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(1)2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德?博伊尔和乔治?史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器.他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理.如图所示电路可研究光电效应规律.图中标有A和K的为光电管,其中K为阴极,A为阳级.理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压.现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,光电管阴极材料的逸出功为
4.5eV
4.5eV
,若增大入射光的强度,电流计的读数
为零
为零
(填“为零”或“不为零”).
(2)2010年2月,温哥华冬奥会上,我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现,获得本届冬奥会上的第一块金牌,这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌.若质量为m1=79kg的赵宏博抱着质量为m2=44kg的申雪以v0=10m/s的速度沿水平冰面做直线运动,某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出,推出后两人仍在原直线上运动,经时间t=2.0s后两人相距s=4.0m,冰面的摩擦可忽略不计.求:
(i)两人分离时的速度大小分别为多少;
(ii)赵宏博将申雪推出时受到申雪的冲量大小和方向.
分析:(1)图中所加的电压为反向电压,根据电压表的示数得出最大初动能,再根据光电效应方程求出逸出功的大小.入射光的强度不影响光电子的最大初动能.
(2)根据动量守恒定律,结合位移时间公式求出两人分离时的速度大小.
根据动量定理,通过申雪动量的变化量求出冲量的大小和方向.
解答:解:(1)光电效应的最大初动能Ekm=eU=6eV.
根据光电效应方程得,Ekm=hv-W0
则逸出功W0=hv-Ekm=10.5-6eV=4.5eV.
光电子的最大初动能与入射光的强度无关,则增大入射光的强度,光电子的最大初动能不变,则电流仍然为零.
故答案为:4.5eV,为零.
(2)(i)设两人分离时赵宏博的速度为v1,申雪的速度为v2,由动量守恒定律得:(m1+m2)v0=m1v1+m2v2     
经时间t=2.0s后两人相距s=4.0m,即:s=(v2-v1)t    
解得:v1=9.3m/s,v2=11.3m/s    
(ii)申雪对赵宏博的冲量等于赵宏博动量的变化:I=m1v1-m1v0=-55.3Ns,方向与原来的运动方向相反
答:(i)两人分离时的速度大小分别为9.3m/s,11.3m/s.
(ii)赵宏博将申雪推出时受到申雪的冲量大小为55.3Ns,方向与原来的运动方向相反.
点评:本题考查了光电效应中的光电效应方程以及动量守恒定律和动量定理,难度不大,关键要熟悉这些基本规律,加强这方面的训练.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【选修模块3-4】
(1)2009年诺贝尔物理学奖授予科学家高锟以及威拉德?博伊尔和乔治?史密斯.3名得主的成就分别是发明光纤电缆和电荷耦合器件(CCD)图象传感器.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是
D
D

A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
(2)如图1所示,一截面为正三角形的棱镜,其折射率为
3
.今有一束单色光射到它的一个侧面,经折射后与底边平行,则入射光线与水平方向的夹角是
30°
30°

(3)如图2所示是某时刻一列横波上A、B两质点的振动图象,该波由A传向B,两质点沿波的传播方向上的距离△x=6.0m,波长大于10.0m,求:
①再经过0.7s,质点A通过的路程.
②这列波的波速.

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科目:高中物理 来源: 题型:

模块3-4试题

(1)2009年诺贝尔物理奖获得者高锟被称为光导纤维之父。光纤由折射率为n的内芯和折射率为n的包层构成,则n           n(填>,<或=)。 若光导纤维长度为L,光以入射角射到内芯与包层的界面上,如图12所示,已知光在真空中传播的速度为c,则光在内芯中传播的速度为       ,光信号从光导纤维的一端传播到另一端所需时间为             

(2)如图13所示,甲乙两船相距40m,一列水波在水面上从左向右传播,当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷,且峰、谷间的高度差为0.4m。若波速为4m/s,通过计算回答:① 9s后甲处于上升还是下降状态?② 9s内甲上下运动了多少路程?

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科目:高中物理 来源:2010年海南省海口市高三下学期高考调研(一)物理试题 题型:计算题

模块3-4试题
(1)2009年诺贝尔物理奖获得者高锟被称为光导纤维之父。光纤由折射率为n的内芯和折射率为n的包层构成,则n          n(填>,<或=)。若光导纤维长度为L,光以入射角射到内芯与包层的界面上,如图12所示,已知光在真空中传播的速度为c,则光在内芯中传播的速度为       ,光信号从光导纤维的一端传播到另一端所需时间为             

(2)如图13所示,甲乙两船相距40m,一列水波在水面上从左向右传播,当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷,且峰、谷间的高度差为0.4m。若波速为4m/s,通过计算回答:① 9s后甲处于上升还是下降状态?② 9s内甲上下运动了多少路程?

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