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【物理3—5】

(1)有一群氫原子處于量子數n=4的激發態，已知氫原子的能級公式為

  為n=1時的能量)．當它們自發地向低能級躍遷時能發出________種不同頻率的

  光子．所發出光子的最大頻率是________ (已知普朗克常量為h)．

(2)質量m_A=10g的子彈，以v_A=300m／s的速度射向質量m_B=40g、靜止在光滑水

  平桌面上的木塊．如果子彈把木塊打穿，子彈穿過后的速度v_A=100m／s，子彈擊

  穿木塊過程中產生的內能?

【物理-選修3-5】（15分）

1．氫原子的能級如圖所示。假定用光子能量為E的一束光照射大量處于n＝3能級的氫原子，氫原子吸收光子后，能且只能發出頻率為γ₁、γ₂、γ₃、γ₄、γ₅、γ₆六種頻率的光，頻率從γ₁到γ₆依次增大，則E等于（    ）

       A．hγ₁                 B．hγ₂                   C．hγ₅                  D．hγ₆

2．如圖所示，固定在地面上的光滑圓弧軌道AB、EF，他們的圓心角均為90°，半徑均為R。一質量為m、上表面長也為R的小車靜止在光滑水平面CD上，小車上表面與軌道AB、EF的末端B、E相切。一質量為m的物體（大小不計）從軌道AB的A點由靜止下滑，由末端B滑上小車，小車在摩擦力的作用下向右運動。當小車右端與壁DE剛接觸時，物體m恰好滑動到小車右端相對于小車靜止，同時小車與DE相碰后立即停止運動但不粘連，物體則繼續滑上圓弧軌道EF，以后又滑下來沖上小車。求（    ）

（1）物體從A點滑到B點時的速率和滑上EF前的瞬時速率；

（2）水平面CD的長度；

（3）當物體再從軌道EF滑下并滑上小車后，如果小車與壁BC相碰后速度也立即變為零，最后物體m停在小車上的Q點，則Q點距小車右端的距離。

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)

（1）下列說法正確的是                                            （       ）

A．熵是物體內分子運動無序程度的量度

B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數

C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發進行的

D．液體表面層的分子比液體內部的分子有更大的分子勢能

（2） 一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變化到狀態C的p-V圖象如圖所示．在由狀態A變化到狀態B的過程中，理想氣體的溫度          （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態A變化到狀態C的過程中，理想氣體吸收的熱量       它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數為6.0×10²³mol^-1，在標準狀態（壓強p₀=1atm、溫度t₀=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設第（2）問中理想氣體在狀態A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數．（計算結果取兩位有效數字）

B．(選修模塊3-4)

（1）以下說法中正確的是                                           (      )

A．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度

B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性

C．根據宇宙大爆炸學說，遙遠星球發出的紅光被地球接收到時可能是紅外線

D．超聲波可以在真空中傳播

（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發現只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球對a光的折射率為         ，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為v_a和v_b，則v_a        v_b（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點，相鄰兩質點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質點1，質點1開始向下運動，振幅為0.2m，經過時間0.3s第一次出現如圖（b）所示的波形．試寫出質點1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)

（1）下列說法正確的有                                               （    ）

A．盧瑟福的α粒子散射實驗可以估測原子核的大小

B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動加速度增大

C．物質波是一種概率波，在微觀物理學中不可以用“軌跡”來描述粒子的運動

D．若氫原子從 n = 6 能級向 n = 1 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發生光電效應，則氫原子從 n = 6 能級向 n = 2 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發生光電效應

（2）正電子發射計算機斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內衰變放出的正電子與人體內的負電子相遇而湮滅，轉化為一對γ光子，被探測器探測到，并經計算機處理后產生清晰的圖象．根據PET的原理，在人體內衰變的方程式是                ；在PET中，的主要用途是作為               ．

（3）如圖所示，質量分別為m₁和m₂的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v₁、v₂同向運動，并發生對心碰撞，碰后m₂被右側墻壁原速彈回，又與m₁碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m₁球速度的大小.