物理 動(dòng)量+光電效應(yīng)

一)運(yùn)動(dòng)部分一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，其x-t的圖象如圖所示，則下列說(shuō)法t正確的是()A質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為0.5m/s質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為0.5m/s質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)的平均速度0.75m/s質(zhì)點(diǎn)在1s末速度為1.5m/s答案：D-=v+gt/2所以v=0.5m/sg=1m/s2to0如圖所示，一小球從斜軌道的某高度處由靜止滑下，然后沿豎直光滑軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)．已知圓軌道的半徑為R,忽略一切摩擦阻力，則以圓軌道最低點(diǎn)為零勢(shì)能面，小球的初位置高度在多少時(shí)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能不脫離軌道？答案:HW0.5R,或H22.5R時(shí)3?如圖所示，傾角為8的斜面底端固定擋P,質(zhì)量為m的小物塊A與質(zhì)量不計(jì)的木板B疊放在斜面上，A位于B的最上端且與P相距L.已知A與B，B與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為》，卩2，且》］>tan8>p，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與擋板相撞沒(méi)有機(jī)械能-損失，將A,B同時(shí)由靜止釋放，求：A,B釋放時(shí)，物塊A的加速度大小./j若A與擋板不相撞，木板的最小長(zhǎng)度L0若木板長(zhǎng)度為1,整個(gè)過(guò)程中木板運(yùn)動(dòng)的總路程(1)釋放木板與物塊A，它們一起下滑，以木板與物塊A為研究對(duì)象，，設(shè)其加速度大小為al，由牛頓第二定律有：mgsin8-p2mgcos8=ma1解得：a=gsin8-pcos812(2)在木板B與擋板未碰之前，A和B相對(duì)靜止，以相同的加速度一起向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，木板B與擋板相碰后立即靜止，A開(kāi)始勻減速下滑，若物塊A到達(dá)擋板時(shí)的速度恰好為0,此時(shí)木板長(zhǎng)度即為最小長(zhǎng)度1。，設(shè)木板與擋板相碰撞瞬間速度為v，則有：v=2a(L-L)°210木板靜止后，物塊減速下滑時(shí)的加速度大小為a2由牛頓第二定律有：pmgcos8-mgsin8=ma,解得：a=pgcos8-gsin81221由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：02-v2=-2a120聯(lián)立以上各式可解得：1=(sin8--pcos8)/(p-p)cos80212(3)分兩種情況：①若l±L°，木板與擋板相撞后不反彈，物塊A一直減速直到靜止在木板上，古木板通過(guò)的路程為：s=L-1

②若L三1,木板與擋板相撞后，物塊A在木板上減速運(yùn)動(dòng)直至與擋板相撞，由于碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失，A將以碰前速率返回，并帶動(dòng)木板一起隨物塊向上減速，當(dāng)它們的速度減為零后，再重復(fù)上述過(guò)程，直到物塊A停在擋板處。物塊與木耙間由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q和mgcosQ?l11木板與斜面間由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q=pmgcosQ?s22一豎直放置的輕彈簧，一端固定于地面，一端與質(zhì)量為3kg的B固定在一起，質(zhì)量為1kg的物體A放于B上，現(xiàn)在A和B罠正在一起豎直向上運(yùn)動(dòng)。如圖所示，當(dāng)A，B分離后，A上升|0.2m到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)B速度方向向下，彈簧為原長(zhǎng)，則從―営林zAB分離起至A到達(dá)最高點(diǎn)的這一過(guò)程中，彈簧的彈力對(duì)B額沖量大小以及彈簧的彈力對(duì)B做的功()A1.2N?SB6N?SC0JD4J4.BC自分離時(shí)至A達(dá)到最高點(diǎn)位移0.2m,易得此時(shí)間段時(shí)長(zhǎng)t=0.1s，分離2時(shí)V=V=1m/sABA和B分離時(shí)彈簧原長(zhǎng)，A達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧依舊是原長(zhǎng)，則B在次時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是對(duì)稱的，則對(duì)于B,有：重力做功為0，動(dòng)能變化量為0，即彈簧做功為0B的速度該變量為2m/s，則△I=6N?S(二)波粒二象性1.如圖所示為倫琴射線管的示意圖，K為陰極鎢絲，發(fā)射的電子初速度為零,A為對(duì)陰極邙日極)，當(dāng)AK之間加直流電壓U=30KV時(shí)，電子初加速打在對(duì)陰極為上，使之發(fā)出倫琴射線，設(shè)電子的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為倫琴射線的能量。試求：電子到達(dá)對(duì)陰極的速度是多大？由對(duì)陰極發(fā)出的倫琴射線的最短波長(zhǎng)是多大？若AK間的電流為10mA那么每秒鐘從對(duì)陰極歸多能輻射出多少個(gè)倫琴射線光子(電子電量e=1.6X10-19C，質(zhì)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^(個(gè))2．在下列各組所說(shuō)的兩個(gè)現(xiàn)象中，都表現(xiàn)出光具有粒子性的是()光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象B.光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象C.光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象D.光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)2?答案D粒子性：光電效應(yīng)現(xiàn)象康普頓效應(yīng)；波動(dòng)性：干涉衍射偏振色散其中，折射和反射網(wǎng)上怎么說(shuō)的都有，也不做太大要求，

3?紫外線光子的動(dòng)量為應(yīng)，一個(gè)靜止的O吸收了一個(gè)紫外線光子后()C3仍然靜止B.沿著光子原來(lái)運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)C.沿光子運(yùn)動(dòng)相反方向運(yùn)動(dòng)D.可能向任何方向運(yùn)動(dòng)B解析：由動(dòng)量守恒定律知，吸收了紫外線光子的O分子與光子原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向相同。4?如圖所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源，即可在陽(yáng)極A上產(chǎn)生X射線。(h=6.63X10-34J?s,電子電荷量e=1.6X10-19C)如高壓電源的電壓為20kV，求X射線的最短波長(zhǎng)；如此時(shí)電流表讀數(shù)為5mA，1s內(nèi)產(chǎn)生5X1013個(gè)平均波長(zhǎng)為l.OXIO-iom的光子，求倫琴射線管的工作效率。(1)X射線管陰極上產(chǎn)生的熱電子在20kV高壓加速下獲得的動(dòng)能全部變成X光子的能量，X光子的波長(zhǎng)最短。由W=Ue=hv=hc/A得入二hc/Ue'63%10x3x1^m=6.2X10-nm2x104x1.6x10-19(2)高壓電源的電功率P=UI=100W1每秒產(chǎn)生X光子的能量P二nhc/入=0.1W效率為n二生=0.1%2耳[2016?全國(guó)卷I,35(1)]現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是()保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大入射光的頻率變高，飽和光電流變大入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)答案ACE解析在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度來(lái)決定，與頻率無(wú)關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，因此A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)E=hv-W可知，對(duì)于同一光電管，逸出功W不變，當(dāng)頻率變高，最大初動(dòng)能E*變大，因此C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無(wú)論光照強(qiáng)度多大，都不會(huì)有光電流產(chǎn)生，因此D錯(cuò)誤；由Em=eU和=hv-W,得hv-W=eU，遏制電壓只與入射光頻率有關(guān)，與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)，因此E正確?！??圖4是某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率v的關(guān)系圖象，可知該金屬的逸出功為.若入射光的頻率為2v，則產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能為?(已知普朗克常量為h)6.答案hvhv解析從圖象上可知，逸出功W=hv0?根據(jù)光電效應(yīng)方程，E=hv-W=hv—hv?若入射光的頻率為2v，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hv?°000

波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有()光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等答案AB解析光電效應(yīng)說(shuō)明光的粒子性，所以A項(xiàng)正確；熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波的特性，即說(shuō)明中子具有波動(dòng)性，所以B項(xiàng)正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說(shuō)明電磁輻射具有量子化，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋，即C錯(cuò)誤；根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式入二hp,p2=2mE，又質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所以動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)較短，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤.如圖所示，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn)(只能證明光具有波動(dòng)性只能證明光具有粒子性只能證明光能夠發(fā)生衍射證明光具有波粒二象性解析：弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動(dòng)性，驗(yàn)電器鋁箔有張角，說(shuō)明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性，D正確.答案：D原子從一個(gè)高能級(jí)躍遷到一個(gè)較低的能級(jí)時(shí)，有可能不發(fā)射光子。例如在某種條件下，鉻原子的n=2能級(jí)上的電子躍遷到n=l能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級(jí)上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng)，以這種方式脫離了原子的電子叫做俄歇電子。已知鉻原子的能級(jí)公式可簡(jiǎn)化表示為En=—￡，式中n=l,2,3,……表示不同能級(jí)，A是正的已知常數(shù)，上述俄歇電子的動(dòng)能是()A」AB.Zac.%D.13A16161616［解析］先計(jì)算鉻原子的n=2能級(jí)上的電子躍遷到n=l能級(jí)上時(shí)應(yīng)釋放的能量：△E=E—E=—A+A=3a。n=4能級(jí)上的電子要電離所需的能量E=丄人，2144416則n=4能級(jí)上的電子得到△E的能量后，首先需要能量使之電離，然后多余的能量以動(dòng)能的形式存在，所以E=△E—E=11A，選項(xiàng)C正確。k41610?圖甲所示為氫原子的能級(jí)，圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)的輻射光，則譜線b可能是氫原子時(shí)的輻射光。

從n=5的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)7(X>nm(WOiim5OOm?f的比蔚圖卜的債匕閃哎里it長(zhǎng)的祐尺乙從n=7(X>nm(WOiim5OOm?f的比蔚圖卜的債匕閃哎里it長(zhǎng)的祐尺乙從n=5的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)［解析］譜線a是氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)的輻射光，波長(zhǎng)大于譜線b的，所以a光的光子頻率小于b光的光子頻率，所以b光的光子能量大于n=4和n=2的能級(jí)差。n=3和n=2的能級(jí)差、n=4和n=3的能級(jí)差、n=5和n=3的能級(jí)差都小于n=4和n=2的能級(jí)差。n=5和n=2的能級(jí)差大于n=4和n=2的能級(jí)差。故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。根據(jù)玻爾假設(shè)，若規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處的能量為0,則量子數(shù)為n的氫原子的能量En=鳥，E1為基態(tài)的能量，經(jīng)計(jì)算為一13.6eV,現(xiàn)規(guī)定氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量為n20，則,()量子數(shù)n=2時(shí)能級(jí)的能量為0量子數(shù)n=3時(shí)能級(jí)的能量為一西19若要使氫原子從基態(tài)躍遷到第4能級(jí)，則需要吸收的光子能量，為一15雖16若采用能量為一迢的高速電子轟擊而躍遷到激發(fā)態(tài)，這些氫原子從激發(fā)態(tài)向10低能級(jí)躍遷的過(guò)程中可釋放出10種不同頻率的光子BC［解析］若規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處的能量為0,則量子數(shù)為n=2時(shí)的能量為E=一2i^eVn—3.4eV，若氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量為0,則量子數(shù)n=2時(shí)能級(jí)的能22量為10.2eV，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；量子數(shù)n=3時(shí)能級(jí)的能量為虹—E=一退，選項(xiàng)B3219正確；若要使氫原子從基態(tài)躍遷到第4能級(jí)，則需要吸收的光子能量為乞—E=421一15旦，選項(xiàng)C正確；采用能量為一退的高速電子轟擊而躍遷到激發(fā)態(tài)，根據(jù)Em1510一En=hv,氫原子獲得能量躍遷到n=3激發(fā)態(tài)，則這些氫原子從激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中可釋放出3種不同頻率的光子，故D錯(cuò)誤。如圖所示,在陰極射線管正上方平行放一根通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線,則陰極射線將()A.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)B.向紙外偏轉(zhuǎn)C.向下偏轉(zhuǎn)D.向上偏轉(zhuǎn)【解析】選D。由安培定則可以判斷陰極射線所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,電子從負(fù)極射出向右運(yùn)動(dòng),由左手定則可判定陰極射線（電子）向上偏轉(zhuǎn)。太陽(yáng)光的光譜中有許多暗線,它們對(duì)應(yīng)著某些元素的特征譜線,產(chǎn)生這些暗線是由于（）太陽(yáng)表面大氣層中缺少相應(yīng)的元素太陽(yáng)內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素太陽(yáng)表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素地球大氣層中存在著相應(yīng)的元素【解析】選C。吸收光譜的暗線是連續(xù)光譜中某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的。太陽(yáng)光的吸收光譜,是當(dāng)太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)較低溫度的太陽(yáng)大氣層時(shí),某些波長(zhǎng)的光被太陽(yáng)大氣層含有的元素吸收而產(chǎn)生的，故C正確,A、B、D錯(cuò)。巴耳末公式為2=Rx［丄-丄］。入22n2R為里德伯常量，R=1.097X1