Question

（1）用如圖所示的裝置研究光電效應現象，用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時，電流表G示數不為0，移動變阻器的觸點c，當電壓表的示數大于或等于時0.7V，電流表示數為0，則

 

A．光電管陰極的逸出功為1.8eV
B．電鍵k斷開后，有電流流過電流表G
C．光電子的最大初動能為0.7eV
D．改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較小
（2）下列說法正確的是

 

A．甲、乙兩個物體組成一系統，甲、乙所受合外力不均為零，則系統的動量不可能守恒
B．用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能要大
C．波粒二象性中的波動性是大量光子和高速運動的微觀粒子的行為，這種波動性與機械波在本質上是不同的
D．欲使處于基態的氫原子電離，可以用動能為13.7eV的電子去碰撞
E．原子核式結構模型是由湯姆遜在α粒子散射實驗基礎上提出的
F．發現中子的核反應是

9 4

Be+

4 2

He→

12 6

C+

1 0

n
G．核力是強相互作用的一種表現，任意兩個核子之間都存在核力作用
H．β衰變說明了β粒子（電子）是原子核的組成部分
（3）質量分別為2m和m的A、B兩個小球在光滑的水平面上分別以速度v₁、v₂同向運動并發生對心碰撞，碰后B球被右側的墻原速彈回，又與A相碰，碰后兩球都靜止，則第一次碰后A球的動量大小P_A

 

（填“＞”“=”或“＜”）B球動量大小P_B，第一次碰后B球速度為

 

．

Answer 1

分析：（1）該裝置所加的電壓為反向電壓，發現當電壓表的示數大于或等于0.7V時，電流表示數為0，知道光電子點的最大初動能為0.7eV，根據光電效應方程E_Km=hγ-W₀，求出逸出功．電鍵S斷開，只要有光電子發出，則有電流流過電流表．改用能量為1.5eV的光子照射，通過判斷是否能發生光電效應來判斷是否光電流．
（2）根據動量守恒的條件、光電效應方程、玻爾理論、核力、β衰變的實質等等進行解答．
（3）碰撞過程，遵守動量守恒，由動量守恒定律分析第一次碰后兩球的動量關系，并求出第一次碰后B球速度．

解答：解：（1）A、C該裝置所加的電壓為反向電壓，發現當電壓表的示數大于或等于0.7V時，電流表示數為0，則知光電子的最大初動能為0.7eV，根據光電效應方程E_Km=hγ-W₀，得逸出功W₀=1.8eV．故A、C正確．
B、電鍵S斷開后，用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時發生了光電效應，有光電子逸出，則有電流流過電流表．故B正確．
D、改用能量為1.5eV的光子照射，由于光電子的能量小于逸出功，不能發生光電效應，無光電流．故D錯誤．
故選ABC
（2）A、系統動量守恒的條件是合外力為零，當甲、乙兩個物體組成的系統所受合外力為零，系統的動量就守恒．所以A錯誤．
B．不可見光的頻率可能大于可見光，比如紫外線，也可能小于可見光，比如紅外線，則根據光電效應方程E_Km=hγ-W₀，知用不可見光照射金屬不一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能要大．故B錯誤．
C．波粒二象性中的波動性是大量光子和高速運動的微觀粒子的行為，這種波動性與機械波在本質上是不同的．故C正確．
D．欲使處于基態的氫原子電離，即基態氫原子從n=1躍遷到n=∞，根據玻爾理論可知：需要的能量為E=0-E₁=13.6eV，可以用動能為13.7eV的電子去碰撞，使基態的氫原子獲得能量而發生躍遷．故D正確．
E．原子核式結構模型是由盧瑟福在α粒子散射實驗基礎上提出的．故E錯誤．
F．發現中子的核反應是

9 4

Be+

4 2

He→

12 6

C+

1 0

n．故F正確．
G．核力是強相互作用的一種表現，是一種短程力，只有相鄰的兩個核子之間才存在核力作用．故G錯誤．
H．β衰變中發出β粒子，即電子，是由原子核中中子轉化而來，并不是原子核本身就有電子．故H錯誤．
故選CDF
（3）對于第二次碰撞，根據動量守恒得
   P_A-P_B=0，則得P_A=P_B．
對于第一次碰撞過程，則有
   2mv₁+mv₂=2mv₁′+mv₂′
由上知：2mv₁′=mv₂′
則得：2mv₁+mv₂=2mv₂′
解得v₂′=v₁+

1

2

v₂
故答案為：（1）ABC； （2）CDF；（3）=，v₁+

1

2

v₂

點評：解決第1題的關鍵掌握光電效應的條件，以及光電效應方程E_Km=hγ-W₀．第2題考查的很多，關鍵平時要加強基礎知識的學習和積累．第3題要靈活選擇研究的過程．