1 . 离子推进技术在太空探索中有广泛的应用,其简化装置为如图1所示,它由长L=1m、内外半径分别为R1=0.1m和R2=0.3m的同轴圆柱面和半径为R2的两圆形电极组成,并将其分为长度相同的电离区I和加速区II。电离区I充有稀薄的铯气体,仅存在方向沿轴向的匀强磁场,内圆柱表面材料的逸出功W=5.0eV,在波长λ=124nm的光照射下可以持续向外发射电子,电子碰撞铯原子,使之电离成为一价正离子。I区产生的正离子(初速度可视为零)进入电势差U=3.64kV的加速区II,被加速后从右侧高速喷出产生推力。在出口处,灯丝C发射的电子注入正离子束中中和离子使之成为原子。已知铯离子质量
,电子电荷量
,电子质量
,普朗克常量与光速乘积
。不计离子间、电子间相互作用。
(1)求内圆柱表面发射电子的最大初速度vm;
(2)若I区所有光电子均不会碰到外圆柱面,求磁感应强度的最大值Bm;
(3)若单位时间内有N=1018个铯离子进入区域II,试求推进器的推力F;
(4)为提高电离效果,一般不分I区和II区,在整个圆柱面区域内加载方向沿轴向的匀强磁场和同样的加速电压U,如图2所示。光电子在磁场中旋转的同时被加速,电离出更多的离子。以圆柱面中心轴线为x轴、左侧电极圆心O为原点,建立坐标Ox,若刚被电离的离子初速度可近似为零,单位时间内离子数密度
,其中
(垂直x轴截面分布情况相同),试求推进器的推力
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8947d1ed1ac3b54644ce39871fa56e72.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/432e0b53d3752d7d84ba1b5801d41080.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d6993c510c004717f4193f83e40965e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f85915f555d0b43dedf730e3db2e4fc3.png)
(1)求内圆柱表面发射电子的最大初速度vm;
(2)若I区所有光电子均不会碰到外圆柱面,求磁感应强度的最大值Bm;
(3)若单位时间内有N=1018个铯离子进入区域II,试求推进器的推力F;
(4)为提高电离效果,一般不分I区和II区,在整个圆柱面区域内加载方向沿轴向的匀强磁场和同样的加速电压U,如图2所示。光电子在磁场中旋转的同时被加速,电离出更多的离子。以圆柱面中心轴线为x轴、左侧电极圆心O为原点,建立坐标Ox,若刚被电离的离子初速度可近似为零,单位时间内离子数密度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/052963529a3843e87fe9779230a7d9f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c05cb98e8b46f999722ff0cd92fdbd2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efef9b7dcc3f2c27c47bb97ed54d72d7.png)
您最近一年使用:0次
2023-09-07更新
|
1154次组卷
|
2卷引用:江苏省淮安市北京师范大学淮安学校2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷
名校
2 . 氢原子能级如图甲所示,一群处于高能级的氢原子,向低能级跃迁时发出多种可见光,分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K,其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示,已知可见光波长范围约为
到
之间,a光的光子能量为
。则( )
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bde5b19e31f1293424fb17131f1a5fa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e8be795a5dd276eb732867c2bdfcd2c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1c8ccb8d3e073acd6cfc4f5c382c74b9.png)
A.氢原子从![]() |
B.当滑片P向a端移动时,光电流I将增大 |
C.a光照射得到的光电流最弱,所以a光光子动量最小 |
D.图丙中3条图线对应的遏止电压,一定有![]() |
您最近一年使用:0次
2023-08-18更新
|
2732次组卷
|
4卷引用:2024届江苏省南通市如皋市高三下学期调研考试物理试卷(二十三)
名校
3 . 如图为氢原子的能级图,大量处于
激发态的氢原子在向低能级跃迁的过程中会释放出多种频率的光,用其中波长最短的光照射到某光电管上并发生了光电效应,该光电管阴极材料的逸出功为
。求:
(1)该光子的能量;
(2)遏止电压。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be604061cf1591f7069472269d4c9719.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/922caa21bf8606933b5ae430e6521662.png)
(1)该光子的能量;
(2)遏止电压。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/6/20/3263917513613312/3264404633804800/STEM/7533ae57917e494b85eb3a6b395c23b2.png?resizew=142)
您最近一年使用:0次
4 . 利用光电管研究光电效应实验如图所示,用频率为
的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则( )
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/2/41fc20e1-5969-4472-a35a-35cfa1c2a312.png?resizew=160)
A.用红外线照射时,电流表一定没有电流通过 |
B.用强度相同,频率更大的光照射,电流表示数变大 |
C.频率为![]() |
D.频率为![]() |
您最近一年使用:0次
5 . 图甲为研究光电效应现象的实验电路图,现用某单色光照射截止频率为
的阴极K,其光电流与光电管两端电压的关系图线如图乙所示,遏止电压大小为
,调节滑动变阻器至电压表示数为
时光电流刚好达饱和光电流
。已知电子电量为e,普朗克常量h。求:
(1)单色光的频率
;
(2)电压表示数为
时到达阳极A的光电子的最大动能
;
(3)电压表示数为
时单位时间内达到阳极A光电子的最大总动能
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cda876c310175307399eea12cbe36a73.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a82fdae19790a62b15459d5c47078853.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe5cb81b72e94f92d2aaecd553daac2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84abbfb85a00f48b5db11eeb76b8d134.png)
(1)单色光的频率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f435efcc7869eec21bdba1ed81dc3f5.png)
(2)电压表示数为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe5cb81b72e94f92d2aaecd553daac2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e69fa9952d2e61d500de4a0c012e380.png)
(3)电压表示数为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fd5f9ecb870fedb5b9a608d9ca2f911.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/575ddde9666159e1a10c81145836816d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/22/03e5f61e-80af-47a0-b594-822e55bce9d1.png?resizew=383)
您最近一年使用:0次
6 . 如图为某光电转换装置,真空中放置着不带电平行金属板,金属板A的逸出功为W0,用频率为v的光照射A板,电子电荷量大小为e,普朗克常量为h,忽略电子之间的相互作用。求:
(1) 从金属板A上逸出光电子的最大初动能
;
(2)金属板A、B间的最大电压
。
(1) 从金属板A上逸出光电子的最大初动能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24fd90f3ecc16ce628224afdaeacc5aa.png)
(2)金属板A、B间的最大电压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7338dfd1776d7e5439af775763c9ba41.png)
您最近一年使用:0次
名校
7 . 19世纪末,人们发现当光照射在金属表面时,金属中的电子全因吸收光的能量而逸出金属表面,如图所示,这种现象称为光电效应。已知电子质量为m、电量为e,光速为c,若朗克常量为k。
(1)用波长为λ的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时,其最大半径为R,求金属的逸出功W;
(2)一个光源以
的功率向四周均匀地发射能量。在离光源距离R=1.0m处放置一小锌板,锌的逸出功
,假设入射光的能量是连续平稳地垂直传给锌板,光的平均波长为λ。
①根据爱因斯坦的光子说和质能方程,证明光子动量
(h是普朗克常量)。
②假设锌板完全吸收所有照射到它上面的能量。求:
a.锌板在垂直入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力(用题目中的物理符号表示)。
b.按照经典电磁理论,锌板只需吸收足够的能量就可以逐出电子,若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径
m,此光源照射条件下,用此光源照射时电子将被逐出的时间。
c.根据你的计算结果,你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理?谈谈你的看法。
(1)用波长为λ的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时,其最大半径为R,求金属的逸出功W;
(2)一个光源以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/792372a051e93c038cca53df63a3ed13.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/993ac887cfb7a46e44dd16036b6518ac.png)
①根据爱因斯坦的光子说和质能方程,证明光子动量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b95dbdccc25635425df3754b78ea878.png)
②假设锌板完全吸收所有照射到它上面的能量。求:
a.锌板在垂直入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力(用题目中的物理符号表示)。
b.按照经典电磁理论,锌板只需吸收足够的能量就可以逐出电子,若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b2540c10b80551684fbaa62db42bb85.png)
c.根据你的计算结果,你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理?谈谈你的看法。
您最近一年使用:0次
8 . 如图所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极,加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为v的光全部照射在K上,回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm;
(2)若每入射2个光子会产生1个光电子,60%的光电子未能到达A,求回路的电流强度I。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm;
(2)若每入射2个光子会产生1个光电子,60%的光电子未能到达A,求回路的电流强度I。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/7/499a287d-b4be-44f4-b961-2ea7ec9339a0.png?resizew=176)
您最近一年使用:0次
名校
9 . 已知氢原子的能级图如图(b)所示,现用大量高能电子轰击一群处于基态的氢原子,轰击后可观测到氢原子发射不同波长的光有6种.利用氢原子发出的光照射某电路的
极,如图(a)所示,发现电流表有示数,调节滑片P可使电流表示数减小到零,电极K由金属锌制成,其截止波长为372nm,已知普朗克常量约为6.6×10-34J·s,leV=1.6×10-19J。求:
(1)实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动;
(2)锌板逸出功及氢原子发射光子中能让电流表有示数的光子种数为多少;
(3)电流表示数为零时,电压表的示数至少为多少;
(4)高能电子的动能范围。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/29/85a44f4d-c0c2-4173-a03e-c4115311bd24.png?resizew=168)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b974c96430d008f93e1698c6d71a604.png)
(1)实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动;
(2)锌板逸出功及氢原子发射光子中能让电流表有示数的光子种数为多少;
(3)电流表示数为零时,电压表的示数至少为多少;
(4)高能电子的动能范围。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/29/85a44f4d-c0c2-4173-a03e-c4115311bd24.png?resizew=168)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/29/81b6daa0-8274-4d4d-bb84-79ff75cbc977.png?resizew=192)
您最近一年使用:0次
名校
10 . 用如图甲所示的电路研究光电管的特性,入射光频率为
,光电管A、K两极的电势差为Uab。如图乙所示,在U-
坐标系中,阴影部分表示能产生光电流的Uab和
取值范围。已知普朗克常量为h,电子电量为e,及乙图中的
、
、U1。
(1)求图乙中B点对应的光电子到达A极板时的最大动能Ek;
(2)图甲中使用一激光发生器发射频率为
的入射光束,假设K板吸收的光子数是入射总光子数的η倍,电流表读数最大值为I0。则该激光发生器的最小功率P;
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0ede02094f5182ee8db0eaca9764b97.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c73e8e6fc0cc92ad85bf7ef01a8cab1c.png)
(1)求图乙中B点对应的光电子到达A极板时的最大动能Ek;
(2)图甲中使用一激光发生器发射频率为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0793335122adc2cfad3f4040d27742.png)
您最近一年使用:0次
2023-05-31更新
|
1774次组卷
|
5卷引用:2023届江苏省南京市金陵中学高三下学期模拟测试物理试题
2023届江苏省南京市金陵中学高三下学期模拟测试物理试题2023届江苏省海安高级中学高三下学期模拟考试物理试题(已下线)押江苏卷13题 光学、热学、原子物理计算-备战2024年高考物理临考题号押题(江苏卷)江苏省淮安市北京师范大学淮安学校2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷2024年二轮总复习物理(江苏)19 微专题12 原子物理(讲)