- 爱因斯坦光电效应方程
- 共264题
C.(选修模块 3 一 5 )
( l )在光电效应实验中,小明同学用同一实验装置(如图 l )在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线,如图( 2 )所示.则
( A )乙光的频率小于甲光的频率 ( B )甲光的波长大于丙光的波长 ( C )丙光的光子能量小于甲光的光子能量 ( D )乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能
( 2 )用光照射某金属,使它发生光电效应现象,若增加该入射光的强度,则单位时间内从铝板表面逸出的光电子数______,从表面逸出的光电子的最大动量大小______(选填“增加”、“减小”或“不变,')
( 3 )用加速后动能为Ek0的质子:H轰击静止的原子核 x,生成两个动能均为Ek的
He核,并释放出一个频率为 v 的γ光子.写出上述核反应方程并计算核反应中的质量亏损.(光在真空中传播速度为 c )
正确答案
(1)根据eUc=mv2知,乙丙的遏止电压相等,则光电子的最大初动能相等,根据光电效应方程,Ekm=hv-W0知,乙丙的频率相等,甲的遏止电压小,则甲照射产生光电子的最大初动能小,则甲的频率小,所以乙丙的频率相等,大于甲的频率,则乙丙的波长相等,小于甲的波长,乙丙的光子能量相等,大于甲的光子能量.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
(2)增加入射光的强度,则单位时间内逸出的光电子数目增加,光电子的最大初动能不变,则最大速度不变,所以最大动量不变.
(3)根据电荷数守恒、质量数守恒有:H
Li→
He
He.
该核反应释放的核能为△E=2EK+hv-Ek0
由爱因斯坦质能方程得△E=△mc2
解得质量亏损△m=.
故答案为:(1)B (2)增加,不变 (3)H
Li→
He
He.△m=
.
如图所示是使用光电管的原理图.当频率为ν的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过.如果将变阻器的滑动端P由A向B滑动,通过电流表的电流强度将会减小.当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则该阴极材料的逸出功为______(已知普朗克常量为h,电子电量为e).如果不改变入射光的频率,而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能将______(填“增加”、“减小”或“不变”)
正确答案
根据题意知,遏止电压为U,有eU=mvm2
根据光电效应方程得,mvm2=hv-W0
则逸出功W0=hv-eU.
光电子的最大初动能与入射光的强度无关,增加光强度,光电子的最大初动能不变.
故答案为:hv-eU,不变.
如图所示,相距为d的两平行金属板A、B足够大,板间电压恒为U,有一波长为λ的细激光束照射到B板中央,使B板发生光电效应,已知普朗克常量为h,金属板B的逸出功为W,电子质量为m,电荷量e,求:
(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子,到达A板时的动能;
(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间。
正确答案
解:(1)根据爱因斯坦光电效应方程EK=h-W,光子的频率为
所以,光电子的最大初动能为EK=-W
能以最短时间到达A板的光电子,是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子,设到达A板的动能为EK1由动能定理,得eU=EK1一EK所以EK1=eU+-W
(2)能以最长时间到达A板的光电子,是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子
则
得t=d
[物理—选修3—5](15分)
(1)(5分)下列说法正确的是 。
(2)(10分)贫铀合金具有高密度、高强度、高韧性的特点,用它做弹芯穿甲能力强,可以摧毁坚固的目标。贫铀弹的重要原料是铀238,具有放射性,放出的射线对人体会造成严重的伤害,因此爱好和平的人们都反对使用贫铀弹。若某静止的铀核()发生
衰变生成钍核(Th),并同时放出能量为E的
光子,已知铀核的质量为
,钍核的质量为
粒子的质量为
。
①写出核反应方程。
②若放出的光子动量可忽略,求衰变生成的
粒子的速率。
正确答案
(1)CD
(2)①
②
(1)CD(全选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分)
(2)(10分)解:①
(2分)
(1分)
② (2分)
(2分)
(2分)
(2分)
(1)有关热辐射和光的本性,请完成下列填空题
黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释,1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成,每一份称为_________.1905年爱因斯坦从此得到启发,提出了光子的观点,认为光子是组成光的最小能量单位,光子的能量表达式为_________,并成功解释了__________________现象中有关极限频率、最大初动能等规律,写出了著名的______________方程,并因此获得诺贝尔物理学奖。
(2)已知氘核质量2.0136u,中子质量为1.0087u,核质量为3.0150u。
A、写出两个氘核聚变成的核反应方程___________________________________。
B、计算上述核反应中释放的核能。(结果保留2位有效数字)(1u=931.5Mev)
C、若两氘以相等的动能0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应,且释放的核能全部转化为机械能,则反应中生成的核和中子的动能各是多少?(结果保留2位有效数字)
正确答案
(1)能量子 光电效应 光电效应方程(或
)
(2)a、;b、3.26Mev;c、0.815Mev
(1)能量子 光电效应 光电效应方程(或
)
(2)a、
b、在核反应中质量的亏损为Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u
= 0.0035u
所以释放的核能为0.0035×931.5Mev=3.26Mev
c、反应前总动量为0,反应后总动量仍为0,
所以氦核与中子的动量相等。
由EK=P2/2m得
EHe:En=1:3
所以En="3E/4=2.457Mev " EHe=E/4=0.815Mev
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