Question

（2012?鹽城二模）（1）如果下列四種粒子具有相同的動(dòng)能，則德布羅意波長(zhǎng)最大的是

A

A．電子    B．中子   C．質(zhì)子     D．α粒子
（2）氫原子的部分能級(jí)如圖所示．已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則處于基態(tài)的氫原子

不可以

（選填“可以”或“不可以”）吸收多個(gè)可見(jiàn)光光子使其向高能級(jí)躍遷．氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光波波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)

短

（選填“長(zhǎng)”、“短”或“相等”）．
（3）在光滑水平面上，一質(zhì)量為3kg，速度大小為5m/s的A球與質(zhì)量為6kg靜止的B球?qū)π呐鲎�，碰后B球的速度大小為3m/s，求碰后A球的速度．

Answer 1

分析：（1）德布羅意波長(zhǎng)為λ=

h

P

，P是動(dòng)量，h是普朗克常量．動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系為P=

2mEk

．
（2）基態(tài)的氫原子至少要吸收-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV能量才能發(fā)生躍遷．根據(jù)玻爾理論，h

c

λ

=E_n-E₁，分析氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光波波長(zhǎng)與可見(jiàn)光波長(zhǎng)的關(guān)系．
（3）AB兩球碰撞過(guò)程，動(dòng)量守恒，取碰撞前A球的速度方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量守恒定律求解碰后A球的速度．

解答：解：（1）德布羅意波長(zhǎng)為λ=

h

P

，又P=

2mEk

，得
  λ=

h

2mEk

，動(dòng)能E_k相同，電子的質(zhì)量m最小，則電子的德布羅意波長(zhǎng)最大．故A正確．
故選A
（2）根據(jù)玻爾理論可知，基態(tài)的氫原子至少要吸收-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV能量才能發(fā)生躍遷．所以處于基態(tài)的氫原子不可以吸收多個(gè)可見(jiàn)光光子使其向高能級(jí)躍遷．
氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光子能量最小為-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV，大于可見(jiàn)光光子的能量，由光子能量E=h

c

λ

得知，發(fā)出的光波波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)短．
（3）取碰撞前A球的速度方向?yàn)檎�方向，根�?jù)動(dòng)量守恒定律得
   m_Av_A=m_Av_A′+m_Bv_B′
解得，v_A′=-1m/s，負(fù)號(hào)表示方向與初速度方向相反．
故答案為：
（1）A；（2）不可以，短；（3）碰后A球的速度大小為1m/s，負(fù)號(hào)表示方向與初速度方向相反．

點(diǎn)評(píng)：本題要掌握德布羅意波長(zhǎng)為λ=

h

P

，動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系式P=

2mEk

．玻爾理論△E=hγ=h

c

λ

，可比較躍遷產(chǎn)生的光子與可見(jiàn)光光子能量的關(guān)系，比較波長(zhǎng)關(guān)系．