问题 问答题

(选修模块3-5)

(1)关于光电效应现象,下列说法中正确的是______

A.在光电效应现象中,入射光的强度越大,光电子的最大初动能越大

B.在光电效应现象中,光电子的最大初动能与照射光的频率成正比

C.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于此波长,才能产生光电效应

D.对于某种金属,只要入射光的强度足够大,就会发生光电效应

(2)处于激发状态的原子,在入射光的电磁场的影响下,从高能态向低能态跃迁,两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去,这种辐射叫做受激辐射.原子发生受激辐射时,发出的光子频率、发射方向等,都跟入射光子完全一样,这样使光得到加强,这就是激光产生的机理.那么,发生受激辐射时,产生激光的原子的总能量En、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是______

A.Ep增大、Ek减小、En减小

B.Ep减小、Ek增大、En减小

C.Ep增大、Ek增大、En增大

D.Ep减小、Ek增大、En不变

(3)如图所示,质量为m的小球B连接着轻质弹簧,静止在光滑水平面上.质量为m的小球A以某一速度向右运动,与弹簧发生碰撞,当A、B两球距离最近时弹簧的弹性势能为EP,则碰撞前A球的速度v0大小为多少?

答案

(1)A、发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的强度无关.故A错误.

B、根据光电效应方程EKm=hγ-W0,可知最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系.故B错误.

C、入射光的频率大于极限频率时,发生光电效应,因为极限波长λ0=

c
γ0
,所以入射光的波长必须小于此波长,才能产生光电效应.故C正确.

D、光电效应与入射光的强度无关.故D错误.

故选C.

(2)发生受激辐射时,向外辐射光子,则原子的总能量En减小,库仑引力做正功,电势能减小.根据k

Qe
r2
=m
v2
r
,知EK=
1
2
mv2=
kQe
2r
,从高能态向低能态跃迁,轨道半径减小,则动能增大.故B正确,A、C、D错误.

故选B.

(3)当弹簧弹性势能最大时,两球的速度相同,根据动量守恒定律得:

mv0=2mv

解得:v=

v0
2

根据能量守恒定律得:

1
2
mv02=EP+
1
2
(2m)v2

解得:v0=2

EP
m

答:碰撞前A球的速度v0大小为2

EP
m

故答案为:(1)C    (2)B    (3)2

EP
m

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