Question

（1）氫原子的能級圖如圖所示，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，則下列說法正確的是

BCD

A．不能使金屬A產(chǎn)生光電效應的光子一定是從n=3激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時放出的
B．不能使金屬A產(chǎn)生光電效應的光子一定是從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
D．金屬A逸出功一定大于1.89eV
（2）我國北方遭受了嚴重的冰雪災害，很多公路路面結冰，交通運輸受到了很大影響．某校一學習小組為了研究路面狀況與物體滑行距離之間的關系，做了模擬實驗．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驗，A的質量是B的4倍．使B靜止，A在距B為L處，以一定的速度滑向B．實驗結果如下：在水泥面上做實驗時，A恰好未撞到B；在冰面上做實驗時，A撞到B后又共同滑行了一段距離，測得該距離為

8

25

L．對于冰面的實驗，請你與他們共同探討以下二個問題：
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

分析：（1）根據(jù)玻爾理論和光電效應產(chǎn)生的條件和光電效應方程來分析．
（2）①AB碰撞過程遵守動量守恒定律，由此定律求出速度之比．②由動能定理和動量守恒定律結合，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)躍遷時發(fā)出的光子，這種光子不能使金屬A發(fā)生光電效應．故A錯誤，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)躍遷時發(fā)出的光子頻率更低，不能使金屬A發(fā)生光電效應．故C正確．
         D、從n=3激發(fā)態(tài)向n=2激發(fā)態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的能量E=
    （2）①設A物塊碰撞B物塊前后的速度分別為v₁和v₂，碰撞過程中動量守恒．則得
                    m_Av₁=（m_A+m_B）v₂，得到v₁：v₂=5：4
          ②設A、B恰好不碰撞時，物塊A的初速度為v₀，A的質量為4m，輪胎與冰面的動摩擦因數(shù)為μ，A與B碰撞前，根據(jù)動能定理得
-μ?4mgL=

1

2

4

mv

2 1

-

1

2

4m

v

2 0

           碰后兩物塊共同滑行過程，由動能定理得
-μ（4m+m）g?

8

25

L=0-

1

2

(4m+m

)v

2 2

           將v₁：v₂=5：4代入，解得

v

2 0

=3μgL
          設在冰面上A物塊距離B物塊為L′時，AB不相碰
                 則有4μmgL′=

1

2

4

mv

2 0

                 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．

點評：本題第（1）問是光電效應和玻爾理論兩部分知識的綜合，它們之間聯(lián)系的橋梁是光的頻率．光電效應的條件取決于入射光的頻率，氫原子躍遷時發(fā)出的光子頻率與能級差有關．