题目列表(包括答案和解析)
3.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30 eV和10 eV,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?
解析:若此种金属的逸出功为W0,极限波长为λ0.
由爱因斯坦光电效应方程得:h-W0=Ekm1,h-W0=Ekm2,h=W0,
可得:λ0=1.24×10-7 m.
答案:1.24×10-7 m
2.已知金属铯的逸出功为1.9 eV,在光电效应实验中,要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1.0 eV,求入射光的波长应为多少?
解析:据光电效应方程Ekm=hν-W0可得入射光的频率为ν=
由c=νλ可得入射光的波长为λ=== m=4.3×10-7 m.
答案:4.3×10-7 m
1.某种金属在一束黄光照射下才有电子逸出,若要增大电子的最大初动能,增强黄光强度或延长黄光的照射时间可以吗?改用蓝光照射还是红光照射?
解析:因光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,与入射光的强度及照射时间的长短无关.因蓝光的频率高于黄光的频率,而红光的频率低于黄光的频率,故改用蓝光照射可增大电子的最大初动能.
答案:不可以 蓝光照射
2.(1)近期媒体报道,叛逃到英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡.英国警方调查认为,毒杀利特维年科的是超级毒药--放射性元素钋(Po).Po的半衰期为138 d,经衰变生成稳定的铅(Pb),那么经过276 d,100 g Po已衰变的质量为________g.
(2)一个氘核(H)和一个氚核(H)结合成一个氦核并放出一个中子时,质量亏损为Δm,已知阿伏加德罗常数为NA,真空中的光速为c,若1 mol氘和1 mol氚完全发生上述核反应,则在核反应中释放的能量为________.
A.NAΔmc2 B.2NAΔmc2 C.NAΔmc2 D.5NAΔmc2
(3)用速度为v0、质量为m1的He核轰击质量为m2的静止的7N核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B.其中A为8O核,质量为m3,速度为v3;B的质量为m4.
①计算粒子B的速度vB.
②粒子A的速度符合什么条件时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反.
解析:(1)根据半衰期的定义,经过276 d(两个半衰期),100 g Po已衰变的质量为+=75 g.
(2)根据爱因斯坦的质能方程,一个氘核(H)和一个氚核(H)结合成一个氦核并放出一个中子释放的能量为Δmc2,1 mol氘和1 mol氚完全发生上述核反应,释放的能量为上述反应的NA倍,即NAΔmc2.
(3)①由动量守恒定律有:m1v0=m3v3+m4vB,解得:vB=.
②B的速度与He核的速度方向相反,即:m1v0-m3v3<0,解得:v3>.
答案:(1)75 (2)A (3)① ②v3>
1.(2009·江苏,12C)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中H的核反应,间接地证实了中微子的存在.
(1)中微子与水中的H发生核反应,产生中子(n)和正电子(e),即中微子+H―→n+e
可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是(填写选项前的字母)( )
A.0和0 B.0和1 C.1和0 D.1和1
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31 kg,反应中产生的每个光子的能量约为________J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是_________________________.
(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.
解析:(1)根据方程的质量数与电荷数守恒,判断出质量数与电荷数均为零.(2)利用质能方程可得出每个光子的能量,正电子与电子相遇遵循动量守恒不可能只转化为一个光子.
答案:(1)A (2)8.2×10-14 遵循动量守恒
(3)粒子的动量 p=,物质波的波长 λ= 由mn>me,知pn>pe,则λn<λe
48.5m,撞楼时速度约150m/s,世贸大厦南楼宽63m,飞机头部未从大楼穿出,可判
断飞机在楼内运动距离约为机身长度,设飞机在楼内作匀减速运动,估算撞机时间
20.震惊世界的“9.11” 事件中,从录像可以看到波音客机切入大厦及大厦的坐塌过程.
(1)设飞机质量为m、速度为v,撞机经历时间为t,写出飞机对大厦撞击力的表达式.
(2)撞击世贸大厦南楼的是波音767飞机,波音767飞机总质量约150吨,机身长度为
19.如图所示,水力采煤时,用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层,设水柱直径为d = 30cm,水速v =50m/s,假设水柱射在煤层的表面上,冲击煤层后水的速度变为零,求水柱对煤层的平均冲击力.(水的密度ρ= 1.0×103kg/m3)
18.科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船.按照近代光的粒子说,光由光子组成,飞船在太空中张开太阳帆,使太阳光垂直射到太阳帆上,太阳帆面积为S,太阳帆对光的反射率为100﹪,设太阳帆上每单位面积每秒到达n个光子,每个光子的动量为p,如飞船总 质量为m,求飞船加速度的表达式。
如太阳帆面对阳光一面是黑色的,情况又如何?
17.一个质量为60kg的杂技演员练习走钢丝时使用安全带,当此人走到安全带上端的固定点的正下方时不慎落下,下落5m时安全带被拉直,此后又经过0.5s的缓冲,人的速度变为零,求这0.5s内安全带对人的平均拉力多大?(g取10m/s2)
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