【物理——选修3-5】(15分)
(1)(5分)现用一光电管进行光电效应的实验,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()。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.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
B.入射光的频率变高,饱和光电流变大
C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大
D.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
E.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
(2)(10分)某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。求
(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量;
(ii)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度。
参考答案:
(1)ACE
(2)(i)设△t时间内,从喷口喷出的水的体积为△V,质量为△m,则
由①②式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为
③
(ii)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为υ。对于△t时间内喷出的水,有能量守恒得
④
在h高度处,△t时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为
⑤
设水对玩具的作用力的大小为F,根据动量定理有
⑥
由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得
F=Mg⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
⑧