Question

I．如圖1所示為氫原子的能級，已知可見光的光子能量范圍為
  1.62eV～3.11eV，金屬鈉的逸出功為2.49eV．那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識(shí)正確的是：
A．處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離
B．氫原子從高能級向n=3的能級躍遷時(shí)發(fā)出的光，不具有熱效應(yīng)
C．從n=5到n=2能級躍遷的氫原子發(fā)出的光屬于巴耳末線系
D．用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光照射金屬鈉一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
II．如圖2所示，長木板放在光滑的水平面上，其質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），放在木板的左端，木板的上表面AB段光滑，BC段與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，已知BC段長為s．開始時(shí)木板和滑塊處于靜止，現(xiàn)對木板的左端加一個(gè)恒定的水平力  F=μmg拉木板，當(dāng)滑塊剛好到B點(diǎn)時(shí)撤去此力，則最后滑塊剛好滑到C點(diǎn)沒掉下來，求：AB段距離x．

Answer 1

分析：I．根據(jù)頻率條件公式hν=E_m-E_n列式分析即可；
II．木塊先加速，根據(jù)動(dòng)能定理求解加速的末速度；撤去拉力后，根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式求解共同速度；最后根據(jù)功能關(guān)系求解相對滑動(dòng)距離．

解答：解：I．A、紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n=3能級的氫原子的電離能為1.51eV，故處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，故A正確；
B、氫原子從高能級向n=3的能級躍遷時(shí)發(fā)出的光子的能量小于1.51eV，是紅外線，具有顯著的熱效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C、從n=5到n=2能級躍遷的氫原子發(fā)出的光子能量為2.86eV，是可見光，屬于巴耳末線系，故C正確；
D、氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子的最小能量為10.2eV，是紫外線，照射金屬鈉一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤；
故選AC．
II．拉木板時(shí)滑塊先不動(dòng)，設(shè)滑塊到B點(diǎn)時(shí)的速度為v₀；
木板向左通過位移x的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：F?x=

1

2

M

v

2 0

撤掉力F后，木板和滑塊動(dòng)量守恒，設(shè)它們在C點(diǎn)達(dá)到共同速度為v₁，有：
Mv₀=（M+m）v₁
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：μmg?S=

1

2

M

v

2 0

-

1

2

(M+m)

v

2 1

代入得：μmg?S=F?x-

1

2

(M+m)(

Mv0

M+m

)2
解得：x=（

M

m

+1）?S
答：AB段距離x為（

M

m

+1）?S．

點(diǎn)評：本題第一問關(guān)鍵根據(jù)頻率條件列式判斷；第二問關(guān)鍵分析清楚滑塊和木板的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后根據(jù)動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律和功能關(guān)系列式求解．