Question

（1）氫原子的能級(jí)圖如圖所示，處于n=3激發(fā)態(tài)的大量氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)所放出的光子中，只有一種光子不能使某金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是______
A．不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是從n=3激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時(shí)放出的
B．不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是從n=3激發(fā)態(tài)直接躍遷到n=2激發(fā)態(tài)時(shí)放出的
C．若從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到n=3激發(fā)態(tài)，所放出的光子一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)
D．金屬A逸出功一定大于1.89eV
（2）我國(guó)北方遭受了嚴(yán)重的冰雪災(zāi)害，很多公路路面結(jié)冰，交通運(yùn)輸受到了很大影響．某校一學(xué)習(xí)小組為了研究路面狀況與物體滑行距離之間的關(guān)系，做了模擬實(shí)驗(yàn)．他們用底部貼有輪胎材料的小物塊A、B分別在水泥面上和冰面上做實(shí)驗(yàn)，A的質(zhì)量是B的4倍．使B靜止，A在距B為L(zhǎng)處，以一定的速度滑向B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：在水泥面上做實(shí)驗(yàn)時(shí)，A恰好未撞到B；在冰面上做實(shí)驗(yàn)時(shí)，A撞到B后又共同滑行了一段距離，測(cè)得該距離為．對(duì)于冰面的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你與他們共同探討以下二個(gè)問題：
①A碰撞B前后的速度之比；
②要使A與B不發(fā)生碰撞，A、B間的距離至少是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)玻爾理論和光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件和光電效應(yīng)方程來分析．
（2）①AB碰撞過程遵守動(dòng)量守恒定律，由此定律求出速度之比．②由動(dòng)能定理和動(dòng)量守恒定律結(jié)合，求出AB間的距離．
解答：解：（1）A、B，根據(jù)玻爾理論和產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件，處于n=3激發(fā)態(tài)的大量氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)所放出的光子中，頻率最低的光子是由n=3激發(fā)態(tài)向n=2激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子，這種光子不能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)．故A錯(cuò)誤，B正確．
         C、從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到n=3激發(fā)態(tài)，所放出的光子頻率比從n=3激發(fā)態(tài)向n=2激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率更低，不能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)．故C正確．
         D、從n=3激發(fā)態(tài)向n=2激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子的能量E=
    （2）①設(shè)A物塊碰撞B物塊前后的速度分別為v₁和v₂，碰撞過程中動(dòng)量守恒．則得
                    m_Av₁=（m_A+m_B）v₂，得到v₁：v₂=5：4
          ②設(shè)A、B恰好不碰撞時(shí)，物塊A的初速度為v，A的質(zhì)量為4m，輪胎與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A與B碰撞前，根據(jù)動(dòng)能定理得
-μ?4mgL=-
           碰后兩物塊共同滑行過程，由動(dòng)能定理得
-μ（4m+m）g?=0-
           將v₁：v₂=5：4代入，解得
          設(shè)在冰面上A物塊距離B物塊為L(zhǎng)′時(shí)，AB不相碰
                 則有4μmgL′=
                 解得：L′=1.5L
答：（1）BCD
     （2）①A碰撞B前后的速度之比為5：4．
          ②要使A與B不發(fā)生碰撞，A、B間的距離至少為1.5L．
點(diǎn)評(píng)：本題第（1）問是光電效應(yīng)和玻爾理論兩部分知識(shí)的綜合，它們之間聯(lián)系的橋梁是光的頻率．光電效應(yīng)的條件取決于入射光的頻率，氫原子躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率與能級(jí)差有關(guān)．