Question

 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分。

A.（选修模块3-3）（12分）

（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是        。

（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小        kJ,空气       （选填“吸收”或“放出”）总热量为        kJ。

（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数=6.02。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。（结果保留一位有效数字）

B．（选修模块3-4）（12分）

（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是      

（A）激光是纵波

（B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同

（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象

（D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离

（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10^-7m,屏上P点距双缝s₁和s₂的路程差为7.95×10^-7m.则在这里出现的应是       （选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30×10^-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将            （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。

（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d. 

 

C.（选修模块3-5）（12分）

（1）研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与AK之间的电压U_AK的关系图象中，正确的是    

  （2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小_______(选填“增大、“减小”或“不变”)， 原因是_______。

（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV， 金属钠的截止频率为5.53×10¹⁴Hz, 普朗克常量h=6.63×10^-34Js.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板， 能否发生光电效应。

 

Answer 1

 （1）B  （2）5  放出   29  （3）3×10²²

解析:（1）由玻意尔定律，PV=C，即，选项B正确。

（2）根据热力学第一定律：ΔU=W+Q，第一阶段W₁=24kJ，ΔU₁=0，所以Q₁=－24kJ，放热；第二阶段W₂=0，ΔQ₂=－5kJ放热，所以ΔU₂=－5kJ。又ΔU=ΔU₁+ΔU₂=－5kJ，即内能减少5kJ； Q=Q₁+Q₂=－29kJ，即放出热量29kJ。

（3）设空气的摩尔质量为 M ，在海底和岸上的密度分别为ρ_海和ρ_岸，一次吸人空气的体积为V，则有，代入数据得：Δn=3×10²²

B．（选修模块3-4）

（1）D   （2）暗条纹  变宽   （3）

解析:（1）测距利用的是平行度好的特点。答案D

（2）由于，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。又，变大，变大，变宽。

（3）设折射角为γ，折射定律；几何关系l= 2d tanγ;，解得：

C.（选修模块3-5）

（1）C（2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）（3）氢原子放出的光子能量E＝E₃－E₂，代人数据得：E =1 89eV，金属钠的逸出功W₀=hν₀，代人数据得W₀＝2.3 eV，因为E＜W₀，所以不能发生光电效应。

解析:（1）虽然I_强>I_弱，但截止电压相等，选项C正确

（2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）

（3）氢原子放出的光子能量E＝E₃－E₂，代人数据得：E =1 89eV，金属钠的逸出功W₀=hν₀，代人数据得W₀＝2.3 eV，因为E＜W₀，所以不能发生光电效应。