Question

A．（1）為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體．下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是

 

．
（2）在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24kJ的功．現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5kJ的熱量．在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減小

 

kJ，空氣

 

（選填“吸收”或“放出”）的總能量為

 

kJ．
（3）已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m³和2.1kg/m³，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)N_A=6.02×10²³mol^-1．若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)．（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
B．（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特點(diǎn)，在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛．下面關(guān)于激光的敘述正確的是

 

．
A．激光是縱波
B．頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長相同
C．兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象
D．利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測量月球到地球的距離
（2）如圖甲所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.30×10^-7m，屏上P點(diǎn)距雙縫S₁和S₂的路程差為7.95×10^-7m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是

 

（選填“明條紋”或“暗條紋”）．現(xiàn)改用波長為6.30×10^-7m的激光進(jìn)行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將

 

（選填“變寬”、“變窄”或“不變”）．
（3）如圖乙所示，一束激光從O點(diǎn)由空氣射入厚度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后，從上面的A點(diǎn)射出．已知入射角為i，A與O 相距l(xiāng)，介質(zhì)的折射率為n，試求介質(zhì)的厚度d．
C．（1）研究光電效應(yīng)電路如圖所示．用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓U_AK的關(guān)系圖象中，正確的是

 

．
（2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子．光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小

 

（選填“增大”、“減小”或“不變”），原因是

 

．
（3）已知?dú)湓�子處在第一、第二激發(fā)態(tài)的能級分別為-3.40eV和-1.51eV，金屬鈉的截止頻率為5.53×10¹⁴Hz，普朗克常量h=6.63×10^-34J?s．請通過計算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)．

Answer 1

分析：A、（1）根據(jù)理想氣體等溫變化特點(diǎn)可正確解答．
（2）根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q可正確解答，注意W和Q的含義．
（3）算出每次吸入空氣的摩爾體積，即可正確解答．
B、（1）根據(jù)激光的特點(diǎn)可正確解答
（2）根據(jù)光程差與波長的關(guān)系可判斷是明條紋還是暗條紋，根據(jù)公式△x=

L

d

λ可以判斷條紋寬度的變化情況．
（3）根據(jù)折射定律以及幾何關(guān)系可正確求解．
C、（1）光子的最大初動能與光照強(qiáng)度無關(guān)，但是光電流的大小與光照強(qiáng)度有關(guān)，據(jù)此可正確解答．
（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程可正確解答．
（3）比較放出光子的能量與該金屬逸出功的大小即可判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)．

解答：解：A．（1）等溫變化中，P-

1

V

圖象為過原點(diǎn)的直線，故ACD錯誤，B正確．
故選B．  
（2）第一個過程中氣體等溫變化，因此內(nèi)能不變，根據(jù)△U=W+Q可知，外界對氣體做功等于氣體放出的熱量，故放出熱量為24KJ；
第二個過程中，氧氣瓶體積不變，故W=0，根據(jù)△U=W+Q可知，放出5KJ熱量，內(nèi)能將減小5KJ；
故兩個過程總共放出熱量為29KJ．
故答案為：5；放出；29．
（3）設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為p_海和p_岸．一次吸入空氣的體積為V，則有：
△n=

(p海-p岸)V

M

NA，代入數(shù)據(jù)得△n=3×10²²．
故潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)為△n=3×10²²．
B．（1）A、激光屬于電磁波，電磁波為橫波，故A錯誤；
B、頻率相同的激光在不同介質(zhì)中波長不相同，真空中波長最長，其它介質(zhì)中波長小于真空中波長，故B錯誤；
C、波產(chǎn)生干涉的前提條件是頻率相同，故C錯誤；
D、利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測量月球到地球的距離，故D正確．
故選D．
（2）n=

△s

λ 2

=3，即光程差為半個波長的奇數(shù)倍，因此將出現(xiàn)暗條紋；
條紋間距為：△x=

L

d

λ，由于其它條件不變，波長變長了因此，條紋間距將變寬．
故答案為：暗條紋，變寬．
（3）設(shè)折射角我r，根據(jù)折射定律有：

sini

sinr

=n    ①
由幾何關(guān)系有：l=2dtanr                        ②
聯(lián)立①②解得：d=

n2-sin2i

2sini

l．
C．（1）光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與光照強(qiáng)度無關(guān)，因此在入射光頻率相同的情況下，遏止電壓相同，在能發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，光電流隨著光照強(qiáng)度增大而增大，故ABD錯誤，C正確．
故選C．
（2）由于光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用，因此光電子從金屬表面層逸出過程中，動量減小．
故答案為：減小，光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用（或需要克服逸出功）．
（3）氫原子放出的光子能量E=E₃-E₂，代入數(shù)據(jù)得E=1.89eV，
金屬鈉的逸出功：W₀=hv_e，帶入數(shù)據(jù)得W₀=2.3eV．
因為E＜W₀，所以不能發(fā)生光電效應(yīng)．
故不能發(fā)生光電效應(yīng)．

點(diǎn)評：本題考查全面，考查了整個選修內(nèi)容的基本知識，在平時學(xué)習(xí)中要加強(qiáng)這些基本知識的理解和應(yīng)用．