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2022-2023學年北京市順義一中高三(下)月考物理試卷(3月份)
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試題詳情
科學家利用如圖所示的電路研究光電效應,圖中K、A光束是密封在真空玻璃管中的兩個電極,K極受到光照時可能發(fā)射電子,已知電子電荷量為e,普朗克常量為h。
(1)當有光照射K極,電流表的示數(shù)為I,求經(jīng)過時間t到達A極的電子數(shù)n。
(2)使用普通光源進行實驗時,電子在極短時間內(nèi)只能吸收一個光子的能量。用頻率為ν
0
的普通光源照射K極,可以發(fā)生光電效應。此時,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,當電壓表的示數(shù)為U時,電流表的示數(shù)減小為0。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對光電效應的認識,用強激光照射金屬,一個電子在極短時間內(nèi)吸收到多個光子成為可能。若用強激光照射K極時,一個電子在極短時間內(nèi)能吸收n個光子,求能使K極發(fā)生光電效應的強激光的極限頻ν。
(3)某同學研究為什么使用普通光源進行電效應實驗時一個電子在很短時間內(nèi)不能吸收多個光子,他查閱資料獲得以下信息:原子半徑大小數(shù)量級為10
-10
m。若普通光源的發(fā)光頻率為6×10
14
Hz,其在1s內(nèi)直照時到1m
2
面積上的光的能量為10
6
J;若電子吸收第一個光子能量不足以脫離金屬表面時,在不超過10
-8
s的時間內(nèi)電子將該能量放給周圍原子而恢復到原狀態(tài)。為了進一步分析,他建構(gòu)了簡單模型:假定原子間沒有縫隙,一個原子范圍內(nèi)只有一個電子,且電子可以吸收一個原子范圍內(nèi)的光子。請利用以上資料,解決以下問題。
a.普朗克常量h取6.6×10
-34
J?s,估算1s內(nèi)照射到一個原子范圍的光子個數(shù);
b.分析一個電子在極短時間內(nèi)不能吸收多個光子的原因。
【考點】
愛因斯坦光電效應方程
;
光電效應現(xiàn)象及其物理意義
.
【答案】
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0
組卷:65
引用:1
難度:0.5
相似題
1.
1899年,蘇聯(lián)物理學家列別捷夫首先從實驗上證實了“光射到物體表面上時會產(chǎn)生壓力”,我們將光對物體單位面積的壓力叫壓強或光壓。已知頻率為ν的光子的動量為
hν
c
,式中h為普朗克常量(h=6.63×10
-34
J?s),c為光速(c=3×10
8
m/s),某激光器發(fā)出的激光功率為P=1000W,該光束垂直射到某平整元件上,其光束截面積為S=1.00mm
2
,該激光的波長λ=500nm下列說法正確的有( )
A.該激光器單位時間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)可表示為
P
λ
hc
B.該激光定能使金屬鎢(截止頻率為1.095×10
15
Hz)發(fā)生光電效應
C.該激光不能使處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子(E
2
=-3.4eV=-5.44×10
-19
J)電離
D.該光束可能產(chǎn)生的最大光壓約為6.67Pa
發(fā)布:2024/11/6 8:0:1
組卷:41
引用:2
難度:0.7
解析
2.
氖泡可用于指示和保護電路。在玻璃管中有兩個相同的板狀金屬電極,并充入低壓氖氣,在兩極間接入壓使氖氣導電,如果金屬電極發(fā)出的電子在電場作用下獲得足夠的能量,就能使氖氣發(fā)光。將氖泡、保護電阻和電壓可調(diào)的電源按如圖所示的電路連接。氖泡用黑紙包住,黑紙上留出一條狹縫使光可以照射到氖泡。發(fā)現(xiàn)在沒有光照的暗室中,當電源電壓為U
0
時,氖泡恰能發(fā)光:當電源電壓為U
1
(U
1
<U
0
)時,氖泡不發(fā)光,但同時用頻率為ν
1
的紫光照射氖泡,氖泡也恰能發(fā)光。兩次實驗中,氖泡恰能發(fā)光時回路中的電流可認為相等。已知普朗克常量為h,電子電荷量為e。下列說法正確的是( )
A.若保持電壓U
1
不變,用黃光照射氖泡,氖泡也能發(fā)光
B.通過實驗可知,紫光的光子能量hv
1
=eU
0
-eU
1
C.通過實驗可知,電極中的電子脫離金屬至少需要eU
0
的能量
D.實驗中必須使用直流電源才能觀察到上述現(xiàn)象
發(fā)布:2024/11/6 8:0:37
組卷:207
引用:3
難度:0.5
解析
3.
如圖所示,一靜電計與鋅板相連,在A處用一弧光燈照鋅板,關(guān)燈后,指針保持一定偏角。
(1)現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸,則靜電計指針偏角將
。(填“增大”、“減小”或“不變”)
(2)使靜電計指針回到零,再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板,靜電計指針無偏轉(zhuǎn),那么,若改用強度更大的紅外線照射鋅板,可觀察到靜電計指針
(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)。
(3)當改用黃光照射不發(fā)生偏轉(zhuǎn),則黃光頻率低于截止頻率,而紅光的頻率低于黃光頻率,即也低于鋅板發(fā)生光電效應的截止頻率,靜電計指針不偏轉(zhuǎn)。
發(fā)布:2024/11/6 8:0:1
組卷:29
引用:1
難度:0.8
解析
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