题目内容
（物理-选修3-5）：
（1）2010年9月1日至10月31日，乐满地成功举办第五届国际花样蹦极邀请赛．如下左图所示，“蹦极”是一项勇敢者的运动，如下右图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味．若此人质量为60kg，橡皮绳长20m，人可看成质点，g取10m/s2，求此人从点P处由静止下落至橡皮绳刚伸直（无伸长）时，人的动量为______．
（2）实验室考查氢原子跃迁时的微观效应，设原来处于静止状态的大量激发态氢原子，其核外电子处于n=5的能级状态轨道．已知氢原子基态能级E1=-13.6ev，氢原子质量为mH=1.67×10-27kg．
①求出可能的跃迁光子种类；
②若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用F引=F向表示，试求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率．
（1）2010年9月1日至10月31日，乐满地成功举办第五届国际花样蹦极邀请赛．如下左图所示，“蹦极”是一项勇敢者的运动，如下右图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味．若此人质量为60kg，橡皮绳长20m，人可看成质点，g取10m/s2，求此人从点P处由静止下落至橡皮绳刚伸直（无伸长）时，人的动量为______．
（2）实验室考查氢原子跃迁时的微观效应，设原来处于静止状态的大量激发态氢原子，其核外电子处于n=5的能级状态轨道．已知氢原子基态能级E1=-13.6ev，氢原子质量为mH=1.67×10-27kg．
①求出可能的跃迁光子种类；
②若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用F引=F向表示，试求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率．
（1）人从高空落下，在重力作用下做自由落体运动．他做自由落体运动的时间为t1=
=2s
他做自由落体运动的末速度为v=gt1=20m/s
此时他的动量为：p=mv=1200kg?m/s
（2）①可以有n=C52=10种不同频率的光子辐射．
②由题意知氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时，氢原子具有最大反冲速率．
氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为E=△E=|E2-E1|=|
-
|=
|E1|，开始时，
将原子（含核外电子）和即将辐射出去的光子作为一个系统．
由动量守恒定律可得m原v原-m光v光=0，光子的动量p=
，氢原子的反冲动量大小为：p=m原v原=mHvH=
，
即氢原子速度为 vH=
，又E=hυ
所以v原=
=
?
m?s-1=4.17m?s-1．
答：（1）人从点P处由静止下落至橡皮绳刚伸直（无伸长）时人的动量为1200kg?m/s
（2）①可能的跃迁光子种类 n=10；
②氢原子的最大反冲速率 4.17m?s-1
|
他做自由落体运动的末速度为v=gt1=20m/s
此时他的动量为：p=mv=1200kg?m/s
（2）①可以有n=C52=10种不同频率的光子辐射．
②由题意知氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时，氢原子具有最大反冲速率．
氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为E=△E=|E2-E1|=|
| E1 |
| 52 |
| E1 |
| 1 |
| 24 |
| 25 |
将原子（含核外电子）和即将辐射出去的光子作为一个系统．
由动量守恒定律可得m原v原-m光v光=0，光子的动量p=
| hυ |
| c |
| hυ |
| c |
即氢原子速度为 vH=
| hυ |
| mHc |
所以v原=
| 24 |
| 25 |
| |E1| |
| Mc |
| 24 |
| 25 |
| 13.6×1.6×10-19 |
| 1.67×10-27×3×108 |
答：（1）人从点P处由静止下落至橡皮绳刚伸直（无伸长）时人的动量为1200kg?m/s
（2）①可能的跃迁光子种类 n=10；
②氢原子的最大反冲速率 4.17m?s-1
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物理--选修3-5
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