解题思路:(1)需要理解有关氢原子模型及跃迁理论,(2)求磁铁在下落过程中受到的平均阻力可用动能定理求解,导体棒ab和cd相互作用过程满足动量守恒定律,求磁铁在下落过程中装置中产生的总热量时满足能量守恒定律.
解;(1)根据氢原子能级与跃迁理论可知处于激发态E3的一群氢原子B能放出3种频率的光子,故B正确,原子吸收的能量应为从低能级跃迁到高能级的能量差,C、D错误.
故选B.
(2)①设磁铁在下落过程中受的平均阻力为F,根据动能定理有:(Mg−F)h=
1
2Mv2
得:F=Mg−
Mv2
2h
故磁铁在下落过程中受到的平均阻力为F=Mg−
Mv2
2h.
②对导体棒ab、cd组成的系统动量守恒,设磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时它们的速度分别为v1、v2有:m1v1=m2v2①
又导体棒ab的动能EK=
1
2m1
v21 ②
设磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量为Q,由能量守恒有:Mgh−
1
2Mv2=
1
2m1
v21+
1
2m2
v22+Q ③
由①②③可得:Q=Mgh−
1
2Mv2−(
m1+m2
m2)EK
即磁铁在下落过程中装置中产生的总热量为Q=Mgh−
1
2Mv2−(
m1+m2
m2)EK
点评:
本题考点: 动量守恒定律;动能定理的应用;能量守恒定律;导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化;氢原子的能级公式和跃迁;原子核衰变及半衰期、衰变速度.
考点点评: 解决物理问题的关键是明确物理过程,然后选用相应的规律列式求解.