Question

 【選做題】本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區域內作答，若三題都做，則按A、B兩題評分。

A.（選修模塊3-3）（12分）

（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”）總熱量為         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/和2.1kg/，空氣的摩爾質量為0.029kg/mol，阿伏伽德羅常數=6.02。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．（選修模塊3-4）（12分）

（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.（選修模塊3-5）（12分）

（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AK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-3.4eV和-1.51eV， 金屬鈉的截止頻率為5.53×10¹⁴Hz, 普朗克常量h=6.63×10^-34Js.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】

 （1）B  （2）5  放出   29  （3）3×10²²

【解析】（1）由玻意爾定律，PV=C，即，選項B正確。

（2）根據熱力學第一定律：ΔU=W+Q，第一階段W₁=24kJ，ΔU₁=0，所以Q₁=－24kJ，放熱；第二階段W₂=0，ΔQ₂=－5kJ放熱，所以ΔU₂=－5kJ。又ΔU=ΔU₁+ΔU₂=－5kJ，即內能減少5kJ； Q=Q₁+Q₂=－29kJ，即放出熱量29kJ。

（3）設空氣的摩爾質量為 M ，在海底和岸上的密度分別為ρ_海和ρ_岸，一次吸人空氣的體積為V，則有，代入數據得：Δn=3×10²²

B．（選修模塊3-4）

（1）D   （2）暗條紋   變寬   （3）

【解析】（1）測距利用的是平行度好的特點。答案D

（2）由于，波程差是半波長的奇數倍，是暗條紋。又，變大，變大，變寬。

（3）設折射角為γ，折射定律；幾何關系 l= 2d tanγ;，解得：

C.（選修模塊3-5）

（1）C（2）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，代人數據得：E =1 89eV，金屬鈉的逸出功W₀=hν₀，代人數據得W₀＝2.3 eV，因為E＜W₀，所以不能發生光電效應。

【解析】（1）雖然I_強>I_弱，但截止電壓相等，選項C正確

（2）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，代人數據得：E =1 89eV，金屬鈉的逸出功W₀=hν₀，代人數據得W₀＝2.3 eV，因為E＜W₀，所以不能發生光電效應。