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题型：解答题题类：难易度：困难

2024届上海市杨浦区高三二模物理试卷

二、测速

现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图所示，两臂上有A、B两孔，A孔内的发光管发射红外线，B孔内的光电管接收红外线。

（1）、如图2所示，为了测量物体运动的速度，在物体上安装挡光片。用光电门传感器测量运动物体经过光电门时的速度，需要测量的物理量有和。

（2）、光电门传感器是根据光电效应，利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。如图3所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压U与入射光频率v之间的关系。从图中数据可知该金属的极限频率为Hz（计算结果保留2位有效数字）。已知红外线的波长范围约在 $\text{[math]}$ ，用红外线照射该金属（选填“能”或“不能”）产生光电效应。（普朗克常量 $\text{[math]}$ ，电子电量 $\text{[math]}$ ）

（3）、图（a）中磁铁安装在半径为R的自行车前轮上，磁铁到前轮圆心的距离为r。磁铁每次靠近霍尔传感器，传感器就输出一个电压信号到速度计上。

（1）测得连续N个电压信号的时间间隔为t，则在这段时间内自行车前进的平均速度 $\text{[math]}$ 。

（2）自行车做匀变速直线运动，某段时间内测得电流信号强度I随时间t的变化如图（b）所示，则自行车的加速度 $\text{[math]}$ （以车前进方向为正方向）。

（3）如图（c）所示，电流从上往下通过霍尔元件A（自由电荷为电子），当磁铁C沿图示方向运动经过霍尔元件附近时，会有图示方向的磁场穿过霍尔元件，在元件的左右两面间能检测到电势差 $\text{[math]}$ 。则磁铁经过霍尔元件的过程中（由空间磁场变化所激发的电场可忽略不计）

A. 磁铁C的N极靠近元件且 $\text{[math]}$ B. 磁铁C的S极靠近元件且 $\text{[math]}$

C. 磁铁C的N极靠近元件且 $\text{[math]}$ D. 磁铁C的S极靠近元件且 $\text{[math]}$

（4）、用微波传感器测量飞行网球的速度，利用发送信号与接收信号的频率差，通过公式计算出物体运动的速度。当球远离传感器运动时，单位时间内测得的信号数和波长（）

A、变多，变长 B、变多，变短 C、变少，变短 D、变少，变长

举一反三

如图所示，利用霍尔元件可以监测无限长直导线的电流。无限长直导线在空间任意位置激发磁场的磁感应强度大小为： $\text{[math]}$ ，其中k为常量，I为直导线中电流大小，d为空间中某点到直导线的距离。霍尔元件的工作原理是将金属薄片垂直置于磁场中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流 $\text{[math]}$ 时，e、f两侧会产生电势差。下列说法正确的是（　　）

如图所示的光电管，合上开关，用光子能量为4.4eV的一束光照射阴极K，发现电流表示数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表示数小于1.80V时，电流表示数仍不为零，当电压表示数大于或等于 $\text{[math]}$ 时，电流表示数为零，由此可知阴极K的逸出功为（　　）

原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为E_k ，则（　　）

神秘的光：光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验。逐渐揭开了光的神秘面纱。人类对光的认识不断深入，引发了具有深远意义的物理学革命。

某紫外激光波长为 $\text{[math]}$ ，其单个光子能量为{#blank#}1{#/blank#}。若用该激光做光电效应实验，所用光电材料的截止频率为 $\text{[math]}$ ，则逸出光电子的最大初动能为{#blank#}2{#/blank#}。（普朗克常量为h，真空中光速为c）

现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生，下列说法正确的是（　　）

光的干涉现象在技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度。如图甲所示，把一标准透明板压在另一被检测透明板上，一端用两张纸片垫起，构成空气劈尖，让单色光a、b分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

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