[物理--选修3-5]如图所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大量处于基态的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则

题文

[物理--选修3-5]
（1）如图所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为______eV．用
这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是______eV．
（2）镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知 22688Ra能自发地放出α粒子而变成新核Rn，已知 22688Ra的质量为M₁=3.7533×10^-25kg，新核Rn的质量为M₂=3.6867×10^-25kg，α粒子的质量为m=6.6466×10^-27kg，现有一个静止的 22688Ra核发生α衰变，衰变后α粒子的速度为3.68×10⁵m/s．则：（计算结果保留两位有效数字）
①写出该核反应的方程式．
②此反应过程中放出的能量是多少？
③反应后新核Rn的速度是多大？

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，说明氢原子激发到n=3的轨道，则入射光子的能量为E=E₃-E₁=-1.51+13.6=12.09ev；
由公式E_K=E-W=12.09-4.54=7.55ev
（2）①核反应方程式为 22688Ra→ 42He+ 22286Rn
②由质能方程知△E=△mc2=(M1-M2-m)c2=1.2×10-12J
③反应前后动量守恒M₂υ₂-mυ=0
∴υ2=mυ/M2=6.6×103m/s
答案为（1）12.09  7.55
（2）① 22688Ra→ 42He+ 22286Rn
②反应过程中放出的能量是1.2×10^-12J
③反应后新核Rn的速度是6.6×10³m/s．

解析

 22688

考点

据考高分专家说，试题“[物理--选修3-5]（1）如图所示为氢.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。