微觀粒子間的碰撞也分為兩大類，一類是彈性碰撞，碰撞過程中兩粒子的總動能沒有變化，另一類是非彈性碰撞，碰撞過程中兩粒子的總動能有變化，它引起粒子內(nèi)部能量的變化．不論哪類碰撞，都遵守動量守恒定律和能量守恒定律．現(xiàn)有一粒子甲與靜止的處于基態(tài)的氫原子乙發(fā)生碰撞，已知甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的k倍．圖所示是氫原子的能級圖．問粒子甲的初動能最少多大，才可能與粒子乙發(fā)生非彈性碰撞而使乙從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)？
   
乙從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需的最小能量為它躍遷到n=2時(shí)所需的能量，大小為
。   
設(shè)乙的質(zhì)量為m，則甲的質(zhì)量為km．設(shè)甲的初速度為v0，甲與乙發(fā)生的碰撞是完全非彈性碰撞，碰后二者具有共同的速度v，根據(jù)動量守恒定律有
，得出。
根據(jù)能量守恒定律有，
由于完全非彈性碰撞是系統(tǒng)總動能損失最多的碰撞，因此甲的速度等于v0時(shí)的動能即為所求的最小初動能，即。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（選修模塊3—5）（12分）
（1）（4分）下列說法正確的是         
A．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動特性
B．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量的量子化
C．經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
D．天然放射性元素的半衰期與環(huán)境的溫度有關(guān)
（2）是不穩(wěn)定的，能自發(fā)地發(fā)生衰變。
①完成衰變反應(yīng)方程        。
②衰變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122302065415.gif" style="vertical-align:middle;" />，共經(jīng)過          次衰變，        次衰變。
（3）氫原子的能級如圖所示，有一群處于n=4能級的氫原子。如果原子n=2向n=1躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，則：
①這群氫原子發(fā)出的光譜中共有幾條譜線能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)？
②從能級n=4向n=1發(fā)出的光照射該金屬材料，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

氫原子的部分能級示意圖如圖所示，大量電子從n=4躍遷到n=2的能級時(shí)，發(fā)出可見光a，從n=3躍遷到n=2的能級時(shí)，發(fā)出可見光b，下列說法正確的是：
A．在同一種介質(zhì)中可見光a的波長小于可見光b的波長
B．大量電子從n="4" 躍遷到n="3" 的能級時(shí)，發(fā)出紫外線
C．在同一種玻璃中a的傳播速度大于b的傳播速度
D．對于某種金屬如果a光能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定能發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

氫原子核外電子分別在、的軌道上運(yùn)動時(shí)，下列相關(guān)物理量的關(guān)系正確的有     （   ）
A．電子運(yùn)動的向心力B．電子的軌道半徑
C．電子運(yùn)動的角速度D．氫原子總能量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖中所示為氫原子能級圖，可見光的光子能量范圍約為1.62eV~3.11eV。

下列說法正確的是                                                       
A．大量處在n>3的高能級的氫原子向n=3能級躍遷時(shí)，發(fā)出的光有一部分是可見光
B．大量處在n=3的氫原子向n=2能級躍遷時(shí)，發(fā)出的光是紫外線
C．大量處在n=3能級的氫原子向n=1能級躍遷時(shí)，發(fā)出的光都應(yīng)具有顯著的熱效應(yīng)
D．處在n=3能級的氫原子吸收任意頻率的紫外線光子都能發(fā)生電離

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

（1）已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，n=2、3能級所對應(yīng)的能量分別為E2和E3，大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷放出若干頻率的光子，依據(jù)玻爾理論，下列說法正確的是（  ）
A．能產(chǎn)生2種不同頻率的光子
B．產(chǎn)生的光子的最大頻率為E3-E2/h
C．當(dāng)氫原子從能級n2躍遷到n1時(shí)，對應(yīng)的電子的軌道半徑變小
D．若氫原子從能級n2躍遷到n1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生的光電效應(yīng)，則當(dāng)氫原子從能級n3躍遷到n1時(shí)放出的光子照到該金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動能為E3-E2
（2）正電子（PET）發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像：它的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程．15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：
①寫出15O的衰變的方程式______________________。
②設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為q，光速為c，普朗克常數(shù)為h，則探測到的正負(fù)電子湮滅后生成的光子的波長=        。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（1）氫原子能級圖如圖所示，則要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成氫離子，該氫原子需要吸收的能量為多少電子伏特？一群處于n=4能級的氫原子回到n=1能級的過程中，可能輻射多少種不同頻率的光子？
（2）靜止的鋰核
63
Li俘獲一個(gè)速度為8×106m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生了兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氦核
42
He，它的速度大小是8×106m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同，求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速率．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

處于基態(tài)的氫原子被一束單色光照射后，共發(fā)出三種頻率分別為v1、v2、v3的光子，且v1＞v2＞v3，則入射光子的能量應(yīng)為�。ā　。�
A．hv1B．hv2C．hv3D．h（v1+v2+v3）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

α粒子與金核Au197發(fā)生對心碰撞時(shí)，能夠接近金核的最小距離為2×m，試估算金核的密度為多大．(1u=1.660×10-27kg)

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