豐臺(tái)區(qū)年度第一學(xué)期期末練高三物理2021.（本試滿分為100，考試間90分鐘）注意事：1.答題前，生務(wù)必將答題卡上學(xué)校、級(jí)、班級(jí)、名、準(zhǔn)證號(hào)用黑色跡簽字填寫清，并認(rèn)真核條形碼的準(zhǔn)考證號(hào)姓名，答題卡的“形碼粘區(qū)”貼好條碼。2.本次考試有答題在答題卡上成。選題必須使用2B筆以正填涂方式將小題對(duì)應(yīng)選涂黑，如需動(dòng)，用皮擦除干凈再選涂它選項(xiàng)。非擇題必使用標(biāo)準(zhǔn)黑字跡簽筆書寫，要字體工、字跡清楚3.請(qǐng)嚴(yán)格按答題卡題號(hào)在相應(yīng)題區(qū)內(nèi)答，超出答區(qū)域書的答案無效在試卷草稿紙答題無效。4.請(qǐng)保持答卡卡面潔，不要裝、不要疊、不要破。第Ⅰ卷（選擇共42分）一、本共14小，每小分。在每小題列的四個(gè)項(xiàng)中，選出合題目求的一項(xiàng)。如所示，質(zhì)量m的箱子在恒力F作下向右勻速運(yùn)動(dòng)F與平方向夾角為α，子與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。下列說法正確的是（）箱受到的支持力大小為箱受到的摩擦力大小為Fcos【答案】【解析】【分析】【詳解】受力如圖所示

箱受到的支持力大小為sin箱子受到的摩擦力大小為μmg

根據(jù)平衡，水平方向Ff

豎直方向

N解得mgsinN

根據(jù)mgfN

故選。對(duì)一定質(zhì)量的想氣體，下列說法正確的是（）A.氣壓強(qiáng)只與氣體分子的密集程度有關(guān)B.氣溫度升高，每一個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增大C.氣的溫度升高，氣體內(nèi)能一定大增D.若體膨脹對(duì)外做功J，則內(nèi)能一定減少50J【答案】【解析】【分析】【詳解】A．氣體壓強(qiáng)與氣體的熱動(dòng)動(dòng)的平均動(dòng)能和氣體分子的密集度有關(guān)A錯(cuò)；B氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，但是分子總在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以每一個(gè)分子動(dòng)能都在變化但不一定增大，B錯(cuò)；C．氣體的溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，由于氣體間距比較大分子間的相互作用力較小，分子間的勢能一般不考慮，則氣體內(nèi)能只由分子動(dòng)能決定所以氣體內(nèi)能一定大增C正確；D．由熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)體膨脹對(duì)外做功5，若沒有熱傳遞沒有吸收或者放出熱量時(shí)，能減少

J，D錯(cuò)。故選。一沿軸播的簡諧橫波波為4m/s某時(shí)刻波形如圖所示時(shí)x=處質(zhì)點(diǎn)沿軸方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A.這波沿軸方向傳播C.這波的周期為8s

B.這波的振幅是D.此x=8m處質(zhì)點(diǎn)的速度為0【答案】【解析】【分析】【詳解A．由題知=4m處點(diǎn)沿軸方向運(yùn)動(dòng)，故根據(jù)上下坡法則，可知這列波沿x軸負(fù)方向傳播，A正；B由波形圖可得，這這列波的振幅是，錯(cuò)；C．波形圖可知波長

8m

，根據(jù)公式v

T可得周期T

v

C錯(cuò)；D．=8m處點(diǎn)的位移為0,到平衡位置，加速度為，但是速度最大D錯(cuò)。故選A。關(guān)布朗運(yùn)動(dòng)，列說法正確的是（）A.布運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.懸在液體中的顆粒越小、液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯C.懸顆粒越大，在某一瞬間撞擊它的分子數(shù)越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D.布運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了顆粒內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性

【答案】【解析】【分析】【詳解】AD布朗運(yùn)動(dòng)就是懸浮在液體表面的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，選項(xiàng)錯(cuò)；BC布朗運(yùn)動(dòng)形成的原因是由于液體分子對(duì)懸浮微粒無規(guī)則撞擊引起的，懸浮顆粒越小，溫度越高，顆的受力越不均衡，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，選項(xiàng)正確C錯(cuò)；故選B。如所示，一束見光經(jīng)過玻璃三棱鏡折射后分為、b兩單色光。下列說法正確的是（）A.玻對(duì)a光折射率大于對(duì)b光折射率B.玻中a光傳播速度大于b光傳播速度C.真中a光波長大于的波長D.如a光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)則用b光照射該金屬也一定發(fā)生光電效應(yīng)【答案】【解析】【分析】【詳解】A．由光路圖可知a光偏折程度大于b光，可知玻璃對(duì)光的折射率小于對(duì)a光的折射率，A正；B根據(jù)

v

c

得，b光折射率小，則在玻璃中傳播的速度大，故B錯(cuò)；C．光的折射率小，則的頻率小，根據(jù)c光真空中的波長更長，故錯(cuò)誤；D．射的頻率大于金屬的極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，因應(yīng)，用照射該金屬不一定發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤；故選A。

ffa

，則用照射某金屬能發(fā)生光電效

年12月，我國新一人造太陽裝—中環(huán)流器號(hào)M裝正式建成，為本世紀(jì)中葉現(xiàn)聚變能應(yīng)用的目標(biāo)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)造太利用聚變反應(yīng)放出巨大能量且現(xiàn)聚變反應(yīng)的持續(xù)

可控。下列核反應(yīng)方程中，屬于核聚變的是（）A.

23490

23491

0

B.

4

C.

23592

U+1144056

89kr+31n36

D.

UTh90【答案】【解析】【分析】【詳解】A．屬于衰變A不題意；B屬于核聚變B符題意；C．于重核裂變C合題意；D．于衰D不題。故選B。下選項(xiàng)中，屬光的衍射現(xiàn)象的是（）A.

泊松亮斑B.

沙漠蜃景C.

等間距條紋D.

太陽光下的肥皂膜【答案】【解析】

112121【分析】112121【詳解】A．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象A符題意；B沙漠蜃景是光的全反射現(xiàn)象B不符合題意；C．間距條紋是光的干涉現(xiàn)象C不合題意；D．陽下肥膜是光的干涉現(xiàn)象D不合題意。故選A。的將甲所示的正交變電流加在圖乙所示的理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈匝數(shù)比n

∶n=∶，電路中電表均為理想交電表，定值電阻=Ω，熱敏電阻R的值隨溫度的升高而減小。下列說法正確的是（）A.原圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=10sin50tB.t=0.01s，電壓表示數(shù)為C.R消耗的電功率為0.02WD.R溫度升高時(shí)，電流表示數(shù)增大【答案】【解析】【分析】【詳解A根據(jù)圖象可知，周期為，大值為

2

V所以可得變壓器原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為=10

2

，A錯(cuò)；B電壓表顯示的為電壓的有效值，且正式交流電的有效值等于峰值的0副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)之比，所以電壓表的示數(shù)為1V，錯(cuò)；C．R兩的電壓為1V根據(jù)

2

V，再結(jié)合理想變壓器的原

122122P=

U2可得R的功率為0.2W，錯(cuò)；DR處度高時(shí)R的阻減小，所以副線圈的總電阻減小，又副線圈的端電壓不變，所以副線圈的流增大，再結(jié)合理想變壓器的原副線圈的電流之比等于匝數(shù)之反比，可知電流表示數(shù)變大正。故選D。如所示，甲乙學(xué)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律將一把刻度尺制作成“人的反應(yīng)時(shí)間測量尺”取以下四幅圖中反應(yīng)時(shí)間刻度線標(biāo)注正確的是（）

，A.B.C.D.【答案】【解析】【分析】【詳解由可知手位置在始時(shí)應(yīng)放在0度處所0刻要下邊物做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移

gt

，位移與時(shí)間的平方成正比，所以隨時(shí)間的增大，刻度尺上的間距增大，由以上的分析可知。如圖所示，摩天輪是游樂園中常見的大型游樂設(shè)施之。摩天輪繞中心軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將某一座艙及其乘客組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象，下列說法正確的是（）A.轉(zhuǎn)過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

B.轉(zhuǎn)過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒C.從高點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到最低點(diǎn)，合力做功為零D.從高點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到最低點(diǎn)，合力的沖量為零【答案】【解析】分析】【詳解】A．轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)的動(dòng)能不變，但是重力勢能在變化，以機(jī)械能不守恒A錯(cuò)；B轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)的速度大小不變，但是方向在變化，由于動(dòng)量是矢量，方向與速度方向一致，所以動(dòng)量大小不變，但是方向在變，所以動(dòng)量不守恒B誤；C．據(jù)動(dòng)能定理，系統(tǒng)從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，動(dòng)能不變，所以合力做功為零C正；D．系統(tǒng)在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)速度方向不相同，大小相等，則動(dòng)量大小相等，方向不相同，所動(dòng)量的變化量不等于零，根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量不為零D錯(cuò)。故選。在示波器、電子顯微鏡等器件中都需要將電子束聚焦常采用的聚焦裝置之一是靜電透鏡。靜電透鏡內(nèi)電場分布的截面圖如圖中所示，虛線為等勢面，實(shí)線為電場線，相鄰等勢面間電勢差相等。有一束電子以某一初速度從左側(cè)進(jìn)入該區(qū)域、Q為子動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)。下列說法正確的是（）A.的電場強(qiáng)度大于Q點(diǎn)電強(qiáng)度B.的電勢高于點(diǎn)電勢C.電在P點(diǎn)電勢能小于在點(diǎn)電勢能D.電在P點(diǎn)動(dòng)能小于在點(diǎn)動(dòng)能【答案】【解析】【分析】【詳解】A．電場線的疏密表示場強(qiáng)的強(qiáng)弱，所以的電場強(qiáng)度小于點(diǎn)電場強(qiáng)度，所以A錯(cuò)誤B沿著電線方向電勢逐漸降低電場線方向總是由高的等勢面指低的等勢面點(diǎn)的電勢低于點(diǎn)電勢，所以B錯(cuò)；

11221.1C．電子帶負(fù)電，負(fù)電荷在電勢高的地方電勢能越低，在電勢越低的地方電勢能越高，則電子P點(diǎn)電勢能大于在Q點(diǎn)電能，所以C錯(cuò)；11221.1D．電子所受電場力方向向右，到電力做正功，由動(dòng)能定理可得電子動(dòng)能增大，所以電子點(diǎn)的動(dòng)能小于在Q點(diǎn)動(dòng)，所以正確；故選D。利用如圖所示電路研究某小型手持風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)性能調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R

0

，測得風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I；扇葉被卡住停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓的示數(shù)為U，流表的示數(shù)為I，I>I下列說法正確的是（）A.電機(jī)線圈電阻

UrIB.扇被卡住時(shí)，電流增大是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的線圈電阻變小C.風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線圈發(fā)熱功率P

UI22I2UIID.風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的機(jī)械功率P=【答案】【解析】【分析】【詳解】A．電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滿足歐姆定律，電動(dòng)機(jī)線圈電阻

Ur2I

，A錯(cuò)誤；B電動(dòng)機(jī)的原理是通電線圈在磁場力的作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。如果不轉(zhuǎn)動(dòng)的話電能不能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，根據(jù)焦耳定律，電流增大B錯(cuò)；C．扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的發(fā)熱功率熱

21

rUr2I解得

III2UIIPC正；D．扇轉(zhuǎn)時(shí)輸出的機(jī)械功率I2UPI11D錯(cuò)。故選。利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路觀察電容器的充電過程。驗(yàn)中，電壓傳感器與計(jì)算機(jī)相連，顯示出電容器兩端電壓隨時(shí)間變化的Ut系，正確的是（）

圖像如圖乙所示。關(guān)于電容器充電過程中電流I、電荷量Q隨間t

變化的關(guān)A.B.C.D.【答案】【解析】【分析】【詳解AB．容器開始充電時(shí)因電壓較小，則充電電流大，后隨著充電電量增多，充電的電流逐漸變小，充電結(jié)束時(shí)電流減為零，故A錯(cuò)B正；CD容充電過程電量逐漸增大到穩(wěn)定值圖的斜率表示充電電流逐變小錯(cuò)；故選B。如圖所示，來自外層空間的大量帶電粒子進(jìn)入地磁場響范圍后，粒子將繞地磁感線做螺旋運(yùn)動(dòng)，形成范艾倫輻射帶。螺旋運(yùn)動(dòng)中回轉(zhuǎn)一周的時(shí)間稱為周期，回轉(zhuǎn)一周前進(jìn)的距離稱為螺距。忽略電粒子之間以及帶電粒子與空氣分子之間的相互作用，帶電粒子向地磁場兩極運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法確的是

（）A.粒運(yùn)動(dòng)的速率逐漸變大C.粒螺旋運(yùn)動(dòng)的半徑不變

B.粒運(yùn)動(dòng)的周期不變D.粒螺旋運(yùn)動(dòng)的螺距逐漸變小【答案】【解析】【分析】【詳解】A．由于洛侖茲力總不做功，則粒子的速率總保持不變A誤；B由于帶電粒子向地磁場兩極運(yùn)動(dòng)的過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度越來越大，根據(jù)周期公式T

可知磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，周期越小B錯(cuò)；C．于帶電粒子向地磁場兩極運(yùn)動(dòng)的過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度越來越大，根據(jù)半徑公式r

mvqB可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，半徑越小錯(cuò)；D．子速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不是相互垂直，與磁場方向平行的分速度不受洛侖茲力，該方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則粒子螺旋運(yùn)動(dòng)的螺距為=，周期變小了，粒子螺旋運(yùn)動(dòng)的螺距逐漸變小D正。故選D。Ⅱ卷非選擇題共58）二、本共小題，18分。把答填在中的橫上或題目要作答。“用單擺測量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，如圖甲所示，測出的小球直徑；(2)實(shí)驗(yàn)中下列做法正確的_______；A擺線要選擇伸縮性大些，并且盡可能短一些B擺球要選擇質(zhì)量大些、體積小些的的．拉開擺球，在釋放擺球的同開始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回到開始位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)間間隔作為單擺周T的測量值D．開球，使擺線偏離平衡位置不大于5°。釋放擺球，從平衡位置開始時(shí)，記下擺球做30次振動(dòng)所用的時(shí)間t則單擺周期

t30(3)實(shí)驗(yàn)中改變擺長L獲多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，正確操作后作出的－L像為圖乙中圖線②。某同學(xué)誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長L，它實(shí)驗(yàn)步驟均正確，作出的圖線應(yīng)當(dāng)是圖乙____（選填①、③、④利用該圖線求得的重力加速度（選填“大于”“等于”“于”利圖線②求得的重加速度。【答案】

BD

①

等【解析】【分析】【詳解】分的游標(biāo)卡尺精確度為0.1mm，則小直徑為14.5mm．實(shí)驗(yàn)中，要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的擺線，長度適當(dāng)長一些；選擇體積比較小，密度較大的小球，故A錯(cuò)B正；CD擺的周期與擺線的長短有關(guān)擺角無關(guān)且開擺球使擺線偏離平衡位置不大于釋擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開始計(jì)時(shí)，要測量多個(gè)周期的時(shí)間，然后求平均值，故誤D正。故選BD。(3)[3]某學(xué)誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長L，即擺長測短了，即擺長為零就已出現(xiàn)了振動(dòng)周期，故圖像為①；[4]單擺的周期公式可推出函數(shù)為

2

42(L)可知利用斜率可以準(zhǔn)確求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｓ枚嘤秒姳頊y量某一電阻：(1)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋的“”，指針指在圖甲中位。為減小測量誤差，應(yīng)當(dāng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到______（選填“×1”“×100”、“×1K”位置。

1230040rzr1230040rzr(0(2)接下來的實(shí)驗(yàn)操作步驟_____（請(qǐng)按操作順序?qū)懗觯〢將紅表筆和黑表筆接到待測電阻兩端B將紅表筆和黑表筆短接C．節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向歐姆零點(diǎn)D．節(jié)姆調(diào)零旋鈕使指針指向電流的度線(3)經(jīng)以上正確操作后指針指在圖甲中b位，則該電阻測量值為________。(4)圖乙為簡化后的某型號(hào)多用電表內(nèi)部構(gòu)造原理圖，其中=13.6Ω，R=151，R=1670Ω。中將選擇的開關(guān)從“置旋轉(zhuǎn)到正確位置后，應(yīng)_（選填“增大”、“減小”、“不改變”）歐姆調(diào)零電阻的小，理由是_________【答案】

“×100”

BCA

增

見析【解析】【分析】【詳解(1)[1]圖甲中置可知電阻阻值約為2000，于選擇的檔較小，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，而且落在了刻度變化極大的非線性區(qū)域測量誤差較大如選擇“×”位指針將落在刻度線比較稀疏的區(qū)域，測量誤差依然較大；所以應(yīng)選擇與阻值比較匹配的100檔位來進(jìn)行測量；(2)[2]選新檔位之后，首先要進(jìn)行調(diào)零，再開始測量，所以正確的順序?yàn)锽CA(3)[3]該阻的測量值為

19Ω1900

；(4)[4]選開關(guān)從×10位置旋轉(zhuǎn)到”置后，應(yīng)當(dāng)增大歐姆調(diào)零電阻R的小；[5]電源內(nèi)阻為r檔位電阻為，電路中的及頭內(nèi)阻均計(jì)入內(nèi)，在兩表筆短接時(shí)，由歐姆定律可得流過表頭的電流為I

ER0zR0z

0123克f1選擇開關(guān)從×10位置旋轉(zhuǎn)到“×100位置后，檔位電阻R增了，可知流過表頭的電流I也大了，0123克f1如果不重新調(diào)零，則表筆短接時(shí)指針將指在歐姆零點(diǎn)的右側(cè)，由上式可知，適當(dāng)增大，使

I

減小，使指針重新指向零點(diǎn)。三、本共題，共40分。解應(yīng)寫出必要文字說、方程式和要演算驟，寫出最后結(jié)的不能得分有數(shù)值算的題，答中必須確寫出數(shù)值單位。圖甲所示為年京冬奧會(huì)上以“如意”命名的跳臺(tái)滑雪場地。圖乙為跳臺(tái)滑雪賽道的簡化圖，由助滑道區(qū)坡幾段組成道和著陸坡與水平面的夾角θ均段度L。運(yùn)動(dòng)員連同裝備總質(zhì)量m由A點(diǎn)無初速下滑從起跳區(qū)的點(diǎn)起跳后降落在著陸坡上的D點(diǎn)重力加速度=10m/s2

，，cos37°=0.8。(1)若忽略運(yùn)動(dòng)員在助滑道上受到的一切阻力，求運(yùn)動(dòng)員下滑到B的速度大小v；(2)若由于阻力的影響，運(yùn)動(dòng)員實(shí)際下滑到B點(diǎn)速度大小v，求運(yùn)動(dòng)員從點(diǎn)下滑到點(diǎn)過程中克服阻力做的功；(3)若運(yùn)動(dòng)員從C起跳時(shí)的速度大小v，方向沿水平方向。忽略其在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的一切阻力，求間的距離【答案】

203

m/s；(2)W；(3)r

m。【解析】【分析】【詳解】(1)由牛頓第二定律可得mgθ=代入數(shù)據(jù)可得=由勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式v

2

=2aL

代入數(shù)據(jù)可得v

m/s(2)從A到，根據(jù)動(dòng)能定理

f

=

解得

f

=9000J(3)設(shè)CD間距離為L

，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律L

=vt

sin

gt

聯(lián)立解得L如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的強(qiáng)場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。導(dǎo)軌間距l(xiāng)，一端接有電阻=0.4Ω，其余部分電阻不。導(dǎo)體棒b的阻r，以v=5m/s的度向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸良好。求：(1)回路中感應(yīng)電流I的小并判斷導(dǎo)體棒ab中的電流方向；(2)導(dǎo)體棒所受安培力F的小；(3)電阻R上耗功率。【答案），方向由b到）0.016N）【解析】【分析】【詳解】(1)導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)EBlv回路中感應(yīng)電流

I

E聯(lián)立解得I=0.4A方向由(2)導(dǎo)體棒所受安培力F=F=0.016N(3)電阻R上耗功率PIP=0.064W量子理論是20世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的重大成之一，玻爾提出的原子結(jié)構(gòu)理論推動(dòng)了量子理論的發(fā)展。玻爾理論的一個(gè)重要假設(shè)是原子能量的量子化年弗蘭克和赫茲利用粒子碰撞的方式證明了原子能量的量子化現(xiàn)象。弗蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示，燈絲K發(fā)射出初速度不計(jì)的電子，K與極G加有電壓為U的場使電子加速GA間0.5V的向電壓使電子減速。當(dāng)電子通過K-G空加速后進(jìn)入空時(shí)，如能量較大，就可以克服G-A間的反向電場到達(dá)接收極A，形成電流通過電流。在原來真空的容器中充入汞蒸汽，當(dāng)電子的動(dòng)能小于汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所需的能量時(shí)，由于汞原子的能量不連續(xù)變化，電子與汞原子發(fā)生彈性碰撞；當(dāng)電子的動(dòng)能大于汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所需的能量時(shí)電子與汞原子發(fā)生非彈性碰撞原子吸電子的一部分動(dòng)能己從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)知電子量為，電荷量為，汞原子質(zhì)量遠(yuǎn)大于子質(zhì)量。(1)求容器中未充入汞蒸汽時(shí)電子被加速到柵極G的度大小；(2)證明一個(gè)運(yùn)動(dòng)的電子與一個(gè)靜止的汞原子發(fā)生彈性正碰時(shí)子幾乎不會(huì)因碰撞損失能量過程中需要用到的物理量請(qǐng)自行設(shè)定）(3)實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的IU圖，從圖中看出，每當(dāng)KG間壓增加時(shí)電流就會(huì)大幅下降，請(qǐng)解釋這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

11211121【答案】(1)

eUm

；(2)解析所示；(3)解析所示【解析】【分析】【詳解】(1)對(duì)某一電子從K與極G，應(yīng)用動(dòng)能定理得eU=

2解得v

eUm(2)設(shè)汞原子的質(zhì)量為M碰撞前電子的速度為，碰后瞬間電子和汞原子速度分別v，子與汞原子發(fā)生彈性正碰時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得=mv+Mv由機(jī)械能守恒定律得1122Mv22

22聯(lián)立解得

MM

當(dāng)，得v1因此發(fā)生彈性正碰時(shí)電子幾乎沒有能量損失；(3)當(dāng)K-G間壓達(dá)到4.9V時(shí)電子在到達(dá)極近時(shí)獲得能量是4.9，汞原子發(fā)生非彈性碰撞時(shí)，

AB1AAB1112有可能把全部能量傳遞給汞原子，使汞原子從基態(tài)躍遷到最近的一個(gè)能量較高eV）的激發(fā)態(tài)，碰后的電子無法克服間反電壓到達(dá)A極因此A極AB1AAB1112等到間電壓超過4.9V較時(shí)，電子在K-G間與汞原子碰撞而轉(zhuǎn)移掉eV的量后，還留有足夠的能量，又能克服反向電壓從G極達(dá)A極電