- 爱因斯坦光电效应方程
- 共36题
(1)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示,其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是______。(填选项前的字母)
A. 逸出功与ν有关
B. Ekm与入射光强度成正比
C. ν<ν0时,会逸出光电子
D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关
(2)在光滑水平面上,一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反。则碰撞后B球的速度大小可能是__________。(题选项前的字母)
A. 0.6
B. 0.4
C. 0.3
D. 0.2
正确答案
(1)D(2)A
解析
(1)光电子的最大初动能与入射光频率的关系是Ekm = hv-W,结合图象易判断D正确。
(2)由碰撞中的动量守恒得mv = 2mvB-mvA,vA>0,则vB>0.5v,故小于0.5v的值不可能有,A正确。
知识点
(1)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能,下列说法正确的是__________
A对于同种金属,与照射光的强度无关
B对于同种金属,与照射光的波长成正比
C对于同种金属,与照射光的时间成正比
D对于同种金属,与照射光的频率成线性关系
E对于不同种金属,若照射光频率不变,Ek与金属的逸出功成线性关系
(2)一静止的核经衰变成为,释放出的总动能为4.27MeV,问此衰变后核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?
正确答案
见解析。
解析
(1)ADE
(2)
据题意知,此衰变的衰变方程为
根据动量守恒定律得
①
式中,和分别为粒子和Th核的质量,和分别为粒子和Th核的速度大小,由题设条件知
②
③
式中是粒子和Th核的总动能。
由①②③式得
④
代入数据解得,衰变后核的动能
⑤
知识点
(1)氢原子处于基态时,原子的能量为E1,处于n=3的激发态时,原子的能量为E3,一群处于n=3激发态的氢原子跃迁到n=1的基态时,可以向外辐射________种不同频率的光子.已知普朗克常量为h,光在真空中传播的速度为c,其中最短波长是________,若用该光子去照射某种金属,恰能发生光电效应,则该金属的逸出功是________。
(2)如图13所示,三个大小相同、质量均为m的小球A、B、C静止在光滑水平面上,且A、B、C共线,现让A球以速度v0向着B运动,A、B两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与C球发生弹性碰撞,求最终A、B、C的速度.
图13
正确答案
(1)
(2)
解析
略
知识点
在光电效应实验中,用单色光照时某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的 ( )
正确答案
解析
根据爱因斯坦光电效应方程,,光电子的最大初动能取决于入射光的频率。
知识点
(1)如图所示是研究光电效应的实验装置,某同学进行了如下操作:
①用频率为ν1的光照射光电管,此时电流表中有电流。调节滑动变阻器,将触头P向 端滑动(选填“a”或“b”),使微安表示数恰好变为零,记下电压表示数U1。
②用频率为ν2的光照射光电管,重复①中的步骤,记下电压表示数U2。
已知电子的电量为e,由上述实验可知,普朗克常量h= (用上述已知量和测量量表示)。
(2)(9分)如图所示,光滑的水平面上静止着半径相同的三个小球A、B、C,其中小球A、C的质量分别为mA=m、mC=4m。现使A以初速沿B、C的连线方向向B运动,求B球的质量M为何值时,才能使C球碰撞后的速度最大?(已知A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞)
正确答案
(1)a (3分) (3分)
(2)解:
以碰撞前A球的速度方向为正,A球与B球发生弹性碰撞,设碰撞后的速度分别为和,由能量守恒定律和动量守恒定律,得
1分
1分
解得 1分
B球与C球发生弹性碰撞,设碰撞后的速度分别为和,由能量守恒定律和动量守恒定律,得
1分
解得 1分
故C球碰撞后的速度
由数学关系解得时,C球碰撞后的速度最大。 2分
解析
略
知识点
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