解题思路:(1)根据数学的组合公式
C
2
n
]求出这群氢原子可能辐射光子频率的种数.发生光电效应的条件是光子能量大于逸出功.
(2)①根据碰撞过程中动量守恒即可求解;②根据碰撞前后机械能是否守恒判断是否为弹性碰撞即可.
(1)A、B根据公式
C2n=
C24=6知,这群氢原子可能辐射6种频率的光子.故A正确,B错误.
C、Dn=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV,n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV,n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV,均小于逸出功,不能发生光电效应,其余3种光子能量均大于2.7eV,所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应.故C正确、D错误.
故选AC
(2)①碰撞前m2是静止的,m1的速度为 v1=4m/s
碰后m1的速度为 v1′=-2m/s
m2的速度 v2′=2m/s
根据动量守恒定律有m1v1=m1v1′+m2v2′
1×4=1×(-2)+m2×2
m2=3kg
②碰前总动能 Ek1+Ek2=[1/2×1×42+0=8J
碰后总动能 E′k1+E′k2=
1
2]×1×(-2)2+[1/2×3×22=8J
碰撞前后机械能守恒故是弹性碰撞.
故答案为:(1)AC
(2)①m2等于3kg千克.
②碰撞过程是弹性碰撞.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;氢原子的能级公式和跃迁.
考点点评: 本题主要考查了玻尔理论和动量守恒定律得应用,要掌握光电效应的条件,知道判断是否为弹性碰撞的方法是看机械能是否守恒,若守恒,则是弹性碰撞,若不守恒,则不是弹性碰撞.
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