Question

【選修3－5模塊】（15分）

（1）（6分） 如圖21所示為氫原子的能級圖，若用能量為10.5 eV 的光子去照射一群處于基態的氫原子，則氫原子 (       )

A．能躍遷到n=2 的激發態上去

B．能躍遷到n=3 的激發態上去

C．能躍遷到n=4 的激發態上去

D．不能躍遷到任何一個激發態

 

圖21

（2）（9分）質量為M＝2.0kg的木塊，從A點由靜止起沿斜面下滑，斜面傾角為θ=37°，木塊與斜面間動摩擦因數為μ=0.50．開始下滑后1s末，一子彈以平行于斜面向上的初速度v₀=900m/s，射入木塊，經極短時間，以v₁=100m/s的速度穿出木塊，已知子彈的質量為m=0.015kg，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²，求子彈穿出后，木塊在運動過程中到A點的最小距離．

                                

Answer 1

（1）（6分）D

（2）（9分）                                         

解：木塊沿斜面下滑，由牛頓定律有：Mgsin37°－μMgcos37°=Ma

解得a=2m/s²，

1s末速度v=at=2m/s，位移為：s=at²=1m（3分）

子彈射入木塊，子彈與木塊動量守恒，設沿斜面向上為正，則有：

mv₀－Mv=mv₁+Mv'

解得：v'=4m/s，方向沿斜面向上。（3分）

當木塊沿斜面上滑，由牛頓定律有：Mgsin37°+μMgcos37°=Ma'

解得a'=10m/s²，

子彈能上滑距離為s'=代入數據解得：s'=0.8m。

所以木塊距A點的最小距離為Δs=s－s'=0.2m（3分）