物理 动量+光电效应

一)运动部分一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其x-t的图象如图所示，则下列说法t正确的是()A质点做匀速直线运动，速度为0.5m/s质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/s质点在第1s内的平均速度0.75m/s质点在1s末速度为1.5m/s答案：D-=v+gt/2所以v=0.5m/sg=1m/s2to0如图所示，一小球从斜轨道的某高度处由静止滑下，然后沿竖直光滑轨道的内侧运动．已知圆轨道的半径为R,忽略一切摩擦阻力，则以圆轨道最低点为零势能面，小球的初位置高度在多少时，在运动过程中能不脱离轨道？答案:HW0.5R,或H22.5R时3•如图所示，倾角为8的斜面底端固定挡P,质量为m的小物块A与质量不计的木板B叠放在斜面上，A位于B的最上端且与P相距L.已知A与B，B与斜面的动摩擦因数分别为》，卩2，且》］>tan8>p，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与挡板相撞没有机械能-损失，将A,B同时由静止释放，求：A,B释放时，物块A的加速度大小./j若A与挡板不相撞，木板的最小长度L0若木板长度为1,整个过程中木板运动的总路程(1)释放木板与物块A，它们一起下滑，以木板与物块A为研究对象，，设其加速度大小为al，由牛顿第二定律有：mgsin8-p2mgcos8=ma1解得：a=gsin8-pcos812(2)在木板B与挡板未碰之前，A和B相对静止，以相同的加速度一起向下做匀加速运动，木板B与挡板相碰后立即静止，A开始匀减速下滑，若物块A到达挡板时的速度恰好为0,此时木板长度即为最小长度1。，设木板与挡板相碰撞瞬间速度为v，则有：v=2a(L-L)°210木板静止后，物块减速下滑时的加速度大小为a2由牛顿第二定律有：pmgcos8-mgsin8=ma,解得：a=pgcos8-gsin81221由运动学公式：02-v2=-2a120联立以上各式可解得：1=(sin8--pcos8)/(p-p)cos80212(3)分两种情况：①若l±L°，木板与挡板相撞后不反弹，物块A一直减速直到静止在木板上，古木板通过的路程为：s=L-1

②若L三1,木板与挡板相撞后，物块A在木板上减速运动直至与挡板相撞，由于碰撞过程中没有机械能损失，A将以碰前速率返回，并带动木板一起随物块向上减速，当它们的速度减为零后，再重复上述过程，直到物块A停在挡板处。物块与木耙间由于摩擦产生的热量Q和mgcosQ•l11木板与斜面间由于摩擦产生的热量Q=pmgcosQ・s22一竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面，一端与质量为3kg的B固定在一起，质量为1kg的物体A放于B上，现在A和B罠正在一起竖直向上运动。如图所示，当A，B分离后，A上升|0.2m到达最高点，此时B速度方向向下，弹簧为原长，则从―営林zAB分离起至A到达最高点的这一过程中，弹簧的弹力对B额冲量大小以及弹簧的弹力对B做的功()A1.2N・SB6N・SC0JD4J4.BC自分离时至A达到最高点位移0.2m,易得此时间段时长t=0.1s，分离2时V=V=1m/sABA和B分离时弹簧原长，A达到最高点时弹簧依旧是原长，则B在次时间段内的运动过程是对称的，则对于B,有：重力做功为0，动能变化量为0，即弹簧做功为0B的速度该变量为2m/s，则△I=6N・S(二)波粒二象性1.如图所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零,A为对阴极邙日极)，当AK之间加直流电压U=30KV时，电子初加速打在对阴极为上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量。试求：电子到达对阴极的速度是多大？由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？若AK间的电流为10mA那么每秒钟从对阴极归多能辐射出多少个伦琴射线光子(电子电量e=1.6X10-19C，质量m=0.91X10-30kg)1•解析：(1)qU=AEk=mV2/2，V=1.0Xl08m/sqU=mV2/2=h；入=hC/qU=4.1X10-11mI=q/1二ne/1，n=It/e=6.25X10^(个)2．在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是()光的折射现象、偏振现象B.光的反射现象、干涉现象C.光的衍射现象、色散现象D.光电效应现象、康普顿效应2•答案D粒子性：光电效应现象康普顿效应；波动性：干涉衍射偏振色散其中，折射和反射网上怎么说的都有，也不做太大要求，

3•紫外线光子的动量为应，一个静止的O吸收了一个紫外线光子后()C3仍然静止B.沿着光子原来运动的方向运动C.沿光子运动相反方向运动D.可能向任何方向运动B解析：由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O分子与光子原来运动方向相同。4•如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A上产生X射线。(h=6.63X10-34J•s,电子电荷量e=1.6X10-19C)如高压电源的电压为20kV，求X射线的最短波长；如此时电流表读数为5mA，1s内产生5X1013个平均波长为l.OXIO-iom的光子，求伦琴射线管的工作效率。(1)X射线管阴极上产生的热电子在20kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量，X光子的波长最短。由W=Ue=hv=hc/A得入二hc/Ue'63%10x3x1^m=6.2X10-nm2x104x1.6x10-19(2)高压电源的电功率P=UI=100W1每秒产生X光子的能量P二nhc/入=0.1W效率为n二生=0.1%2耳[2016•全国卷I,35(1)]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()保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大入射光的频率变高，饱和光电流变大入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关答案ACE解析在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据E=hv-W可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能E*变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误；由Em=eU和=hv-W,得hv-W=eU，遏制电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此E正确。°6•图4是某金属发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率v的关系图象，可知该金属的逸出功为.若入射光的频率为2v，则产生的光电子最大初动能为•(已知普朗克常量为h)6.答案hvhv解析从图象上可知，逸出功W=hv0•根据光电效应方程，E=hv-W=hv—hv•若入射光的频率为2v，则产生的光电子的最大初动能为hv•°000

波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()光电效应现象揭示了光的粒子性热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案AB解析光电效应说明光的粒子性，所以A项正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B项正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式入二hp,p2=2mE，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波长较短，所以D项错误.如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验(只能证明光具有波动性只能证明光具有粒子性只能证明光能够发生衍射证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确.答案：D原子从一个高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=l能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为En=—£，式中n=l,2,3,……表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是()A」AB.Zac.%D.13A16161616［解析］先计算铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=l能级上时应释放的能量：△E=E—E=—A+A=3a。n=4能级上的电子要电离所需的能量E=丄人，2144416则n=4能级上的电子得到△E的能量后，首先需要能量使之电离，然后多余的能量以动能的形式存在，所以E=△E—E=11A，选项C正确。k41610•图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光，则谱线b可能是氢原子时的辐射光。

从n=5的能级跃迁到n=3的能级7(X>nm(WOiim5OOm»f的比蔚图卜的债匕闪哎里it长的祐尺乙从n=7(X>nm(WOiim5OOm»f的比蔚图卜的债匕闪哎里it长的祐尺乙从n=5的能级跃迁到n=2的能级从n=3的能级跃迁到n=2的能级［解析］谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光，波长大于谱线b的，所以a光的光子频率小于b光的光子频率，所以b光的光子能量大于n=4和n=2的能级差。n=3和n=2的能级差、n=4和n=3的能级差、n=5和n=3的能级差都小于n=4和n=2的能级差。n=5和n=2的能级差大于n=4和n=2的能级差。故A、B、D错误，C正确。根据玻尔假设，若规定无穷远处的能量为0,则量子数为n的氢原子的能量En=鸟，E1为基态的能量，经计算为一13.6eV,现规定氢原子处于基态时的能量为n20，则,()量子数n=2时能级的能量为0量子数n=3时能级的能量为一西19若要使氢原子从基态跃迁到第4能级，则需要吸收的光子能量，为一15虽16若采用能量为一迢的高速电子轰击而跃迁到激发态，这些氢原子从激发态向10低能级跃迁的过程中可释放出10种不同频率的光子BC［解析］若规定无穷远处的能量为0,则量子数为n=2时的能量为E=一2i^eVn—3.4eV，若氢原子处于基态时的能量为0,则量子数n=2时能级的能22量为10.2eV，选项A错误；量子数n=3时能级的能量为虹—E=一退，选项B3219正确；若要使氢原子从基态跃迁到第4能级，则需要吸收的光子能量为乞—E=421一15旦，选项C正确；采用能量为一退的高速电子轰击而跃迁到激发态，根据Em1510一En=hv,氢原子获得能量跃迁到n=3激发态，则这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中可释放出3种不同频率的光子，故D错误。如图所示,在阴极射线管正上方平行放一根通有强电流的长直导线,则阴极射线将()A.向纸内偏转B.向纸外偏转C.向下偏转D.向上偏转【解析】选D。由安培定则可以判断阴极射线所在处的磁场方向垂直纸面向外,电子从负极射出向右运动,由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转。太阳光的光谱中有许多暗线,它们对应着某些元素的特征谱线,产生这些暗线是由于（）太阳表面大气层中缺少相应的元素太阳内部缺少相应的元素太阳表面大气层中存在着相应的元素地球大气层中存在着相应的元素【解析】选C。吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的。太阳光的吸收光谱,是当太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时,某些波长的光被太阳大气层含有的元素吸收而产生的，故C正确,A、B、D错。巴耳末公式为2=Rx［丄-丄］。入22n2R为里德伯常量，R=1.097X1