7．25

6．20；3×10¹⁹

5．A

4．A

解析：设光子的能量为2.5 eV照射时，光电子的最大初动能为，阴极材料的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程得：

图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U=0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也不能达到阳极．因此，

由以上两式得，2.5eV-0.6eV=1.9eV

3．B

2．C

1．D

15．1957年第一颗人造卫星上天，开辟了人类宇航的新时代.五十年来，人类不仅发射了人造地球卫星，还向宇宙空间发射了多个空间探测器.空间探测器要飞向火星等其他行星，甚至飞出太阳系，首先要克服地球对它的引力的作用.理论研究表明，物体在地球附近都受到地球对它的万有引力的作用，具有引力势能，设物体在距地球无限远处的引力势能为零，则引力势能可以表示为E=-G，其中G是万有引力常量，M是地球的质量，m是物体的质量，r是物体距地心的距离。现有一个空间探测器随空间站一起绕地球做圆周运动，运行周期为T，要使这个空间探测器从空间站出发，脱离地球的引力作用，至少要对它做多少功？

习题答案和解析

14．由于受地球信风带和盛西风带的影响,在海洋中形成一种河流称为海流.海流中蕴藏着巨大的动力资源。据统计，世界大洋中所有海洋的发电能力达109kW。早在19世纪法拉第就曾设想,利用磁场使海流发电，因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转，便有可能发出电来。目前，日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1500kW的磁流体发电机。如图所示为一磁流体发电机的原理示意图，上、下两块金属板M、N水平放置浸没在海水里，金属板面积均为S＝1×103m2,板间相距d＝100m，海水的电阻率ρ=0.25Ω·m，在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度B＝0.1T，方向由南向北，海水从东向西以速度v＝5m/s流过两金属板之间，将在两板之间形成电势差。

(1)达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高?

(2)由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻r各为多少?

(3)若用此发电装置给一电阻为20Ω的航标灯供电，则在 8h内航标灯所消耗的电能为多少?

13．1951年，物理学家发现了“电子偶数”。所谓“电子偶数”，就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成相对稳定的系统。已知正、负电子的质量均为m_e，普朗克常量为h，静电力常量为k。

(1)若正、负电子是由一个光子和核场相互作用产生的，且相互作用过程中核场不提供能量，则此光子的频率必须大于某个临界值，此临界值为多大？

(2)假设“电子偶数”中，正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径r、运动速度v及电子的质量满足玻尔的轨道量子化理论：，n=1，2，…，“电子偶数”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和，已知两正负电子相距L时系统的电势能为。试求n=1时“电子偶数”的能量。

(3)“电子偶数”由第一激发态跃迁到基态发出光子的波长为多大？