高中物理光电效应实验计算题

普朗克常量h＝6.63×10^－34 J·s，铝的逸出功W₀＝6.72×10^－19 J，现用波长λ＝200 nm的光照射铝的表面（结果保留三位有效数字）．
①求光电子的最大初动能；
②若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个距离足够远且静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值（除两电子间的相互作用以外的力均不计）。

某光源能发出波长λ=0.60μm的可见光，用它照射某金属可发生光电效应，产生光电子的最大初动能E_k=4.0×10^－20J。已知普朗克常量，光速c=3.0×10⁸m/s。求 (计算结果保留两位有效数字) ：
①该可见光中每个光子的能量；
②该金属的逸出功。

如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中A为阴极，K为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极A，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是     

A．光电管阴极材料的逸出功为4.5eV

B．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零

C．若用光子能量为12eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大

D．若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零

分别用和的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2。若已知普朗克常量为h，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功是多大？

已知某金属表面接受波长为λ和2λ的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能分别为30 eV和10 eV，求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少？(λ为未知量)

某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为：
① H＋C―→N
② H＋N―→C＋X
（1）写出原子核X的元素符号、质量数和核电荷数；
（2）已知原子核H、C、N的质量分别为m_H=1.0078u、m_C=12.0000u、m_N=13.0057u，1u相当于931MeV。试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能；（结果保留三位有效数字）
（3）用上述辐射中产生的波长为λ=4×10^-7m的单色光去照射逸出功为W=3.0×10^-19J金属材料铯时，通过计算判断能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能。（普朗克常量h=6.63×10^-34J·s，光在空气中的速度c=3×10⁸m/s）（结果保留三位有效数字）

如图甲所示的光电效应实验中，改变入射光束的频率v，同时由电压表V测量出相应的遏止电压U_c，多次测量，绘得的U_c—v关系图线如图乙所示。已知电子的电荷量e = C。求：

① 金属k的截止频率v_c；
② 普朗克常量h。

美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据．密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压U_c.与入射光频率ν，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性．如图所示是根据某次实验作出的U_c－ν图象，电子的电荷量为1.6×10^－19C.试根据图象求：这种金属的截止频率ν_c和普朗克常量h.

已知金属铯的逸出功为1.9 eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1.0 eV，求入射光的波长应为多少？

如图所示的光电管实验当中，当用波长300.0 nm的光照在K上时，电流表有示数。调节滑动变阻器，当电压表读数为3.0 V时，灵敏电流表读数为零．改用波长150.0 nm的光照在K上时，调节滑动变阻器，当电压表读数为7.1 V时，灵敏电流表读数为零．求：普朗克常量和K的逸出功．（）

如图所示，真空中金属板M、N相距为d，当N板用波长为λ的光照射时，电路中的电流恒为I.设电子的电荷量为e，质量为m，真空中光速为c.

（1）求每秒到达M板的电子数.
（2）当垂直于纸面再加一匀强磁场，且磁感应强度为B时，电路中的电流恰好为零，求从N板逸出光电子的最大初动能和N板的逸出功.

普朗克常量h＝6.63×10^－34 J·s，铝的逸出功W₀＝6.72×10^－19 J，现用波长λ＝200 nm的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字)．
①求光电子的最大初动能；
②若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个距离足够远且静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(除两电子间的相互作用以外的力均不计)。

（1）下列说法正确的是    
A．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光的强度太弱
B．德布罗意认为一切物体都具有波粒二象性
C．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收能量
D．黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与温度有关
（2）核电池又叫‘放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5000年。燃料中钚（ ）是一种人造同位素，可通过下列反应合成：
① 用氘核（ ）轰击铀（ ）生成镎（ ）和两个相同的粒子x ，核反应方程是；
②镎（）放出一个粒子Y 后转变成钚（  ) ，核反应方程是 。则x 粒子的符号为     ；Y 粒子的符号为     。
（3）如图甲，光滑水平面上有A、B两物体，已知A的质量为2 kg，A以一定的初速度向右运动，与B发生正碰后粘在一起向右运动，它们位移时间图像如图乙求：

①物体B的质量；
②AB碰撞过程中损失的机械能。

下图是光电效应实验示意图．当能量为的光照射金属K时，产生光电流．若K的电势高于A的电势，且电势差为，光电流刚好截止．那么当A的电势高于K的电势，且电势差也为时，光电子到达A极的最大动能是多大？此金属的逸出功是多大？

（1）下列说法正确的是（选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分，选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型

B．在很多核反应中，由于有核能的释放，所以才会有质量的亏损

C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少

D．入射光的频率如果低于某金属的截止频率，即使增加该入射光的强度，也不能使该金属发生光电效应

E．康普顿效应不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量
（2）如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为 2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将     （填“吸收”、“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中，有     种频率的光子能使该金属产生光电效应。

（3）（9分) 如图所示，一质量m₁= 0.48kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上。车顶右端放一质量m₂= 0.2kg的小物块，小物块可视为质点。现有一质量m₀= 0.02kg的子弹以水平速度射中小车左端，并留在车中，最终小物块以5m/s的速度与小车脱离。子弹与车相互作用时间极短。g取10 m/s²。求：

① 子弹刚刚射入小车时，小车速度v₁的大小；
② 小物块脱离小车时，小车速度v₁′的大小。