1 . 某同学设计了一种利用光电效应的电池,如图所示。K、A电极分别加工成球形和透明导电的球壳。现用波长为
的单色光照射K电极,其发射光电子的最大动能为Ek,电子电荷量为
。假定照射到K电极表面的光照条件不变,所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动,且忽略电子重力及在球壳间电子之间的相互作用,已知光速为c,普朗克常量为h,求K电极的逸出功W0和A、K之间的最大电压U。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df64046e91b047037f19e4032e3b6de3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/168b3e4b1d6f04226fa2687a72a268b4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/8/d7e19be2-2a9a-4d49-b732-7c1ac8555d1e.png?resizew=136)
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2 . 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
。
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![](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
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2023-09-07更新
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1154次组卷
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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
3 . 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)
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名校
4 . 如图所示,图甲为演示光电效应的实验装置,图乙为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线,图丙为氢原子的能级图,图丁给出了几种金属的逸出功和极限频率的关系。以下说法正确的是( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/19/c6e6b6da-f365-4c63-b99c-90514c3f5c00.png?resizew=671)
A.若b光为绿光,a光可能是紫光 |
B.若a光为绿光,c光可能是紫光 |
C.若c光光子能量为2.81eV,用它照射由金属铷构成的阴极,所产生的大量光电子去撞击大量处于n=3激发态的氢原子,可能产生6种不同频率的光 |
D.若c光光子能量为2.81eV,用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子,可以产生6种不同频率的光 |
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2023-06-17更新
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555次组卷
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14卷引用:江苏省四所百强中学2022-2023学年高二下学期6月月考物理试题
江苏省四所百强中学2022-2023学年高二下学期6月月考物理试题北京市北京师范大学附属实验中学2023-2024学年高三下学期零模测试物理试卷【校级联考】东北三省三校哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学2019届高三第二次联合模拟考试理综物理试题浙江省杭州地区(含周边)重点中学2019-2020学年高三上学期期中考试物理试题人教版高三第二轮专题复习(十三)近代物理初步及物理学史浙江省杭州市(含周边)重点中学2019-2020学年高三上学期期中物理试题内蒙古包头市第六中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题新疆乌鲁木齐市第四中学2019-2020学年高二下学期期中物理试题(已下线)《2020年高考全真精准模拟理科综合之物理模拟试卷》第06周 第1练2020届陕西省榆林市高三下学期高考模拟第三次测试理科综合物理试题2022年新教材高考一轮创新复习 第十二章 第2讲 原子结构和原子核山东省济南市山东师范大学附属中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题(已下线)高中物理选择性必修第三册全册考试高分突破必刷检测卷(基础版)-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019选择性必修第三册)辽宁省大连市第八中学2021-2022学年高一下学期期中物理试题
5 . 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)
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名校
6 . 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)
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![](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)
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2023-05-31更新
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1774次组卷
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5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
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)2024年二轮总复习物理(江苏)19 微专题12 原子物理(讲)
名校
7 . 如图,等腰直角ABC玻璃砖固定,ab两束单色光垂直AC入射,其中a光刚好不能从AB面射出,而b光穿过AB面后进入光电管,并使G表产生电流(未饱和)。请回答下列问题:
(1)玻璃砖对a光的折射率n为多少?不改变光的频率,如何增大G表电流?
(2)若将图中电源反向,滑片P向右滑动过程中,发现电压表示数为U0时,G表示数刚好为零。已知光电管内金属材料的逸出功为W0,电子电量为e,则光电管的入射光的能量是多少?
(1)玻璃砖对a光的折射率n为多少?不改变光的频率,如何增大G表电流?
(2)若将图中电源反向,滑片P向右滑动过程中,发现电压表示数为U0时,G表示数刚好为零。已知光电管内金属材料的逸出功为W0,电子电量为e,则光电管的入射光的能量是多少?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/31/764e3e19-0259-42f2-b2f5-8612a6437329.png?resizew=195)
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2023-05-29更新
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835次组卷
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3卷引用:江苏省徐州市第七中学2023-2024学年高三上学期1月月考物理试卷
江苏省徐州市第七中学2023-2024学年高三上学期1月月考物理试卷2023届广东省广州市第二中学高三下学期三模物理试题(已下线)阶段性检测《近代物理》-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)
名校
8 . 如图甲所示是研究光电效应规律的光电管,用波长为
的绿光照射阴极K,实验测得流过G表的电流
与A、K之间的电势差
满足如图乙所示规律,取
,
,结合图像,求:(结果保留两位有效数字)
(1)每秒钟阴极发射的光电子数;
(2)光电子飞出阴极K时的最大初动能;
(3)该阴极材料的极限波长。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78433a92cddf619d5ab1bebf84437c16.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e105760638b22b26ff8bec4354255e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0913e97ffed6b6406ca086a58362e8c8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cfce8f4e7ce717010c85f8c16bee9e4d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/503dabd9413b175f543069a5ccdcd63f.png)
(1)每秒钟阴极发射的光电子数;
(2)光电子飞出阴极K时的最大初动能;
(3)该阴极材料的极限波长。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/30/a55e0367-6797-4171-9f46-1434d700c8c3.png?resizew=342)
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名校
9 . 图甲是半径为R的四分之一圆柱面阴极
和位于圆柱面轴线
上的阳极构成光电管的示意图,某单色光照射阴极,逸出的光电子到达阳极形成光电流。已知阴极材料的逸出功为
,光电子的最大初速度为
,电子电荷量为
、质量为m,真空中光速为c,普朗克常量为h。
(1)求入射光的波长λ和遏止电压
;
(2)图乙是光电管横截面示意图,在半径为R的四分之一圆平面内加垂直纸面向外的匀强磁场,只研究在该截面内运动的光电子,仅考虑洛伦兹力作用,要使从阴极上N点逸出的光电子运动到阳极,速度至少为
。
①求磁感应强度的大小B;
②若阴极表面各处均有光电子逸出,求能到达阳极的光电子逸出区域与整个阴极区域的比值k。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/983b15ece1f32ef11a6c48cf2c43284a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b4faefb6ef84a8c02f148bb7c30479.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e384a37213b58edd31f5329d47e59d85.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/409eb3f8c7654e0bf87c56eabeca6f34.png)
(1)求入射光的波长λ和遏止电压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/057f2781cb7adc613f9d6381fc1be41b.png)
(2)图乙是光电管横截面示意图,在半径为R的四分之一圆平面内加垂直纸面向外的匀强磁场,只研究在该截面内运动的光电子,仅考虑洛伦兹力作用,要使从阴极上N点逸出的光电子运动到阳极,速度至少为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/515382359b068274e2b6e790ae636ce1.png)
①求磁感应强度的大小B;
②若阴极表面各处均有光电子逸出,求能到达阳极的光电子逸出区域与整个阴极区域的比值k。
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2023-05-28更新
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1210次组卷
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6卷引用:江苏省淮安市楚州中学2022-2023学年高三下学期5月适应性考试物理试题
江苏省淮安市楚州中学2022-2023学年高三下学期5月适应性考试物理试题江苏省2023-2024学年高三上学期11月仿真模拟物理试题(二)2023届江苏省南通市高三下学期模拟预测练习物理试题(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)2024届江苏高三下学期仿真考试物理试卷二2022届天津市普通高中高三学业水平等级性考试猜题物理试题
10 . 用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线如图,普朗克常量
,电子电荷量
,由图可知下列不正确的是( )
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cfce8f4e7ce717010c85f8c16bee9e4d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/432e0b53d3752d7d84ba1b5801d41080.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/29/4115bc61-553b-484f-af92-b9ab31124a3f.png?resizew=334)
A.该金属的截止频率为![]() |
B.该金属的截止频率为![]() |
C.该图线的斜率表示普朗克常量 |
D.该金属的逸出功约为![]() |
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