Question

（1）用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生了光電效應(yīng)．現(xiàn)將該單色光的強(qiáng)度減弱，則

 

．
A．光電子的最大初動能增大           B．光電子的最大初動能減小
C．單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少     D．可能不發(fā)生光電效應(yīng)
（2）（10分）一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示．圖中ab為粗糙的水平面，長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v₀的水平初速度從a點向左運動，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點前與物體P相對靜止．重力加速度為g．求
（i）木塊在ab段受到的摩擦力f；
（ii）木塊最后距a點的距離s．

Answer 1

分析：（1）入射光的強(qiáng)度決定單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)．單色光的強(qiáng)度減弱，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少．
（2）物體P和木塊組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動量守恒．根據(jù)動量守恒和能量守恒，對木塊從開始運動到第一次達(dá)到與P速度相同的過程進(jìn)行研究，列方程，求出摩擦力f；對全過程，根據(jù)能量守恒定律求解木塊最后距a點的距離s．

解答：解：
（1）A、B光電子的最大初動能由入射光的頻率決定，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，當(dāng)該單色光的強(qiáng)度減弱時，光電子的最大初動能．故AB錯誤．
C、將該單色光的強(qiáng)度減弱，單位時間內(nèi)入射的光子數(shù)減小，單位時間內(nèi)金屬產(chǎn)生的光電子數(shù)減少．故C正確．
D、單色光的強(qiáng)度減弱，頻率不變，仍能產(chǎn)生光電效應(yīng)．故D錯誤．
（2）
（i）設(shè)木塊和物體P共同速度為v，從木塊開始運動到運動到最高點的過程，在最高點時兩物體第一次達(dá)到共同速度，由動量守恒和能量守恒得：
    mv₀=（m+2m）v  ①

1

2

mv02=

1

2

(m+2m)v2+mgh+fL②
由①②得：f=

m(v02-3gh)

3L

 ③
（ii）木塊返回與物體P第二次達(dá)到共同速度與第一次相同（動量守恒）全過程能量守恒得：

1

2

mv02=

1

2

(m+2m)v2+f(2L-s)④
由②③④得：s=

v02-6gh

v02-3gh

L
答：
（1）C；
（2）（i）木塊在ab段受到的摩擦力f=

m(v02-3gh)

3L

．
（ii）木塊最后距a點的距離s=

v02-6gh

v02-3gh

L．

點評：光電效應(yīng)的現(xiàn)象與規(guī)律可根據(jù)愛因斯坦的光子說及質(zhì)能方程來加深理解．木塊在小車上滑動類型，往往根據(jù)動量與能量兩大守恒求解．