Question

【选修3－5模块】（15分）

（1）（6分） 如图21所示为氢原子的能级图，若用能量为10.5 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子 (       )

A．能跃迁到n=2 的激发态上去

B．能跃迁到n=3 的激发态上去

C．能跃迁到n=4 的激发态上去

D．不能跃迁到任何一个激发态

 

图21

（2）（9分）质量为M＝2.0kg的木块，从A点由静止起沿斜面下滑，斜面倾角为θ=37°，木块与斜面间动摩擦因数为μ=0.50．开始下滑后1s末，一子弹以平行于斜面向上的初速度v₀=900m/s，射入木块，经极短时间，以v₁=100m/s的速度穿出木块，已知子弹的质量为m=0.015kg，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²，求子弹穿出后，木块在运动过程中到A点的最小距离．

                                

Answer 1

（1）（6分）D

（2）（9分）                                         

解：木块沿斜面下滑，由牛顿定律有：Mgsin37°－μMgcos37°=Ma

解得a=2m/s²，

1s末速度v=at=2m/s，位移为：s=at²=1m（3分）

子弹射入木块，子弹与木块动量守恒，设沿斜面向上为正，则有：

mv₀－Mv=mv₁+Mv'

解得：v'=4m/s，方向沿斜面向上。（3分）

当木块沿斜面上滑，由牛顿定律有：Mgsin37°+μMgcos37°=Ma'

解得a'=10m/s²，

子弹能上滑距离为s'=代入数据解得：s'=0.8m。

所以木块距A点的最小距离为Δs=s－s'=0.2m（3分）