氢原子的能级图如图1所示,大量处于第4能级的氢原子向基态跃迁辐射出光子,用这些光子照射如图2电路中光电管的阴极金属K,得到光电流与电压的关系如图3所示,已知阴极金属的逸出功为W,电子的电荷量为e,普朗克常量为h,真空中的光速为c,求:
(1)辐射光子的最大波长;
(2)电压为时,到达阳极B处电子的最大动能。
(1)辐射光子的最大波长;
(2)电压为时,到达阳极B处电子的最大动能。
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江苏省徐州市2022-2023学年高三上学期期末模拟测试物理试题(已下线)重难点17 近代物理 -2023年高考物理【热点·重点·难点】专练(全国通用)江苏省南京市第二十九中学2022-2023学年高三上学期1月学情检测物理试题
更新时间:2022/12/20 19:25:28
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适中
(0.65)
【推荐1】如图是研究光电效应的电路,阴极和阳极是密封在真空玻璃管中的两个电极,用铯做成,阴极在受到光照时能够发射光电子。电源加在和之间的电压大小可以调整,正负极也可以对调。完成以下探究。
(1)保持、间电压一定,在光的频率不变的情况下,改变入射光的强度,光电流大小怎样变化?
(2)保持、间电压一定,再将光的强度保持不变,更换滤光片以改变入射光的频率,使光按蓝光→绿光→红光变化,会发现在蓝光、绿光照射下有光电流,红光照射下却没有光电流,这说明什么?
(3)在蓝光的照射下,在、间加反向电压,逐渐增大电压,直至电流为0。改变蓝光入射的强度,重复上述操作记录下遏止电压的值;然后维持光照强度不变,改变入射光频率,先采用蓝光为入射光,再换用绿光,记录下各个遏止电压,会发现什么规律?
(4)遏止电压不同反映了什么?
(1)保持、间电压一定,在光的频率不变的情况下,改变入射光的强度,光电流大小怎样变化?
(2)保持、间电压一定,再将光的强度保持不变,更换滤光片以改变入射光的频率,使光按蓝光→绿光→红光变化,会发现在蓝光、绿光照射下有光电流,红光照射下却没有光电流,这说明什么?
(3)在蓝光的照射下,在、间加反向电压,逐渐增大电压,直至电流为0。改变蓝光入射的强度,重复上述操作记录下遏止电压的值;然后维持光照强度不变,改变入射光频率,先采用蓝光为入射光,再换用绿光,记录下各个遏止电压,会发现什么规律?
(4)遏止电压不同反映了什么?
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【推荐2】如图为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,能发出多种能量不同的光子。
(1)这些光子总共有几种不同的频率?其中频率最大光子的能量为多少eV?
(2)若用此光照射到逸出功为2.75eV的光电管上,求加在该光电管上的反向遏止电压。
(1)这些光子总共有几种不同的频率?其中频率最大光子的能量为多少eV?
(2)若用此光照射到逸出功为2.75eV的光电管上,求加在该光电管上的反向遏止电压。
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适中
(0.65)
【推荐3】可利用如图(a)所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极,K受到光照时能够发射电子,K与A之间的电压大小可以调整,电源的正负极也可以对调。
(1)电源按图(a)所示的方式连接,且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近,一电子从K极板逸出,初动能忽略不计,已知电子的电量为e,电子经电压U加速后到达A极板,求电子到达A极板时的动能;
(2)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性,设计实验并测量了某金属的遏止电压与入射光的频率。根据测得的实验数据绘制出图(b)所示的图线。已知电子的电量,求普朗克常量h和该金属的逸出功。(结果保留2位有效数字)
(1)电源按图(a)所示的方式连接,且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近,一电子从K极板逸出,初动能忽略不计,已知电子的电量为e,电子经电压U加速后到达A极板,求电子到达A极板时的动能;
(2)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性,设计实验并测量了某金属的遏止电压与入射光的频率。根据测得的实验数据绘制出图(b)所示的图线。已知电子的电量,求普朗克常量h和该金属的逸出功。(结果保留2位有效数字)
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(0.65)
【推荐1】已知某金属表面接受波长为λ和2λ的单色光照射时,释放出光电子的最大初动能分别为30eV和10eV,求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少?
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】研究表明,用具有一定能量的电子轰击处于基态的氢原子,当电子能量大于等于氢原子的能级差时,氢原子就会发生跃迁,剩余能量仍保留为电子的动能。如图所示,甲为氢原子的能级图,乙为研究光电效应的实验电路图,用一束能量为12.79eV的电子束轰击一群处于基态的氢原子,被激发后的氢原子不稳定,向低能级跃迁,辐射出的光子照射到用钨做成K极的光电管上,已知金属钨的逸出功是4.54eV,电子的电荷量为1.6×10-19C,普朗克常量为。求:(光速c=3×108m/s)
(1)处于激发态的氢原子能辐射出几种光子?这几种光子中最短波长为多少?
(2)当电压表示数为多大时,微安表的示数刚好为零?
(1)处于激发态的氢原子能辐射出几种光子?这几种光子中最短波长为多少?
(2)当电压表示数为多大时,微安表的示数刚好为零?
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验,并提出了原子核式结构模型.在卢瑟福核式结构模型的基础上,玻尔引入定态假设和量子化条件提出了氢原子的玻尔模型.
根据玻尔模型,可假设静止的基态氢原子的轨迹半径为r、电子的质量为m、电子的电荷量为e,静电力常量为k,普朗克常数为h;根据玻尔理论可知电子绕原子核仅在库仑力的作用下做匀速圆周运动(提示:氢原子的能量为电子绕核运动的动能和系统电势能之和.理论证明,系统的电势能与电子绕核运动的轨道半径r存在关系:).求:
(1)氢原子处于基态时,电子绕核运动形成的等效电流I;
(2)已知氢原子处于第一激发态时,电子绕核运动的轨迹半径为4r;求氢原子第一激发态与基态能量差及氢原子从第一激发态跃迁至基态时释放的光子的频率v.
根据玻尔模型,可假设静止的基态氢原子的轨迹半径为r、电子的质量为m、电子的电荷量为e,静电力常量为k,普朗克常数为h;根据玻尔理论可知电子绕原子核仅在库仑力的作用下做匀速圆周运动(提示:氢原子的能量为电子绕核运动的动能和系统电势能之和.理论证明,系统的电势能与电子绕核运动的轨道半径r存在关系:).求:
(1)氢原子处于基态时,电子绕核运动形成的等效电流I;
(2)已知氢原子处于第一激发态时,电子绕核运动的轨迹半径为4r;求氢原子第一激发态与基态能量差及氢原子从第一激发态跃迁至基态时释放的光子的频率v.
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