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(1)氢原子的能级图如图所示,已知可见光光子的能量范围约为1.62eV-3.11eV,假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子,氢原子吸收光子后,发出频率为v1、v2、v3、v4、v5、和v6,且频率依次增大,关于这些光,下列说法中正确的是______
A.氢原子发出b种频率光,有4种可能为可见光.
B.这束照射氢原子的光,它的光子能量E=hv6
C.用从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能产生光电效应
D.频率最小的光v1具有显著的热效应
(2)在光滑的水平地面上静止着一质量为M=0.4kg的薄木板,一个质量为m=0.2kg的木块(可视为质点)以v=4m/s的速度,从木板左端滑上,一段时间后,又从木板上滑下(不计木块滑下时机械能损失),两物体仍沿直线继续向前运动,从木块与木板刚刚分离开始计时,经时间t=3.0s,两物体之间的距离增加了s=3m,已知木块与木板的动摩擦因数μ=0.4,求薄木板的长度.


【答案】分析:(1)根据氢原子跃迁的频率条件和爱因斯坦的光电效应方程列式分析求解;
(2)木块和木板系统在水平方向不受外力,动量守恒,根据动量守恒定律和已知条件列式即可求出分离瞬间各自的速度;然后根据功能关系列式即可以求出木板的长度.
解答:解:(1)A、氢原子发出6种频率光,是从第4能及开始向低能级跃迁,共有6种跃迁方式,其中从第4、第3、第2能及向第一能及跃迁时,光电子的能量分别为:12.75eV、12.09eV、10.2eV,都不是可见光,故A错误;
B、这束照射氢原子的光,使氢原子从第二能级跃迁到第四能级,故其能量为:E=E4-E2=2.55eV,故B错误;
C、用从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光能量为10.2eV,大于6.34eV的逸出功,故能发生光电效应,故C正确;
D、从第四能级跃迁到第三能级时,光子的能量最小,为1.51eV-0.85eV=0.66eV,小于红光光子的能量,为红外线,故D正确;
故选CD.
(2)设木块与木板分离后速度分别为为:v1、v2,由动量守恒定律得:
mv=mv1+Mv2
根据题意,有

解得:v1=2m/s,v2=1m/s
根据动能定理得:
代入数据解得
d=1.25m
即薄木板的长度为1.25m.
点评:本题第一问关键根据跃迁的频率条件和爱因斯坦的光电效应方程列式分析求解;第二问关键根据功能关系和动量守恒定律联立列式求解;
练习册系列答案
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(1)氢原子的能级图如图所示,处于n=3激发态的大量氢原子向基态跃迁时所放出的光子中,只有一种光子不能使某金属A产生光电效应,则下列说法正确的是
BCD
BCD

A.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到基态时放出的
B.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到n=2激发态时放出的
C.若从n=4激发态跃迁到n=3激发态,所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应
D.金属A逸出功一定大于1.89eV
(2)我国北方遭受了严重的冰雪灾害,很多公路路面结冰,交通运输受到了很大影响.某校一学习小组为了研究路面状况与物体滑行距离之间的关系,做了模拟实验.他们用底部贴有轮胎材料的小物块A、B分别在水泥面上和冰面上做实验,A的质量是B的4倍.使B静止,A在距B为L处,以一定的速度滑向B.实验结果如下:在水泥面上做实验时,A恰好未撞到B;在冰面上做实验时,A撞到B后又共同滑行了一段距离,测得该距离为
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L
.对于冰面的实验,请你与他们共同探讨以下二个问题:
①A碰撞B前后的速度之比;
②要使A与B不发生碰撞,A、B间的距离至少是多大?

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C.用从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能产生光电效应
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A.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到基态时放出的
B.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到n=2激发态时放出的
C.若从n=4激发态跃迁到n=3激发态,所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应
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