题目内容

10．光电管的阴极材料是钠．使钠产生光电效应的极限波长λ0=5000A，若光电管阴极和阳极间加电压2.1V，用λ=3000A的紫外张照射，饱和电流是0.56×10-6A，试谋算：
（1）每秒钟由阴极发射的光电子数目；
（2）电子到达阳极时的最大动能；
（3）如果阴极，阳极电压不变，而加强照射光的强度、光强是原来的3倍，此时电子到达阳极的动能最大值是多少？（普郎克常量h=6.63×10-31J•s，电子的电量e=1.6×10-19C）

分析 （1）根据饱和电流的大小，结合n=$\frac{It}{e}$求出每秒内由K极发射的光电子数目．
（2）根据光电效应方程求出光电子的最大初动能，结合动能定理求出电子到达A极时的最大动能．
（3）入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，不影响光电子的最大初动能．

解答 解：（1）每秒钟内由K极发射的光电子数　n=$\frac{It}{e}$=$\frac{0.56×1{0}^{-6}×1}{1.6×1{0}^{-19}}$=3.5×1012个；
（2）阴极K金属的逸出功　W=hν0=h$\frac{c}{{λ}_{0}}$=3.978×10-19 J；
光电子的最大初动能　Ek=hν-W=h$\frac{c}{λ}$-W=2.652×10-19 J
由动能定理　eU=EK′-Ek
则电子到达A极的最大动能　EK′=Ek+eU=2.652×10-19J+1.6×10-19×2.1
解得：EK′=6.0×10-19 J
（3）入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，光电管阳极A和阴极K之间的电势差不变，则到达A 极时最大动能不变，仍为6.0×10-19J，
答：（1）每秒钟内由K极发射的光电子数目为3.5×1012．
（2）电子到达A极时的最大动能为6.0×10-19 J．
（3）电子到达A极时最大动能是6.0×10-19 J．

点评 解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目．

练习册系列答案
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20．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图1）、小车、计时器一个、米尺．

（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t．
②用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$．
③用米尺测量A1相对于A2的高度h．设小车所受重力为mg，则小车所受合外力F=$\frac{mgh}{x}$．
④改变h，重复上述测量．
⑤以h为横坐标，$\frac{1}{{t}^{2}}$为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．
（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图2所示，有一位同学通过实验测量作出了图3中的A图线．试分析
①A图线不通过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡不够；
②A图线上部弯曲的原因是未满足钩码质量m远小于小车质量M．
1．质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+2t2（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点（　　）
A．初速度为5m/sB．前2 s内的平均速度是6m/s
C．任意相邻的1 s内位移差都是2 mD．任意1 s内的速度增量都是2m/s
18．标准标况下，人呼吸一次吸一次吸入空气约3000cm3，则一次呼吸吞入的空气分子数约为8×1022个．（保留1位有效数字）
5．写字台上压一块厚度d=8mm，折射率n=1.5的玻璃，在玻璃下有一张写有课程表的纸，如果从课程表正上方看，则课程表的成像位置与实际位置相比要高（填“高”“低”或“不变”），课程表成像位置在$\frac{16}{3}$mm处．
15．在用铀235做材料的核反应堆中，为了能使裂变反应继续下去需要将反应中放出的快中子减速，有一种减速的方法是使用石墨（碳12）作减速剂，设中子与碳原子的碰撞是对弹性碰撞．问：一个动能为E0=1.75MeV的快中子需要与静止的碳原子碰撞多少次，才能减速成为0.025eV的热中子？计算中可能用到的数据：lg7=0.845，lg8=0.903，lg11=1.041，lg12=1.079，lg13=1.114．
2．三个运动物体a、b、c，其位移-时间图象如图所示，关于三个物体在t0时间内的运动，以下说法正确的是（　　）
A．a和c做曲线运动，b做直线运动
B．三个物体均做单向直线运动，并在t0时刻相遇
C．三者平均速度相同
D．三者平均速率相等
19．在电场中的A处放一检验电荷+q，它所受的静电力大小为F，方向水平向右，则A点的电场强度大小为EA=$\frac{F}{q}$，方向水平向右．下列说法正确的是（　　）
A．在A点放一负检验电荷，A点的电场强度方向变为水平向左
B．在A点放一负检验电荷，它所受的静电力方向水平向左
C．在A点放一个电荷量为2q的检验电荷，则它所受的静电力变为2F
D．在A点放一个电荷量为2q的检验电荷，则A点的电场强度变为2EA
20．有两个共点力，其中一个力的大小为3N，另一个力的大小是4N，这两个力的合力的最大值为（　　）
A．1 NB．5 NC．7 ND．12 N

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