如圖是研究光電管產(chǎn)生電流的電路圖,已知該光電管陰極的極限頻率為γ0,普朗克常量為h,電子電量為e,現(xiàn)將頻率為γ(大于γ0)的光照射在陰極上,求:
(1)若加在A、K間的正向電壓為U時,則到達陽極A的光電子的最大動能是多少?
(2)為了阻止光電子到達陽極,在A、K之間應加多大的遏止電壓?
分析:吸收光子的能量一部分克服逸出功,剩下的轉(zhuǎn)化為電子的動能,根據(jù)最大初動能公式和動能定理求解.
當光電子的動能恰好能克服電場力做功時的電壓即為遏止電壓.
解答:解:(1)電子的最大初動能EK=hγ-hγ0
由動能定理eU=EKm-EK
所以EKm=eU+hγ-hγ0
(2)由動能定理得-eU=0-EK
所以U=
hγ-hγ0
e

答:(1)若加在A、K間的正向電壓為U時,則到達陽極A的光電子的最大動能EKm=eU+hγ-hγ0
(2)為了阻止光電子到達陽極,在A、K之間應加U=
hγ-hγ0
e
的遏止電壓.
點評:本題考查了產(chǎn)生光電效應的原理和電子的最大初動能公式.
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①寫出這個核反應方程式;

②這一核反應能釋放出多少能量?(mp=1.0073u,mα=4.0015u,me=0.00055u)

(2)太陽能的光電直接轉(zhuǎn)換的基本原理是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能,如圖是測定光電流的電路簡圖,光電管加正向電壓(釋放出的光電子在電場力的作用下做加速運動的電壓)

①在圖上標出電源正、負極和電流表的正、負接線柱;

②入射光應照射在________極上;

③若電流表讀數(shù)是10μA,則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射的光電子至少是多少個?

(3)當太陽光進入地球的大氣層時,由于臭氧在紫外波長200nm~300nm的譜段有強吸收帶,在300nm~400nm有弱吸收帶,在440nm~740nm有可見光區(qū)吸收帶,所以臭氧層可以大量吸收紫外線和可見光,請回答

①紫外線產(chǎn)生的微觀機理是

[  ]

A.振蕩電路中自由電子的運動而產(chǎn)生的

B.原子的外層電子受激發(fā)后而產(chǎn)生的

C.原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后而產(chǎn)生的

D.原子核受激發(fā)后而產(chǎn)生的

②氫原子處于基態(tài)時能量為E1=-13.6eV,當它從n=2能級向基態(tài)躍遷時,發(fā)出的紫外線波長為多少?(h=6.63×10-34J·s)

(4)研究表明:波長在315~400nm之間的紫外線是地表生物所必需的,它可以促進人體的膽固醇類轉(zhuǎn)化為維生素D,請回答:

①維生素D的主要功能是

[  ]

A.促進人體正常發(fā)育,增強抵抗力,維持人的正常視覺

B.維持人體正常的新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能

C.維持正常的新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能

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②人體缺乏維生素D,會引起

[  ]

A.夜盲癥
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③下列哪些食物是維生素D的重要來源

[  ]

A.胡蘿卜
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C.糙米
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