(1)如图所示是氢原子的能级图,现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,所辐射的光子中,只有一种能使某金属产生光电

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  • 解题思路:(1)大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,可以辐射出3种不同频率的光子,只有一种能使某金属产生光电效应.知最大频率的光子能使金属发生光电效应.

    (2)本题考查了动量守恒条件和动量守恒定律的应用,比较简单,直接利用动量守恒定律即可求解.

    (3)根据爱因斯坦质能方程,结合质量亏损求出释放的核能.根据光电效应的条件判断能否发生光电效应,通过光电效应方程求出光电子的最大初动能.

    (1)A、大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,所辐射的光子中,只有一种能使某金属产生光电效应,知频率最大的光子,即从n=3跃迁到n=1辐射的光子能使金属发生光电效应.故A、B错误.

    C、因为n=4跃迁到n=1辐射的光子能量大于n=3跃迁到n=1辐射的光子能量,所以一定能使金属发生光电效应.故C正确.

    D、n=4跃迁到n=3辐射的光子能量小于n=3跃迁到n=2辐射的光子能量,所以该光子一定不能使金属发生光电效应.故D错误.

    所以C正确.

    (2):由于不计水的阻力,人和船组成的系统水平方向动量守恒,以人前进方向为正,所以有:mv-MV=0,带入数据得V=0.25m/s,若人向上跳起,人船系统在竖直方向上合外力不为零,故其动量不守恒.

    因此为:0.25m/s,不守恒.

    (3):①根据爱因斯坦质能方程得,△E=△mC2=(4mp+2me-mα)C2

    ②单色光的能量为E=h[C/λ]=6.63×10-34×

    3×108

    4×10−7=4.9725×10-19J>3.0×10-19J

    所以可以产生光电效应.最大初动能为Ekm=hv-W0=4.9725×10-19-3.0×10-19=1.9725×10-19J≈2×10-19J.

    故答案为:(1)C;

    (2)0.25,不守恒;

    (3)答:①每发生一次上述核反应所释放的核能(4mp+2me-mα)C2

    ②能发生光电效应;产生的光电子的最大初动能2×10-19J.

    点评:

    本题考点: 氢原子的能级公式和跃迁;光电效应.

    考点点评: (1)解决本题的关键掌握光电效应的条件,以及知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差.

    (2)在应用动量守恒公式时注意公式的矢量性,同时注意动量守恒的条件强调的是系统外力为零,系统内部物体之间的作用力不影响动量守恒.

    (3)解决本题的关键掌握光电效应方程和爱因斯坦质能方程,并能灵活运用.

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