Question

A．（1）為了將空氣裝入氣瓶內，現將一定質量的空氣等溫壓縮，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p和體積V關系的是______．
（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，空氣的摩爾質量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數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．（結果保留一位有效數字）
B．（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特點，在科學技術和日常生活中應用廣泛．下面關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中的波長相同
C．兩束頻率不同的激光能產生干涉現象
D．利用激光平行度好的特點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點距雙縫S₁和S₂的路程差為7.95×10^-7m，則在這里出現的應是______（選填“明條紋”或“暗條紋”）．現改用波長為6.30×10^-7m的激光進行上述實驗，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點由空氣射入厚度均勻的介質，經下表面反射后，從上面的A點射出．已知入射角為i，A與O 相距l，介質的折射率為n，試求介質的厚度d．
C．（1）研究光電效應電路如圖所示．用頻率相同、強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）已知氫原子處在第一、第二激發態的能級分別為-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，氫原子從第二激發態躍遷到第一激發態過程中發出的光照射金屬鈉板，能否發生光電效應．

Answer 1

【答案】分析：A、（1）根據理想氣體等溫變化特點可正確解答．
（2）根據熱力學第一定律△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）根據激光的特點可正確解答
（2）根據光程差與波長的關系可判斷是明條紋還是暗條紋，根據公式可以判斷條紋寬度的變化情況．
（3）根據折射定律以及幾何關系可正確求解．
C、（1）光子的最大初動能與光照強度無關，但是光電流的大小與光照強度有關，據此可正確解答．
（2）根據光電效應方程可正確解答．
（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生光電效應．
解答：解：A．（1）等溫變化中，圖象為過原點的直線，故ACD錯誤，B正確．
故選B．  
（2）第一個過程中氣體等溫變化，因此內能不變，根據△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△U=W+Q可知，放出5KJ熱量，內能將減小5KJ；
故兩個過程總共放出熱量為29KJ．
故答案為：5；放出；29．
（3）設空氣的摩爾質量為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=，代入數據得△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中波長不相同，真空中波長最長，其它介質中波長小于真空中波長，故B錯誤；
C、波產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可以測量月球到地球的距離，故D正確．
故選D．
（2），即光程差為半個波長的奇數倍，因此將出現暗條紋；
條紋間距為：，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）設折射角我r，根據折射定律有：    ①
由幾何關系有：l=2dtanr                        ②
聯立①②解得：．
C．（1）光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與光照強度無關，因此在入射光頻率相同的情況下，遏止電壓相同，在能發生光電效應的前提下，光電流隨著光照強度增大而增大，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，代入數據得E=1.89eV，
金屬鈉的逸出功：W=hv_e，帶入數據得W=2.3eV．
因為E＜W，所以不能發生光電效應．
故不能發生光電效應．
點評：本題考查全面，考查了整個選修內容的基本知識，在平時學習中要加強這些基本知識的理解和應用．