Question

（選修模塊3-5）
（1）關于光電效應現象，下列說法中正確的是

C

A．在光電效應現象中，入射光的強度越大，光電子的最大初動能越大
B．在光電效應現象中，光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比
C．對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于此波長，才能產生光電效應
D．對于某種金屬，只要入射光的強度足夠大，就會發生光電效應
（2）處于激發狀態的原子，在入射光的電磁場的影響下，從高能態向低能態躍遷，兩個狀態之間的能量差以輻射光子的形式發射出去，這種輻射叫做受激輻射．原子發生受激輻射時，發出的光子頻率、發射方向等，都跟入射光子完全一樣，這樣使光得到加強，這就是激光產生的機理．那么，發生受激輻射時，產生激光的原子的總能量E_n、電勢能E_p、電子動能E_k的變化情況是

B

A．E_p增大、E_k減小、E_n減小
B．E_p減小、E_k增大、E_n減小
C．E_p增大、E_k增大、E_n增大
D．E_p減小、E_k增大、E_n不變
（3）如圖所示，質量為m的小球B連接著輕質彈簧，靜止在光滑水平面上．質量為m的小球A以某一速度向右運動，與彈簧發生碰撞，當A、B兩球距離最近時彈簧的彈性勢能為E_P，則碰撞前A球的速度v₀大小為多少？

Answer 1

分析：（1）發生光電效應的條件是入射光的頻率大于極限頻率，與入射光的強度無關．根據光電效應方程E_Km=hγ-W₀，可知最大初動能與入射光頻率的關系．
（2）發生受激輻射時，產生激光的原子的總能量E_n減小，根據庫侖力做功判斷電勢能的變化，根據庫侖引力提供向心力，判斷速度的變化，從而得知動能的變化．
（3）結合動量守恒定律和能量守恒定律求出碰撞前A球的速度．

解答：解：（1）A、發生光電效應時，光電子的最大初動能與入射光的強度無關．故A錯誤．
B、根據光電效應方程E_Km=hγ-W₀，可知最大初動能與入射光的頻率成一次函數關系，不是正比關系．故B錯誤．
C、入射光的頻率大于極限頻率時，發生光電效應，因為極限波長λ0=

c

γ0

，所以入射光的波長必須小于此波長，才能產生光電效應．故C正確．
D、光電效應與入射光的強度無關．故D錯誤．
故選C．
（2）發生受激輻射時，向外輻射光子，則原子的總能量E_n減小，庫侖引力做正功，電勢能減�。�根據k

Qe

r2

=m

v2

r

，知EK=

1

2

mv2=

kQe

2r

，從高能態向低能態躍遷，軌道半徑減小，則動能增大．故B正確，A、C、D錯誤．
故選B．
（3）當彈簧彈性勢能最大時，兩球的速度相同，根據動量守恒定律得：
mv₀=2mv
解得：v=

v0

2

．
根據能量守恒定律得：

1

2

mv02=EP+

1

2

(2m)v2
解得：v0=2

EP m

．
答：碰撞前A球的速度v₀大小為2

EP m

．
故答案為：（1）C    （2）B    （3）2

EP m

．

點評：本題考查了光電效應、玻爾原子模型和動量守恒定律，屬于基礎題，只要掌握基本的概念和規律，很容易求解．