11(mA＋mC)v2＝(mA＋mB＋mC)v234＋Ep 22得 Ep＝9 J.
[答案] (1)2 kg (2)9 J [方法技巧]
应用动量守恒定律解题的步骤
(1)选取研究系统和研究过程．
(2)分析系统的受力情况，判断系统动量是否守恒．
(3)规定正方向，确定系统的初、末状态的动量的大小和方向． (4)根据动量守恒定律列方程求解． (5)对求解的结果加以分析、验证和说明．
热点二 原子能级跃迁 光电效应
命题规律 该知识点在近几年高考中频繁出现，题型为选择题或填空题．分析近几年的高考试题，涉及该知识点的命题有以下特点：
(1)考查氢原子结构和能级公式；(2)考查光电效应规律及光电效应方程的理解和应用．
1．(2015·平顶山模拟)如图所示为氢原子的能级示意图．一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠．这群氢原子能发出________种不同频率的光，其中有________种频率的光能使金属钠发生光电效应．
[突破点拨]
(1)要明确氢原子处于n＝3的激发态在跃迁过程中，可发出________种频率的光． (2)由能级示意图可计算发出各种光子的________．
[解析] 据题意，氢原子在跃迁过程中有以下三种方式：3至1，3至2，2至1，对应
发出三种不同频率的光，要使金属钠发生光电效应，氢原子发出的光子的能量必须大于2.49 eV，而3至1为12.09 eV，3至2为1.89 eV；2至1为10.2 eV，所以有两种频率的光可以使金属钠发生光电效应．
[答案] 3 2
在上述题1中，求电子从金属钠表面逸出时所需的最小能量是多少．
解析：“逸出功为2.49 eV”表明使金属钠发生光电效应的光子的最小能量，即电子从金属钠表面逸出时所需的最小能量为2.49 eV.
答案：2.49 eV
2．(2015·河北保定4月模拟)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )
A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值
B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大 C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大 D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流
E．图中入射光束的频率减小到某一数值f0时，无论滑片P怎样滑动，电流表示数都为零，则f0是阴极K的极限频率
[解析] 当只调换电源的极性时，电子从K到A减速运动，到A恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A项错误．当其他条件不变，P向右滑动，加在光电管两端的电压q
增加，光电子运动更快，由I＝得电流表读数变大，B项正确．只改变光束强度时，单位时
t间内光电子数变多，电流表示数变大，C项正确．因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K不需要预热，所以D项错误．当光束的频率为f0时，无论P怎样滑动，电流表示数都为零，说明未飞出光电子，则有W＝hf0，所以f0为阴极K的极限频率，E项正确．
[答案] BCE 3.(2015·江西八校联考)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向
低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则( )
A．6种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的 B．6种光子中有2种属于巴耳末系
C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量
D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应
E．在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显
c
[解析] 由E4－E1＝h，得6种光子中由n＝4能级到n＝1能级的能量差最大，波长最
λ短，所以A项错误．由巴耳末系的定义知，在6种光子中只有n＝4跃迁到n＝2和n＝3跃迁到n＝2释放的光子属于巴耳末系，B项正确．由E∞－E4＝0－(－0.85 eV)＝0.85 eV，所以要使n＝4能级的氢原子电离至少需0.85 eV的能量，C项正确．因为E2－E1＝10.2 eV＝hν1，E3－E2＝1.89 eV＝hν2，所以ν1＞ν2，故D项错误．在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级时释放的光子的能量最大，则光子的波长最短，康普顿效应最明显，故E项正确．
[答案] BCE
[方法技巧]
(1)处理光电效应问题的两条线索
一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是： ①光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大． ②光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大． (2)解决氢原子能级跃迁问题的四点技巧
①原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差．
②原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由
电子的动能．
③一群原子和一个原子不同，它们的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类N＝C2n＝n（n－1）
. 2
④计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各能级的能量值均为负值；能量单位1 eV＝1.6×10－19 J.
热点三 核反应和核能
命题规律 对核反应及核能的考查在近几年高考中出现的频率较高，分析近几年的高考试题，关于涉及该知识点的命题有以下特点：
(1)考查三种射线、核反应方程的书写，题型为选择题或填空题；(2)有关半衰期的理解和计算及核反应中释放核能的计算，题型为选择题或填空题．
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1．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H＋ 6C11512
→13 7N＋Q1，1H＋ 7N→ 6C＋X＋Q2，方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：则X是________，Q2________Q1(选填“大于”“等于”或“小于”). 原子核 质量/u 11H 32He 42He 12 6C 13 7N 15 7N 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1 [突破点拨]解答本题时应明确以下三点： (1)核反应方程中，质量数与电荷数________． (2)明确质量亏损Δm的计算方法．
(3)核反应释放的能量：Q＝ΔE＝____________，即Q与Δm成________．
[解析] 核反应方程中，反应前后质量数和电荷数守恒，所以X的质量数15＋1－12＝
2
4，电荷数1＋7－6＝2，所以X为42He；据Q＝ΔE＝Δmc，经过计算Δm1＝0.002 1 u，Δm2
＝0.005 3 u，则可以知道Q2＞Q1.
[答案] 42He 大于
计算上述题1中Q1、Q2的大小(1原子质量单位u相当于931.5 MeV能量)．
解析：经过计算Δm1＝0.002 1 u，Δm2＝0.005 3 u，Q1＝0.002 1×931.5 MeV＝1.956 MeV Q2＝0.005 3×931.5 MeV＝4.937 MeV.
答案：1.956 MeV 4.937 MeV 2．(2015·河北正定模拟)关于原子核的有关知识，下列说法正确的是( ) A．天然放射性射线中的β射线实际就是电子流，它来自原子的核内
B．放射性原子核经过α、β衰变致使新的原子核处于较高能级，因此不稳定从而产生γ射线
C．氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天，一个氡222原子核四天后一定衰变为钋218 D．比结合能越大，原子越容易发生衰变
E．热核反应过程中核子必须要有巨大的动能来克服核子间的力
[解析] 因为半衰期是统计规律，对单个核子没有意义，所以C项错．比结合能描述原子核的稳定性，比结合能越大，原子越稳定，越不易发生衰变，所以D项错．
[答案] ABE 3．(2015·青岛模拟)若核实验的核原料是 23592U，则 (1)完成核反应方程式 235190136
92U＋0n→38Sr＋ 54Xe＋________．
(2)已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶(Sr)核的质量为89.907 7 u，氙(Xe)核的质量为135.907 2 u，1 u相当于931.5 MeV的能量，求一个235 92U原子核裂变释放的能量为________MeV.
[解析] (1)根据电荷数守恒和质量数守恒可得：1010n. (2)该反应的质量亏损是：
Δm＝235.043 9 u＋1.008 7 u－89.907 7 u－135.907 2 u－10×1.008 7 u＝0.150 7 u ΔE＝0.150 7×931.5 MeV＝140.4 MeV. [答案] (1)1010n (2)140.4 [总结提升] (1)衰变规律的理解
衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子核无意义．
(2)核反应方程的书写 ①质量数守恒； ②电荷数守恒．