 极附近竖直下落，保持bc 边在纸外，ad 边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流( )A ．沿abcd 流动B ．沿dcba 流动C ．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd 流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba 流动D ．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba 流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd 流动解析：选A.由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少．线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd 自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd ，线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd 自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd.故本题答案为A.3．(2019·长兴中学高三模拟)1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是()A．电阻R中没有电流流过B．铜片C的电势高于铜片D的电势C．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则CRD回路中有电流产生解析：选C.根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此在圆盘中电流方向为从C向D，由于圆盘在切割磁感线时相当于电源，所以D处的电势比C处高，A、B错误；保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则穿过铜盘的磁通量发生变化，故铜盘中有感应电流产生，但是此时不再切割磁感线，所以CD不能当成电源，故CRD回路中没有电流产生，C正确，D错误．4．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)．则()A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同D．电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭解析：选A.电路中A灯与线圈并联后与B灯串联，再与C灯并联．S闭合时，三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻由大变小，逐渐将A灯短路，A灯逐渐熄灭，A灯的电压逐渐降低，B灯的电压逐渐增大，B 灯逐渐变亮，故选项A正确，B错误；电路接通稳定后，A灯被线圈短路，完全熄灭．B、C并联，电压相同，亮度相同，故选项C错误；电路接通稳定后，S断开时，C灯中原来的电流立即减至零，由于线圈中电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感电流通过C灯，所以C灯过一会儿熄灭，故选项D错误．5．(2019·南京模拟)如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中()A ．导线框中感应电流的方向依次为 ACBA →ABCA →ACBAB ．导线框的磁通量为零时，感应电流为零C ．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D ．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动解析：选A.根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC 在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC 边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到A 点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA →ABCA →ACBA ，A 正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B 错误；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，C 、D 错误．6．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd ，ab 边的边长为l 1，bc 边的边长为l 2，线框的质量为m ，电阻为R ，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为M .斜面上ef 线(ef 平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B ，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab 边始终平行于底边，则下列说法正确的是( )A ．线框进入磁场前运动的加速度为Mg －mg sin θmB ．线框进入磁场时匀速运动的速度为（Mg －mg sin θ）RBl 1C ．线框做匀速运动的总时间为B 2l 21Mg －mgR sin θD ．该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mg －mg sin θ)l 2解析：选 D.由牛顿第二定律得，Mg －mg sin θ＝(M ＋m )a ，解得线框进入磁场前运动的加速度为Mg －mg sin θM ＋m ，A 错误；由平衡条件，Mg －mg sin θ－F 安＝0，F 安＝BIl 1，I ＝ER ，E ＝Bl 1v ，联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v ＝（Mg －mg sin θ）R B 2l 21，B 错误；线框做匀速运动的总时间为t ＝l 2v ＝B 2l 21l 2（Mg －mg sin θ）R，C 错误；由能量守恒定律，该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量，为(Mg －mg sin θ)l 2，D 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．(2019·吉林实验中学模拟)转笔(Pen Spinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动．转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O 做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是( )A ．笔杆上的点离O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越小B ．笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的C ．若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走D ．若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差解析：选AC.笔杆上各点的角速度相同，根据a ＝ω2r 可知，笔杆上的点离O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，选项A 正确；笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由笔杆对该点的作用力提供的，选项B 错误；若该同学使用中性笔，且转动过快，则笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走，选项C 正确；若考虑地磁场的影响，由于笔杆转动时可能要切割磁感线而使金属笔杆两端形成电势差，选项D 错误．8.如图所示，水平放置的粗糙U 形框架上接一个阻值为R 0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一个半径为L 、质量为m 的半圆形硬导体AC 在水平向右的恒定拉力F 作用下，由静止开始运动距离d 后速度达到v ，半圆形硬导体AC 的电阻为r ，其余电阻不计．下列说法正确的是( )A ．此时AC 两端电压为U AC ＝2BL vB ．此时AC 两端电压为U AC ＝2BL v R 0R 0＋rC ．此过程中电路产生的电热为Q ＝Fd －12m v 2D ．此过程中通过电阻R 0的电荷量为q ＝2BLdR 0＋r解析：选BD.AC 的感应电动势为E ＝2BL v ，两端电压为U AC ＝ER 0R 0＋r ＝2BL v R 0R 0＋r ，A 错误，B 正确；由功能关系得Fd ＝12m v 2＋Q ＋Q f ，C 错误；此过程中平均感应电流为I －＝2BLd （R 0＋r ）Δt，通过电阻R 0的电荷量为q＝I －Δt ＝2BLd R 0＋r，D 正确．9．如图，在水平桌面上放置两条相距l 的平行光滑导轨ab 与cd ，阻值为R 的电阻与导轨的a 、c 端相连．质量为m 、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上(图中未画出)，磁感应强度的大小为B .导体棒的中点系一个不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m 的物块相连，绳处于拉直状态．现若从静止开始释放物块，用h 表示物块下落的高度(物块不会触地)，g 表示重力加速度，其他电阻不计，则 ( )A ．电阻R 中的感应电流方向由c 到aB ．物块下落的最大加速度为gC ．若h 足够大，物块下落的最大速度为mgR B 2l 2D ．通过电阻R 的电荷量为Blh R解析：选ACD.题中导体棒向右运动切割磁感线，由右手定则可得回路中产生顺时针方向的感应电流，则电阻R 中的电流方向由c 到a ，A 正确；对导体棒应用牛顿第二定律有F T －F 安＝ma ，又F 安＝B Bl vRl ，再对物块应用牛顿第二定律有mg －F T ＝ma ，则联立可得：a ＝g 2－B 2l 2v 2mR ，则物块下落的最大加速度a m ＝g2，B 错误；当a ＝0时，速度最大为v m ＝mgRB 2l 2，C 正确；下落h 的过程，回路中的面积变化量ΔS ＝lh ，则通过电阻R 的电荷量q ＝ΔΦR ＝B ΔS R ＝BlhR，D 正确．10．在倾角为θ足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L ，如图所示．一个质量为m 、电阻为R 、边长也为L 的正方形线框在t ＝0时刻以速度v 0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间t 0，线框ab 边到达gg ′与ff ′中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是( )A ．当ab 边刚越过ff ′时，线框加速度的大小为3g sin θB ．t 0时刻线框匀速运动的速度为v 04C ．t 0时间内线框中产生的焦耳热为32mgL sin θ＋1532m v 20D ．离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动解析：选ABC.当ab 边进入磁场时，有E ＝BL v 0，I ＝ER ，mg sin θ＝BIL ，有B 2L 2v 0R ＝mg sin θ.当ab 边刚越过ff ′时，线框的感应电动势和电流均加倍，则线框做减速运动，有4B 2L 2v 0R ＝4mg sin θ，加速度方向沿斜面向上且大小为3g sin θ，A 正确；t 0时刻线框匀速运动的速度为v ，则有4B 2L 2v R ＝mg sin θ，解得v ＝v 04，B 正确；线框从进入磁场到再次做匀速运动的过程，沿斜面向下运动距离为32L ，则由功能关系得线框中产生的焦耳热为Q ＝3mgL sin θ2＋⎝⎛⎭⎫m v 202－m v 22＝3mgL sin θ2＋15m v 2032，C 正确；线框离开磁场时做加速运动，D 错误．三、非选择题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(12分)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L ＝0.1 m ，竖直边长H ＝0.3 m ，匝数为N 1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B 0＝1.0 T ，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0 A 范围内调节的电流I .挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度取g ＝10 m/s 2)(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg ，线圈的匝数N 1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N 2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R ＝10 Ω.不接外电流，两臂平衡．如图乙所示，保持B 0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间均匀变大，磁场区域宽度d ＝0.1 m ．当挂盘中放质量为0.01 kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率ΔBΔt. 解析：(1)线圈受到安培力F ＝N 1B 0IL 天平平衡mg ＝N 1B 0IL 代入数据得N 1＝25匝． (2)由电磁感应定律得E ＝N 2ΔΦΔt即E ＝N 2ΔBΔt Ld由欧姆定律得I ′＝ER线圈受到的安培力F ′＝N 2B 0I ′L天平平衡m ′g ＝N 22B 0ΔB Δt ·dL2R 代入数据可得 ΔBΔt＝0.1 T/s. 答案：(1)25 匝 (2)0.1 T/s12．(14分)(2018·高考江苏卷)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d .导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与导轨平面垂直．质量为m 的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s ，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流．金属棒被松开后，以加速度a 沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g .求下滑到底端的过程中，金属棒(1)末速度的大小v ； (2)通过的电流大小I ； (3)通过的电荷量Q .解析：(1)匀加速直线运动v 2＝2as 解得v ＝2as . (2)安培力F 安＝IdB金属棒所受合力F ＝mg sin θ－F 安 牛顿运动定律F ＝ma 解得I ＝m （g sin θ－a ）dB .(3)运动时间t ＝va电荷量Q ＝It 解得Q ＝2asm （g sin θ－a ）dBa.答案：(1)2as (2)m （g sin θ－a ）dB(3)2asm （g sin θ－a ）dBa13．(14分)如图所示，半径为L 1＝2 m 的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B 1＝10π T ．长度也为L 1、电阻为R 的金属杆ab ，一端处于圆环中心，另一端恰好搭接在金属环上，绕着a 端沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω＝π10rad/s.通过导线将金属杆的a 端和金属环连接到图示的电路中(连接a 端的导线与圆环不接触，图中的定值电阻R 1＝R ，滑片P 位于R 2的正中央，R 2的总阻值为4R )，图中的平行板长度为L 2＝2 m ，宽度为d ＝2 m ．图示位置为计时起点，在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v 0＝0.5 m/s 向右运动，并恰好能从平行板的右边缘飞出，之后进入到有界匀强磁场中，其磁感应强度大小为B 2，左边界为图中的虚线位置，右侧及上下范围均足够大．(忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻，忽略电容器的充放电时间，忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响，不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力)求：(1)在0～4 s 内，平行板间的电势差U MN ； (2)带电粒子飞出电场时的速度；(3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场，则磁感应强度B 2应满足的条件． 解析：(1)金属杆产生的感应电动势恒为 E ＝12B 1L 21ω＝2 V由电路的连接特点知：E ＝I ·4R U 0＝I ·2R ＝E 2＝1 VT 1＝2πω＝20 s由右手定则知：在0～4 s 时间内，金属杆ab 中的电流方向为b →a ，则φa >φb 则在0～4 s 时间内，φM <φN ，U MN ＝－1 V.(2)粒子在平行板电容器内做类平抛运动，在0～T 12时间内水平方向L 2＝v 0·t 1t 1＝L 2v 0＝4 s<T 12竖直方向d 2＝12at 21a ＝Eq m ，E ＝Ud ，v y ＝at 1得qm ＝0.25 C/kg ，v y ＝0.5 m/s 则粒子飞出电场时的速度v ＝v 20＋v 2y ＝22m/s tan θ＝v yv 0＝1，所以该速度与水平方向的夹角θ＝45°.(3)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由B 2q v ＝m v 2r 得r ＝m vB 2q由几何关系及粒子在磁场中运动的对称性可知，2r >d 时离开磁场后不会第二次进入电场，即B 2<2m vdq＝2 T.答案：(1)－1 V (2)22m/s ，与水平方向成45°夹角 (3)B 2<2 T。
2020版高考物理(江苏专用)新探究大一轮检测：模块综合检测含解析
模块综合检测[学生用书P385(单独成册)](时间：60分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．2017年12月29日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设．“快堆”核反应进程依次为：238U→23992U→23993Np→23994Pu，下列说法正确的是()92A.23892U和23992U是同位素，其原子核内中子数相同B.23892U和23992U发生了α衰变C.23892U变为23992U发生了β衰变D．1 g 23992U经过一个半衰期，23992U原子核数目变为原来的一半答案：D2.如图所示，竖直平面内固定着一个光滑圆环，中央有孔的小球P和K套在环上，两小球由伸直的轻细绳连接，它们恰好能保持静止状态．已知K的质量为m，O、K连线水平，P、K连线与水平线夹角为30°.重力加速度为g，则()A．细绳对K球的拉力大小为mgB．细绳对K球的拉力大小为2mgC．P球的质量为mD．P球的质量为2m解析：选B.本题考查平行四边形定则及物体的平衡．分析K球受力情况，有F T sin 30°＝mg，得F T＝2mg，A项错误，B项正确；分析P球受力情况，并作力的平行四边形，如图所示．由几何关系得m P g＝F T＝2mg，C、D 项错误．3.如图所示，斜面体A上的物块P，用平行于斜面体的轻弹簧拴接在挡板B上，在物块P上施加水平向右的推力F，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是()A ．物块P 与斜面之间一定存在摩擦力B ．轻弹簧一定被拉长C ．地面对斜面体A 一定存在摩擦力D ．若增大推力F ，则弹簧弹力一定减小解析：选C.若物块P 受到弹簧的弹力与物块的重力及推力F 、支持力平衡，则不受摩擦力，选项A 错误；若物块P 受到支持力与物块的重力及推力F 三力平衡，则无弹簧弹力，选项B 错误；物块P 、斜面A 及弹簧相对静止，可看成一整体，受到的水平面的摩擦力大小等于推力F ，选项C 正确；增大推力F ，因为不确定弹簧的初始状态及物块P 是否受静摩擦力，增大推力F 弹簧弹力减小、不变或者增大都有可能，选项D 错误．4．2017年国际雪联单板滑雪U 形池世锦赛决赛在西班牙内华达山收官，女子决赛中，中国选手蔡雪桐以90.75分高居第一，成功卫冕．如图所示，单板滑雪U 形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，雪面不同曲面处的动摩擦因数不同．因摩擦作用，滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变，则( )A ．运动员下滑的过程中加速度不变B ．运动员下滑的过程所受合力恒定不变C ．运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数变小D ．运动员滑到最低点时所受重力的瞬时功率达到最大 解析：选C.本题考查圆周运动与受力分析．运动员下滑过程中加速度始终指向圆心，方向不断变化，A 项错误；由牛顿第二定律可知，合力方向也不断变化，B 项错误；运动员下滑过程中受力情况如图所示，滑动摩擦力F f ＝μF N ＝mg cos θ，由牛顿第二定律和圆周运动知识，有F N －mg sin θ＝m v 2R ，联立解得mg cos θ＝μ(mg sin θ＋m v 2R)，则运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数变小，C 项正确；运动员滑到最低点时重力方向与速度方向垂直，此时重力的瞬时功率为零，D 项错误．5．为探究人在运动过程中脚底在接触地面瞬间受到的冲击力问题，实验小组的同学利用落锤冲击地面的方式进行实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况．重物与地面的形变很小，可忽略不计．g 取10 m/s 2.表中为一次实验过程中的相关数据．根据实验数据可知( )A.B ．重物与地面接触前瞬时的速度大小为2 m/s C ．重物离开地面瞬时的速度大小为3 m/sD ．在重物与地面接触的过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍解析：选D.本题考查牛顿运动定律、动能定理、动量定理等知识点，设重物受到最大冲击力时加速度的大小为a ，由牛顿第二定律有a ＝F m －mgm ，解得a ＝90 m/s 2，A 项错误；重物在空中运动过程中，由动能定理mgH ＝12m v 2，可得重物与地面接触前瞬时的速度大小v 1＝2gH ＝3 m/s ，B 项错误；重物离开地面瞬时的速度大小v 2＝2gh ＝2 m/s ，C 项错误；重物与地面接触过程中，设重物受到的平均作用力大小为F ，选取竖直向上为正方向，由动量定理有(F －mg )t ＝m v 2－m (－v 1)，解得F ＝510 N ，由F mg ＝51085＝6，D 项正确．二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)6．有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b 是近地轨道卫星，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则( )A ．a 的向心加速度小于重力加速度g ，c 的向心加速度大于d 的向心加速度B ．在相同时间内b 转过的弧长最长，a 、c 转过的弧长对应的角度相等C ．c 在4小时内转过的圆心角是π3，a 在2小时内转过的圆心角是π6D ．b 的运动周期一定小于d 的运动周期，d 的运动周期一定小于24小时解析：选ABC.此题考查万有引力定律、卫星的运动等知识点．c 是地球同步卫星，相对于地面静止，a 与c 的角速度相等，由a 向＝ω2R 知，a 的向心加速度小于c 的向心加速度，c 的向心加速度大于d 的向心加速度，a 、c 的向心加速度均小于g ，A 项正确；a 、b 、c 、d 四颗卫星中，b 的线速度最大，所以在相同时间内b 转过的弧长最长，a 、c 角速度相等，相同时间内转过的弧长对应的角度相等，B 项正确；c 的周期为24小时，c 在4小时内转过的圆心角θ＝ωt ＝2π24×4＝π3，处在地面上的a 在2小时内转过的圆心角是π6，C 项正确；由T ＝4π2r 3GM知，d 的周期大于c 的周期，大于24小时，D 项错误． 7．如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P 拴接，另一端与物体A 相连，物体A 静止于光滑水平桌面上，A 右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B 相连．开始时用手托住B ，让细线恰好伸直，然后由静止释放B ，直至B 获得最大速度．在该过程中下列分析正确的是( )A ．B 物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量B ．B 物体获得最大速度时，其受到细线的拉力的大小等于B 所受重力大小C ．A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量大于细线拉力对A 做的功D ．A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A 做的功解析：选BD.对于物体A 、B 及弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可知B 物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与A 动能增加量之和，故A 错误；对于B 物体，只受重力与细线拉力，达到最大速度时，其受到细线的拉力的大小等于B 所受重力大小，故B 正确；根据功能关系可知，A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A 做的功，故C 错误，D 正确．8.如图所示直角坐标系xOy ，P (a ，－b )为第四象限内的一点，一质量为m 、电荷量为q 的负电荷(重力不计)从原点O 以初速度v 0沿y 轴正方向射入．第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P 点；第二次保持y >0区域磁场不变，而将y <0区域磁场改为沿x 方向匀强电场，该电荷仍通过P 点．则( )A ．匀强磁场的磁感应强度B ＝2am v 0q （a 2＋b 2）B ．匀强磁场的磁感应强度B ＝2m v 0q a 2＋b 2C ．电荷从O 运动到P ，第二次所用时间一定短些D ．电荷通过P 点时的速度，第二次与x 轴负方向的夹角一定小些 解析：选AC.第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰能通过P 点，粒子做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示．由几何知识可知： (a －R )2＋b 2＝R 2，解得R ＝a 2＋b 22a ，由q v B ＝m v 2R，解得B ＝2am v 0q （a 2＋b 2），故A 正确，B 错误；第二次保持y ＞0区域磁场不变，而将y ＜0区域磁场改为沿x 轴方向的匀强电场．该电荷仍通过P 点，粒子在第一象限做匀速圆周运动．在第四象限做类平抛运动，运动时间t 2＝12T ＋b v 0；第一次做匀速圆周运动时间t 1＝12T ＋PQ ︵v 0，PQ ︵大于b ，所以t 1＞t 2，C 正确；电荷第一次通过P 点时，速度与x 轴负方向的夹角为α，则tan α＝R 2－b 2b ＝a 2－b 22ab ，第二次速度与x 轴负方向的夹角为θ，则tan θ＝b 2R －R 2－b 2＝a2b，所以tan θ＞tan α，D 错误．三、非选择题(本题共4小题，共52分．按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9．(8分)某实验小组用图甲所示的实验装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数．在一端装有定滑轮的长木板上固定A 、B 两个光电门，与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时的遮光时间，滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连，测力计另一端吊着沙桶，测力计能显示滑块所受的拉力，滑块对长木板的压力与滑块的重力大小相等，已知遮光片宽度为d ，当地的重力加速度为g .(1)为了满足实验的要求，下列说法正确的是______． A ．长木板应放在水平桌面上B ．长木板没有定滑轮的一端应适当垫高，以平衡摩擦力C ．沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量D ．定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行(2)甲同学测出A 、B 两光电门之间的距离为L ，滑块通过A 、B 两光电门的时间分别为t 1、t 2，滑块的加速度大小a ＝________________(用字母L 、d 、t 1、t 2表示)．(3)多次改变沙桶里沙的质量，重复步骤(2)，根据测得的多组F 和a ，作出a －F 图象如图乙所示，由图象可知，滑块的质量为____________，滑块与长木板间的动摩擦因数为________．解析：(1)为保证滑块做匀加速运动，绳子的拉力必须恒定，应调整滑轮高度，使细线与木板平行，故A 、D 正确；本实验要测量动摩擦因数，不需要平衡摩擦力，故B 错误；由于本实验中有测力计，故不要求沙桶及测力计的总质量远小于滑块的质量，故C 错误．(2)滑块通过A 、B 两光电门的速度分别为：v A ＝d t 1，v B ＝dt 2，由匀变速直线运动的速度—位移公式可知，2aL ＝v 2B －v 2A ，解得：a ＝v 2B －v 2A 2L ＝d 2t 22－d 2t 212L ＝d 22L ⎝⎛⎭⎫1t 22－1t 21.(3)滑块受到的摩擦力为：f ＝μmg 由牛顿第二定律可得：F －μmg ＝ma解得力F 与加速度a 的函数关系式为：a ＝Fm －μg ，由图象所给信息可得图象斜率为：k ＝a 0F 0＝1m ，所以m ＝F 0a 0，由图象所给信息可得图象截距为：b ＝－μg ＝－a 0，所以μ＝a 0g .答案：(1)AD (2)d 22L ⎝⎛⎭⎫1t 22－1t 21(3)F 0a 0 a 0g10．(9分)某研究小组想用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E 和内阻r ，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．A ．电压表V 1 (量程6 V 、内阻约5 000 Ω)B ．电压表V 2 (量程3 V 、内阻约3 000 Ω)C ．电流表A(量程3 A 、内阻约0.5 Ω)D ．滑动变阻器R (最大阻值10 Ω、额定电流4 A)E ．小灯泡(2 A 、5 W)F ．电池组(电动势E 、内阻r )G ．开关一只，导线若干实验电路如甲图所示时，调节滑动变阻器的阻值，经多次测量，得到多组对应的电流表、电压表示数，并在U －I 坐标系中描绘出两条图线，如乙图所示，则(1)电池组的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________．(结果保留两位有效数字)(2)在U －I 坐标中两条图线在P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω. (3)将三个这样的灯泡并联后再接到该电路上，则每个灯泡的实际功率为________W.解析：(1)电源的U －I 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势等于图线的总截距，即E ＝4.5 V ，电源内阻r ＝ΔU Δt＝4.5－2.52.0 Ω＝1.0 Ω.(2)由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压U L ＝2.5 V ，此时电路电流I ＝2.0 A ，根据闭合电路的欧姆定律得：E ＝Ir ＋U L ＋IR 滑，即4.5 V ＝2.0×1 V ＋2.5 V ＋2.0×R 滑，解得R 滑＝0.(3)设流过每个灯泡的电流为I ，三个灯泡并联接在电源上，在闭电路中，路端电压：U ＝E －3Ir ＝4.5 V －3×1×I ＝4.5 V －3I ，即U ＝4.5 V －3I ，在图乙所示坐标系中作出图象如图所示：由图示图象可知，灯泡两端电压约为1 V ，流过每个灯泡的电流为1.2 A ，每个灯泡实际功：P ＝UI ＝1×1.2 W ＝1.2 W.答案：(1)4.5 1.0 Ω (2)0 (3) 1.2 11．(15分)如图所示，在光滑的冰面上放置一个曲面滑槽，其上表面为四分之一圆周的圆弧，圆弧的半径足够大且光滑，圆弧与水平地面相切．一个坐在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上，某时刻小孩将小球以v 0的速度向曲面推出．已知小球的质量为m ，曲面滑槽的质量为2m ，重力加速度为g .(1)求小球在曲面上能上升的最大高度；(2)若小孩将小球推出后还能再接到小球，则小孩和冰车的总质量M 应满足什么条件？解析：(1)小球在曲面上运动到最大高度时两者共速，设速度为v ，小球与曲面的系统动量守恒，机械能也守恒，有：m v 0＝(m ＋2m )v12m v 20＝12(m ＋2m )v 2＋mgh 解得：h ＝v 203g.(2)小孩推球的过程中动量守恒，即0＝m v 0－M v M对于球和曲面，在相互作用到最后分开的过程中，动量守恒且机械能守恒，则有： m v 0＝m v 1＋2m v 2 12m v 20＝12m v 21＋12×2m v 22 解得：v 1＝－13v 0若小孩将球推出后还能再接到球，则有 13v 0>v M 得：M >3m . 答案：见解析12．(20分)研究太空宇宙射线的粒子组成时，要在探测卫星上安装“太空粒子探测器”和质谱仪．“太空粒子探测器”由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成，其原理可简化为图甲所示．辐射状的加速电场区域边界为两个同心圆，圆心为O ，外圆的半径为R 1，电势为φ1，内圆的半径R 2＝1B 12m （φ1－φ2）q，电势为φ2.内圆内有方向垂直纸面向里的磁感应强度为B 1的匀强磁场，收集薄板MN 与内圆的一条直径重合，收集薄板两端M 、N 与内圆间存在狭缝．假设太空中漂浮着质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，它们能均匀地吸附到外圆面上，并被加速电场从静止开始加速，粒子进入磁场后，发生偏转，最后打在收集薄板MN 上并被吸收(收集薄板两面均能吸收粒子，两端不吸收粒子)，不考虑粒子间的相互作用．(1)求粒子刚到达内圆时速度的大小；(2)以收集薄板MN 所在的直线为横轴建立如图甲所示的平面直角坐标系．分析外圆哪些位置的粒子将在电场和磁场中做周期性运动，求出这些粒子运动的一个周期内在磁场中运动的时间；(3)现“太空粒子探测器”收集到质量分别为2m 和m 、电荷量均为＋q 的甲、乙两种粒子，粒子从静止开始经乙图所示的电压为U 0的加速电场加速后通过狭缝PQ 垂直磁场方向进入磁感应强度为B 2的匀强磁场，最后打在照片底片上，不考虑粒子间的相互作用，若加速电压在(U 0－ΔU )到(U 0＋ΔU )之间波动，要使甲、乙两种粒子在底片上没有重叠，求狭缝PQ 的宽度L 满足的条件．解析：(1)带电粒子在辐射状电场中加速时，由动能定理可知： q (φ1－φ2)＝12m v 2－0则粒子刚到达内圆时速度的大小v ＝2q （φ1－φ2）m.(2)粒子进入磁场后，在洛伦兹力的作用下发生偏转，有：q v B 1＝m v 2r解得：r ＝1B 12m （φ1－φ2）q＝R 2所以由几何关系可知，从收集板左端贴着收集板上表面进入磁场的粒子在磁场中运动14圆周后，射出磁场，进入电场，在电场中先减速后反向加速，再返回磁场，如此反复做周期性的运动，其运动轨迹如图所示．设粒子在磁场中运动的时间为T ，有：T ＝2πr v ＝2πmqB 1粒子进入电场的四个位置坐标分别为(0，R 1)，(R 1，0)，(0，－R 1)，(－R 1，0)．(3)设甲种粒子在磁场B 2中的运动半径为r 1，则其在电场中加速时，有：qU 0＝12×2m v 21 且q v B 2＝2m v 21r 1解得：r 1＝2B 2mU 0q最小半径r 1min ＝2B 2m （U 0－ΔU ）q设乙种粒子在磁场B 2中的运动半径为r 2，同理可得最大半径r 2max ＝1B 22m （U 0＋ΔU ）q由题意得：2r 1min －2r 2max >L ， 即4B 2m （U 0－ΔU ）q －2B 22m （U 0＋ΔU ）q>L解得：L <2B 2mq[2U 0－ΔU －2（U 0＋ΔU ）]． 答案：见解析。
2020版高考物理(江苏专用)新探究大一轮检测：第十章题型探究课(一)电磁感应中的电路和图象问题含解析
[学生用书P219]1.如图所示是两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域．当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E ，则a 、b 两点间的电势差为( )A.12E B ．13EC.23E D ．E解析：选B.a 、b 间的电势差等于路端电压，而小环电阻占电路总电阻的13，故U ab ＝13E ，B 正确．2．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝100，线圈的面积S ＝200 cm 2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R ＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是( )A ．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B ．电阻R 两端的电压随时间均匀增大C ．线圈电阻r 消耗的功率为4×10－4 WD ．前4 s 内通过R 的电荷量为4×10－4 C解析：选C.由楞次定律，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项A 错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势恒定为E ＝nS ΔBΔt ＝0.1 V ，电阻R 两端的电压不随时间变化，选项B错误；回路中电流I ＝E R ＋r ＝0.02 A ，线圈电阻r 消耗的功率为P ＝I 2r ＝4×10－4 W ，选项C 正确；前4 s 内通过R 的电荷量为q ＝It ＝0.08 C ，选项D 错误．3.如图所示，PN 与QM 两平行金属导轨相距1 m ，电阻不计，两端分别接有电阻R 1和R 2，且R 1＝6 Ω，ab 杆的电阻为2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T ．现ab 以恒定速度v ＝3 m/s 匀速向右移动，这时ab 杆上消耗的电功率与R 1、R 2消耗的电功率之和相等．则( )A ．R 2＝6 ΩB ．R 1上消耗的电功率为0.75 WC ．a 、b 间电压为3 VD ．拉ab 杆水平向右的拉力为0.75 N解析：选D.杆ab 消耗的功率与R 1、R 2消耗的功率之和相等，则R 1·R 2R 1＋R 2＝R ab .解得R 2＝3 Ω，故A 错误；E ＝Bl v ＝3 V ，则I ab ＝E R 总＝0.75 A ，U ab ＝E －I ab ·R ab ＝1.5 V ，P R 1＝U 2abR 1＝0.375 W ，故B 、C 错误；F 拉＝F 安＝BI ab ·l ＝0.75 N ，故D 正确．4．(多选)(2019·江西新余模拟)如图所示，在坐标系xOy 中，有边长为L 的正方形金属线框abcd ，其一条对角线ac 和y 轴重合、顶点a 位于坐标原点O 处．在y 轴的右侧，在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab 边刚好完全重合，左边界与y 轴重合，右边界与y 轴平行．t ＝0时刻，线框以恒定的速度v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a →b →c →d →a 方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i 、ab 间的电势差U ab 随时间t 变化的图线是下图中的( )解析：选AD.从d 点运动到O 点的过程中，ab 边切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向，即正方向，电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0；然后cd 边开始切割磁感线，感应电流的方向为顺时针方向，即负方向，电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0，故A 正确，B 错误；d 点运动到O 点过程中，ab 边切割磁感线，ab 相当于电源，电流由a 到b ，b 点的电势高于a 点，ab 间的电势差U ab 为负值，大小等于电流乘以bc 、cd 、da 三条边的电阻，并逐渐减小；ab 边出磁场后，cd 边开始切割磁感线，cd 边相当于电源，电流由b 到a ，ab 间的电势差U ab 为负值，大小等于电流乘以ab 边的电阻，并逐渐减小，故C 错误，D 正确．5．(多选)如图所示，一金属棒AC 在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O 点)匀速转动，OA ＝2OC ＝2L ，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为 ω、电阻为r ，内、外两金属圆环分别与C 、A 良好接触并各引出一接线柱与外电阻R 相接(没画出)，两金属环圆心皆为O 且电阻均不计，则( )A ．金属棒中有从C 到A 的感应电流B ．外电阻R 中的电流为I ＝3B ωL 22（R ＋r ）C ．当r ＝R 时，外电阻消耗功率最小D ．金属棒AC 间电压为3B ωL 2R2（R ＋r ）解析：选ABD.由右手定则可知金属棒相当于电源且A 是电源的正极，即金属棒中有从C 到A 的感应电流，A 正确；金属棒转动产生的感应电动势为E ＝12B ω(2L )2－12B ωL 2＝3B ωL 22，即回路中电流为I ＝3B ωL 22（R ＋r ），B 正确；由电源输出功率特点知，当内、外电阻相等时，外电路消耗功率最大，C 错误；U AC ＝IR ＝3B ωL 2R2（R ＋r ），D 正确．6．(2019·南昌模拟)如图所示的电路中，L 是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L 1、L 2和L 3是3个完全相同的灯泡，E 是内阻不计的电源．在t ＝0时刻，闭合开关S ，电路稳定后在t 1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过L 1、L 2的电流方向为正方向，分别用I 1、I 2表示流过L 1和L 2的电流，则下图中能定性描述电流I 随时间t 变化关系的是( )解析：选C.L 的直流电阻不计，电路稳定后通过L 1的电流是通过L 2、L 3电流的2倍．闭合开关瞬间，L 2立即变亮，由于L 的阻碍作用，L 1逐渐变亮，即I 1逐渐变大，在t 1时刻断开开关S ，之后电流I 会在电路稳定时通过L 1的电流大小基础上逐渐变小，I 1方向不变，I 2反向，故C 项正确．。
2020版高考物理(江苏专用版)新攻略大一轮精练：第一章实验一速度随时间变化的规律含解析
实验一速度随时间变化的规律1.(2017东海调研)如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。
所接电源是频率为50 Hz的交流电。
(1)由可以得出结论:小车的运动是。
(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt= s。
(3)小车的加速度的计算式a= ,加速度a= m/s2。
= m/s。
(4)计算打计数点B时小车的速度vB答案(1)连续相等时间内的位移之差近似相等匀加速直线运动(2)0.1(3)--- 1.58(4) 0.52解析(1)由连续相等时间内的位移之差近似相等,可知小车做匀加速直线运动。
(2)打点周期为0.02 s,每隔4个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。
(3)根据Δx=aT2,运用逐差法得a=---=---- m/s2=1.58 m/s2(4)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则有==- m/s=0.52 m/svB2.(2017南京调研)某同学利用如图甲所示的实验装置来测定当地的重力加速度。
(1)图甲中打点计时器应接电源(选填“直流”或“交流” ;(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的点A、B、C、D…为计数点,测得点A到B、C、D…的距离分别为h1、h2、h3…。
若打点的频率为f,则打B点时重物速度的表达式vB= ;(3)若从A点开始计时,B、C、D…点对应时刻分别为t1、t2、t3…,求得v1=,v2=,v3=…,作出v-t图像如图所示。
图线的斜率为k,截距为b。
则由图线可知vA= ,当地的重力加速度g= 。
答案(1)交流(2)(3)b 2k解析(1)打点计时器的工作电源为交流电,故在测定当地的重力加速度时,打点计时器应接在交流电源上。
(2)匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,两相邻计数点间的时间间隔T=,则打B点时的速度vB==。
2020版新一线高考物理(新课标)一轮复习教学案：第12章 第1节 光电效应 氢原子光谱 含答案
第1节光电效应氢原子光谱知识点一| 光电效应波粒二象性1．光电效应(1)定义：在光的照射下从金属表面发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)。
(2)产生条件：入射光的频率大于金属极限频率。
(3)光电效应规律①存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
②存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。
当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。
③光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s。
2．光电效应方程(1)基本物理量①光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34 J·s(称为普朗克常量)。
②逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值。
③最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值。
(2)光电效应方程：E k＝hν－W0。
[判断正误](1)光子说中的光子，指的是光电子。
(×)(2)只要光足够强，照射时间足够长，就一定能发生光电效应。
(×)(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大。
(√)与光电效应有关的五组概念对比1．光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。
光子是光电效应的因，光电子是果。
2．光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。
3．光电流与饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
2020年高考物理一轮复习文档：第12章 交变电流 传感器 第56讲 含答案
[研读考纲明方向][重读教材定方法](对应人教版选修3－2的页码及相关问题)1．P32图5.1－3，思考：(1)若自线圈从中性面开始计时，请写出电动势瞬时值表达式。
提示：e＝nBSωsinωt。
(2)若自线圈与磁感线平行时开始计时，请写出电动势瞬时值表达式。
提示：e＝nBSωcosωt。
(3)线圈每转一周，电流方向改变几次？在什么位置改变？提示：两次。
中性面位置。
2．P34[问题与练习]T5，思考图示时刻导线框中的瞬时电动势大小及电流方向。
提示：e＝32BSω，N→M→L→K→N。
3．P35图5.2－2，该交变电流有效值多大？提示：I＝ 2.8 A≈1.7 A。
4．P36[问题与练习]T2，能否把这个电容器接在交流电压是10 V的电路两端？为什么？提示：不能。
10 V 交流电压最大值为10 2 V>10 V ，电容器会被击穿。
5．P 36～37[问题与练习]T 3：通过灯丝电流的峰值是多少？T 5：该电热器消耗功率为多大？提示：T 3：铭牌标注的为有效值，I m ＝2I ＝2P U ＝211 2 A 。
T 5：求功率用有效值，P ＝967.21 W 。
6．P 37图5.3－1，若提高交流电频率，灯泡亮度如何变？ 提示：变暗。
7．P 38图5.3－4，若提高交流电频率，灯泡亮度如何变？ 提示：变亮。
8．P 40[问题与练习]T 1，三个电表读数如何变化？ 提示：A 1示数增大，A 2示数减小，A 3示数不变。
9．P 43阅读“科学漫步”。
10．P 44[问题与练习]T 3：求原线圈匝数。
T 4：哪个线圈应该用较粗的导线？为什么？ 提示：T 3：U 1U 2＝n 1n 2，n 1＝U 1U 2n 2＝1600。
T 4：副线圈。
因为副线圈中电流大于原线圈中电流。
11．P 44[问题与练习]T 5，用户用电器增加时，各表读数如何变？提示：设、、、、的示数分别为U 1、U 2、U 3、I 1、I 2，则U 1、U 2不变，R 减小，所以I 2增大，I 1增大，U 3＝U 2－I 2R 0，减小。
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[学生用书P361(单独成册)](建议用时：40分钟)一、单项选择题1．入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是()A．从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应解析：选C.光电效应瞬时(10－9 s)发生，与光强无关，A错误；光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，入射光的频率越大，最大初动能越大，B错误；光电子数目多少与入射光的强度有关，光强减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，C正确；能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错误．2．(2019·太原质检)关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：选D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D项错误．3．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选C.按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能瞬时发生，这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间，电子会吸收足够的能量，克服原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与光电效应有极限频率矛盾；按照光的波动理论，照射光越强，电子获得的能量越大，打出的光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关，而与照射光的频率有关矛盾；按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多，光电流越大，因此C项正确．4．(2017·高考北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)() A．10－21 J B．10－18 JC．10－15 J D．10－12 J解析：选B.由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝h cλ≈2×10－18 J，故选项B正确．5．研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是()解析：选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板，则遏止电压相同，强度不同，饱和光电流不同，选项C正确．6．(2017·高考上海卷)光子的能量与其()A．频率成正比B．波长成正比C．速度成正比D．速度平方成正比解析：选A.由E＝hν＝h cλ，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比，A正确，B错误；由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故C、D错误．7．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2hν－WD ．U ＝5h ν2e －W e解析：选B.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12m v 2m① 由光电效应方程得：nh ν＝12m v 2m＋W (n ＝2，3，4，…)② 由①②式解得：U ＝nh νe －W e(n ＝2，3，4，…)， 故选项B 正确．二、多项选择题8．如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间短D ．电源正、负极接反解析：选BD.入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确．9．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则( )A ．图象甲表明光具有粒子性B ．图象乙表明光具有波动性C ．用紫外线观察不到类似的图象D ．实验表明光是一种概率波解析：选ABD.图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A 、B 正确；同时也表明光波是一种概率波，故D 正确；紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C 错误．10．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：选ABC.光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A 、C 正确；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B 正确；由德布罗意波长公式λ＝h p和p 2＝2mE k 知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D 错误．11．(2019·北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( )A ．改用红光照射B ．改用紫光照射C ．改用蓝光照射D ．增加绿光照射时间解析：选BC.光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．12.(2019·河北保定模拟)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )A ．只调换电源的极性，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U 0的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流解析：选AC.只调换电源的极性，移动滑片P ，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eU ＝12m v 2m ，那么电压表示数为遏止电压U 0的数值，故A 项正确；当其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快，由I ＝q t得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大，B 项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．13．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k ，下列说法正确的是( )A ．对于同种金属，E k 与照射光的强度无关B ．对于同种金属，E k 与照射光的波长成反比C ．对于同种金属，E k 与照射光的时间成正比D ．对于同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系解析：选AD.发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k ＝hν－W 0，所以E k 与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，A 正确，C 错误；由E k ＝hν－W 0＝h c λ－W 0可知E k 与λ并非成反比关系，B 错误；由E k ＝hν－W 0可知，E k 与照射光的频率成线性关系，D 正确．14．(2019·陕西师大附中检测)用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是 ( )A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定增大B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的解析：选ACD.增大a 光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A 正确；a 光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B 错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a 光的频率大于b 光的频率，a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长，C 正确；氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D 正确．。