D.动量
解析 根据爱因斯坦光电效应方程12mvm2＝hν－W.由题知 W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小.根据 p ＝ 2mEk及 p＝hλ和 c＝λν 知，钙逸出的光电子的特点是： 动量较小、波长较长、频率较小.选项 A 正确，选项 B、C、 D 错误. 答案 A
(2)氡 222 是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸 系统造成辐射损伤.它是世界卫生组织分布的主要环境致癌 物质之一.其衰变方程是22826Rn→21884Po＋___42_H_e___.已知28262Rn 的 半衰期约为 3.8 天，则约经过_1_5_._2__天，16 g 的22826Rn 衰变后 还剩 1 g. 解析 根据质量数、电荷数守恒得衰变方程为28262Ra→28148Ro＋
解析 根据光电效应方程可得Ek＝hν－W0，光电子的能量 与光照强度无关，A错误； 每种金属都有自己的极限频率，B错误； 金属内的每个电子一次只能吸收一个光子，而且是不能积 累的，C错误； 当入射光子的能量小于金属的逸出功时，不能发生光电效 应，D正确. 答案 D
5.已知金属钠的逸出功为2.29 eV，现用波长为400 nm的光照 射金属钠表面，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子电荷量 e＝1.6×10－19 C,1 nm＝10－9 m，求遏止电压和金属钠的截止 频率.(结果均保留两位有效数字) 解析 根据光电效应方程：Ek＝hν－W0＝hλc－W0 光电子动能减小到0时，反向电压即遏止电压，根据动能定 理：eU＝Ek， 代入数据得：U≈0.82 V
应考策略：本专题涉及的知识点多，而且多是科技前沿 的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概 念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线 ，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力.
内容索引
考题一 光电效应与光子说 考题二 氢原子光谱与能级 考题三 核反应与核能 考题四 动量和能量的综合应用 专题综合练
(3)从光开始照射到释放出光电子，整个过程所需时间小 于10－9 s. (4)产生光电效应时，单位时间内逸出的电子数与光的强 度有关，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多.
2.解决光电效应类问题应注意的三个方面 (1)决定光电子初动能大小的是入射光的频率，决定光电流 大小的是入射光光强的大小. (2)由光电效应发射出的光电子由一极到达另一极，是电路 中产生光电流的条件. (3)明确加在光电管两极间的电压对光电子起到了加速作用 还是减速作用.
解析 根据光的强度与电流成正比，由图就可知道：甲光 的强度大； 由爱因斯坦的光电效应方程可得：hν＝Em＋W0→Em＝hν－ W0. 答案 甲 hν－W0
2.如图4所示是光控继电器的示意图，K是光电管的阴极.下列
说法正确的是( )
A.图中a端应是电源的正极
B.只要有光照射K，衔铁就被电磁铁
吸引
C.只要照射K的光强度足够大，衔铁就
(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电， 29325U 是核电站常用的核燃料.23952U 受一个中子轰击后裂变成 15464Ba 和8396Kr 两部分，并产生____3____个中子.要使链式反应 发生，裂变物质的体积要___大__于___(选填“大于”或“小 于”)它的临界体积. 解析 由质量数和电荷数守可知：29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋
专题15 动量 原子物理
真题示例
1.(2015·江苏单科·12C)(1)波粒二象性是微观世界的基本特 征，以下说法正确的有________. A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
由动量守恒定律知：2mv0＝2mv1＋mv2，且由题意知v2－v0 v1 ＝1156 解得 v1＝1478v0，v2＝3214v0 答案 1478v0 3214v0
3.(2013·江苏·12C)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个
中子的相等，则它们的____C____也相等.
A.速度
B.动能
C.动量
图4
被电磁铁吸引
D.只有照射K的光频率足够大，衔铁才被电磁铁吸引
解析 电路中要产生电流，则a端接电源的正极，使逸出的 光电子在光电管中加速，放大器的作用是将光电管中产生 的电流放大后，使铁芯磁化，将衔铁吸住，故A正确. 根据光电效应产生的条件可知，只有照射K的光频率足够 大，才能产生光电效应，产生光电效应时，衔铁才被电磁 铁吸引，故B错误，D正确； 根据光电效应方程知，能否发生光电效应频率决定，故C错误. 答案 AD
4.关于光电效应，下列说法中正确的是( ) A.发生光电效应时，入射光越强，光电子的能量就越大 B.不同金属发生光电效应的入射光的最低频率是相同的 C.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当 它积累的动能足够大时，就能发生光电效应 D.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的 引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应
310n，可见产生了 3 个中子，链式反应的一个条件是铀燃料
的体积必须大于或等于临界体积.
(3)取质子的质量mp＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量mn＝ 1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光 速c＝3.0×108 m/s.请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两 位有效数字) 解析 根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可求：ΔE＝(2mp ＋2mn－mα)c2≈4.3×10－12 J. 答案 4.3×10－12 J
图7
(1)下列说法中正确的是____B____. A.反氢原子光谱与氢原子光谱不相同 B.基态反氢原子的电离能是13.6 eV C.基态反氢原子能吸收11 eV的光子发生跃迁 D.在反氢原子谱线中，从n＝2能级跃迁到基态辐射光子的 波长最长
(2)反氢原子只要与周围环境中的氢原子相遇就会湮灭，因 此实验室中造出的反氢原子稍纵即逝.已知氢原子质量为m ，光在真空中传播速度c，一对静止的氢原子和反氢原子 湮灭时辐射光子，则辐射的总能量E＝_______2_m，c2此过程 _____能__量__和_守动恒量.
42He.根据衰变规律 m＝m0(21)τt，代入数据解得 t＝15.2 天.
(3)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃 球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比 总是约为15∶16.分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速 度是指碰撞前A对B的速度.若上述过程是质量为2m的玻璃球 A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求 碰撞后A、B的速度大小. 解析 设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2
考题一 光电效应与光子说
1.用频率均为ν但强度不同的甲、乙两束光做
光电效应实验，发现光电流与电压的关系如
图3所示，由图可知，______(选填“甲”或
“乙”)光的强度大，已知普朗克常量为h，被
图3
照 射 金 属 的 逸 出 功 为 W0 ， 则 光 电 子 的 最 大 初 动 能 为
________.
根据逸出功W0＝hν0， 得截止频率：ν0＝2.269.×631×.61×0－1034－19 Hz≈5.5×1014 Hz 答案 0.82 V 5.5×1014 Hz
规律小结
1.光电效应的规律 (1)任何一种金属，都有一种极限频率，只有当入射光的频 率大于或等于极限频率时才会产生光电效应. (2)光电子的最大初动能跟入射光的强度无关，只随入射光 的频率的增大而增大.
图2
解析 以飞船为参考系，据动量守恒定律 ：(mA＋mB)v0＝ mAvA＋mBvB，解得vB ＝0.02 m/s，离开空间站方向.
答案 0.02 m/s 离开空间站方向
考纲解读
本专题考查的重点和热点有：①动量守恒定律及其应用 ；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应 方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部 分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等.
3.如图5所示，把一块不带电的锌板接在验电器上，用紫外 线灯照射锌板，验电器金属箔张开.下列说法正确的是( )A.紫外线是不连续的 B.验电器金属箔带正电 C.从锌板逸出电子的动能都相等 D.改用红外灯照射，验电器金属箔一定张开 图5
解析 根据普朗克量子理论，在空间传播的光是一份一份的 不连续的，选项A正确； 从锌板中打出电子，故锌板带正电，所以验电器金属箔带正 电，选项B正确； 从锌板逸出电子的动能不都是相等的，选项C错误； 因红外线的频率小于紫外线的频率，故改用红外灯照射不会 发生光电效应，验电器金属箔不会张开，选项D错误；故选 A、B. 答案 AB
图6 B.一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时， 能放出3种不同频率的光
C.一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射 锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV D.用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁 到激发态 解析 氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量 为10.2 eV>3.34 eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象 ，故A、D两项错误；
根据C23＝3，知该群氢原子可能发射3种不同频率的光子， B项正确； 根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，最大初动能Ekm＝12.09 eV－3.34 eV＝8.75 eV，C项正确. 答案 BC
8.1995年科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子 和一个围绕它运动的正电子组成.反质子和质子有相同的 质量，带有等量异种电荷.反氢原子和氢原子有相同的能 级分布，氢原子能级如图7所示.
考题二 氢原子光谱与能级
6.在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的 谱线属于巴耳末系.若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中 只有两条属于巴耳末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可 能发出多少条不同频率的谱线( )