資源簡介

(共32張PPT)
專題分層突破練14　熱學(xué)
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基礎(chǔ)鞏固
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1.如圖是一種兒童玩具“吡叭筒”,由竹筒和木棍組成,在竹筒的前后兩端分別裝上“叭子”(樹果子或打濕的小紙團(tuán))。叭子密封竹筒里面的空氣,迅速推動(dòng)木棍,前端的叭子便會(huì)從筒口射出。則迅速推動(dòng)木棍過程中(叭子尚未射出),竹筒中被密封的氣體(　　)
A.壓強(qiáng)增大
B.溫度不變
C.內(nèi)能不變
D.每個(gè)分子的動(dòng)能都增加
答案 A
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解析 迅速推動(dòng)木棍過程中,竹筒中被密封的氣體體積減小,則壓強(qiáng)增大,外界對(duì)氣體做正功,W>0,由于該過程氣體與外界無熱交換,則Q=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,ΔU>0,氣體內(nèi)能增加,溫度升高,分子平均動(dòng)能增加,但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增加,故選A。
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2.(2024山東淄博一模)圖甲、乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30 s,兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知(　　)
A.圖中連線是炭粒的運(yùn)動(dòng)徑跡
B.炭粒的位置變化是分子間斥力
作用的結(jié)果
C.若水溫相同,甲中炭粒的顆粒較大
D.若炭粒大小相同,甲中水分子的
熱運(yùn)動(dòng)較劇烈
答案 C
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解析 圖中連線不是炭粒的運(yùn)動(dòng)徑跡,A錯(cuò)誤;炭粒的位置變化是水分子的撞擊不平衡產(chǎn)生的結(jié)果,B錯(cuò)誤;若水溫相同,較大炭粒的布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度較弱,炭粒在30 s始、末時(shí)刻所在位置連線的距離較短,故甲中炭粒的顆粒較大,C正確;若炭粒大小相同,溫度越高分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,做布朗運(yùn)動(dòng)的炭粒運(yùn)動(dòng)也越劇烈,故乙中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈,D錯(cuò)誤。
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3.(多選)(2024天津一模)下列有關(guān)熱學(xué)的問題說法正確的是(　　)
A.圖甲是理想氣體分子速率的分布
規(guī)律,氣體在①狀態(tài)下的分子平均
動(dòng)能小于②狀態(tài)下的分子平均動(dòng)能
B.圖乙是分子勢(shì)能Ep與分子間距r的關(guān)
系示意圖,在r>r1時(shí)分子力表現(xiàn)為引力
C.圖丙為壓力鍋示意圖,在關(guān)火后打開
壓力閥開始放氣的瞬間,鍋內(nèi)氣體對(duì)
外界做功,內(nèi)能減少
D.圖丁為一定質(zhì)量的理想氣體分別在
T1、T2溫度下發(fā)生的等溫變化,由圖可知T1CD
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解析 圖甲是理想氣體分子速率的分布規(guī)律,氣體在①狀態(tài)下分子速率占總分子數(shù)的百分比的極大值的速率較大,則氣體在①狀態(tài)下的分子平均動(dòng)能大于②狀態(tài)下的分子平均動(dòng)能,A錯(cuò)誤;圖乙是分子勢(shì)能Ep與分子間距r的關(guān)系示意圖,在r=r2時(shí)分子間作用力為零,可知在r2>r>r1時(shí)分子間作用力表現(xiàn)為斥力,B錯(cuò)誤;圖丙為壓力鍋示意圖,在關(guān)火后打開壓力閥開始放氣的瞬間,鍋內(nèi)氣體體積變大,對(duì)外界做功,因來不及與外界進(jìn)行熱交換,則氣體的內(nèi)能減少,C正確;圖丁為一定質(zhì)量的理想氣體分別在T1、T2溫度下發(fā)生的等溫變化,由圖可知距離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的曲線上pV乘積越大,則溫度越高,即T11
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4.(2024安徽期末)有關(guān)分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律,下列說法正確的是(　　)
A.當(dāng)分子間表現(xiàn)為引力時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而減小
B.隨著科技的進(jìn)步,我們可以利用通過降低海水溫度釋放出的大量熱量,全部用來發(fā)電,而不產(chǎn)生其他影響,從而解決能源危機(jī)
C.一氣泡從恒溫的水池底部緩慢向上浮動(dòng),在上浮過程中氣泡體積增大,對(duì)外做功,吸收熱量
D.若把氫氣和氧氣看成理想氣體,則體積、質(zhì)量和溫度均相同的氫氣和氧氣內(nèi)能一定相等
答案 C
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解析 當(dāng)分子間表現(xiàn)為引力時(shí),增大分子間的距離,引力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,A錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第二定律知,不可能從單一熱源吸收熱量,使其完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響,B錯(cuò)誤;氣泡從恒溫的水池底部緩慢向上浮動(dòng),在上浮過程中壓強(qiáng)減小,故氣泡體積增大,對(duì)外做功,吸收熱量,C正確;體積、質(zhì)量和溫度均相同的氫氣和氧氣,分子的平均動(dòng)能相等,但由于分子總數(shù)不同,因此內(nèi)能不相等,D錯(cuò)誤。
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5.(2023江蘇卷)如圖所示,密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中(　　)
A.氣體分子的數(shù)密度增大
B.氣體分子的平均動(dòng)能增大
C.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小
D.單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小
答案 B
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解析 氣體發(fā)生等容變化,故氣體分子的數(shù)密度不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;氣體溫度升高,故氣體分子的平均動(dòng)能增大,選項(xiàng)B正確;氣體壓強(qiáng)增大,故單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積的作用力增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于氣體分子的平均動(dòng)能增大,氣體體積不變,故單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
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6.(多選)(2024新課標(biāo)卷)如圖所示,一定量理想氣體的循環(huán)由下面4個(gè)過程組成:1→2為絕熱過程(過程中氣體不與外界交換熱量),2→3為等壓過程, 3→4為絕熱過程,4→1為等容過程。上述4個(gè)過程是四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)的主要過程。下列說法正確的是(　　)
A.1→2過程中,氣體內(nèi)能增加
B.2→3過程中,氣體向外放熱
C.3→4過程中,氣體內(nèi)能不變
D.4→1過程中,氣體向外放熱
答案 AD
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解析 本題考查熱學(xué)圖像問題。1→2過程中,氣體絕熱壓縮,外界對(duì)氣體做功,內(nèi)能增加,選項(xiàng)A正確。2→3過程中,氣體等壓膨脹,對(duì)外做功,溫度升高,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體吸熱,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。3→4過程中,氣體絕熱膨脹,內(nèi)能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。4→1過程中,氣體體積不變,壓強(qiáng)減小,溫度降低,內(nèi)能減小,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體放熱,選項(xiàng)D正確。
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7.(10分)(2024安徽卷)某人駕駛汽車從北京到哈爾濱,在哈爾濱發(fā)現(xiàn)汽車的某個(gè)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)有所下降(假設(shè)輪胎內(nèi)氣體的體積不變,且沒有漏氣,可視為理想氣體)。于是在哈爾濱給該輪胎充入壓強(qiáng)與大氣壓相同的空氣,使其內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)恢復(fù)到出發(fā)時(shí)的壓強(qiáng)(假設(shè)充氣過程中,輪胎內(nèi)氣體的溫度與環(huán)境溫度相同,且保持不變)。已知該輪胎內(nèi)氣體的體積V0=30 L,從北京出發(fā)時(shí),該輪胎內(nèi)氣體的溫度t1=-3 ℃,壓強(qiáng)p1=2.7×105 Pa。哈爾濱的環(huán)境溫度t2=-23 ℃,大氣壓強(qiáng)p0取1.0×105 Pa。求:
(1)在哈爾濱時(shí),充氣前該輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
(2)充進(jìn)該輪胎的空氣體積。
答案 (1)2.5×105 Pa
(2)6 L
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其中p1=2.7×105 Pa,T1=(273-3) K=270 K,T2=(273-23) K=250 K
代入數(shù)據(jù)解得,在哈爾濱時(shí),充氣前該輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p2=2.5×105 Pa。
(2)由玻意耳定律可知p2V0+p0V=p1V0
代入數(shù)據(jù)解得,充進(jìn)該輪胎的空氣體積為V=6 L。
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8.(12分)(2022海南卷改編)足夠長的玻璃管水平放置,用長19 cm的水銀封閉一段長為25 cm的空氣柱,大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于76 cm汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),環(huán)境溫度為300 K,將玻璃管緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到豎直。
(1)空氣柱長度變?yōu)槎嗌?空氣柱是吸熱還是放熱
(2)當(dāng)氣體溫度變?yōu)?60 K時(shí),空氣柱長度是多少
答案 (1)20 cm　放熱
(2)24 cm
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解析 (1)以封閉氣體為研究對(duì)象,氣體做等溫變化,設(shè)玻璃管橫截面積為S,玻璃管水平時(shí)
p1=0.76 mρ汞g、V1=0.25 mS
玻璃管豎起來后
p2=(0.19+0.76) mρ汞g=0.95 mρ汞g、V2=LS
根據(jù)p1V1=p2V2
解得L=20 cm
氣體體積減小,外界對(duì)氣體做功,但其溫度不變,內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外放熱。
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其中T1=300 K、V2=20 cmS、V3=L'S
解得L'=24 cm。
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綜合提升
9.(多選)(2024河北卷)如圖所示,水平放置的密閉絕熱汽缸被導(dǎo)熱活塞分成左、右兩部分,左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,右側(cè)為真空,活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且水平長度大于彈簧自然長度,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計(jì)?；钊跏紩r(shí)靜止在汽缸正中間,后因活塞密封不嚴(yán)發(fā)生緩慢移動(dòng),活塞重新靜止后(　　)
A.彈簧恢復(fù)至自然長度
B.活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等
C.與初始時(shí)相比,汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加
D.與初始時(shí)相比,活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少
答案 ACD
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解析 開始彈簧處于壓縮狀態(tài),因活塞密封不嚴(yán),可知左側(cè)氣體向右側(cè)漏出,左側(cè)氣體壓強(qiáng)變小,右側(cè)出現(xiàn)氣體,對(duì)活塞有向左的壓力,最終左、右兩側(cè)氣體壓強(qiáng)相等,且彈簧恢復(fù)原長,故A正確;活塞初始時(shí)靜止在汽缸正中間,但由于活塞向左移動(dòng),左側(cè)氣體體積小于右側(cè)氣體體積,因此左側(cè)氣體質(zhì)量小于右側(cè)氣體質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;由于密閉的汽缸絕熱,與外界沒有能量交換,但彈簧彈性勢(shì)能減少了,可知?dú)怏w的內(nèi)能增加,故C正確;初始時(shí)氣體在左側(cè),最終氣體充滿整個(gè)汽缸,則初始左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)應(yīng)該是最終左側(cè)的兩倍,故D正確。
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10.(多選)(2023山東卷)一定質(zhì)量的理想氣體,初始溫度為300 K,壓強(qiáng)為1×105 Pa。經(jīng)等容過程,該氣體吸收400 J的熱量后溫度上升100 K;若經(jīng)等壓過程,需要吸收600 J的熱量才能使氣體溫度上升100 K。下列說法正確的是(　　)
A.初始狀態(tài)下,氣體的體積為6 L
B.等壓過程中,氣體對(duì)外做功400 J
C.等壓過程中,氣體體積增加了原體積的
D.兩個(gè)過程中,氣體的內(nèi)能增加量都為400 J
答案 AD
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解析 理想氣體的內(nèi)能只和溫度有關(guān),等容過程ΔU=400 J,
故兩個(gè)過程內(nèi)能增加量都為400 J,選項(xiàng)D正確;
等壓過程Q=600 J,根據(jù)ΔU=W+Q,可得W=-200 J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
等壓過程中,-W=pΔV,解得ΔV=2×10-3 m3=2 L,
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11.(2024山東濰坊二模)一定質(zhì)量的理想氣體由a狀態(tài)開始,經(jīng)歷a→b→c→a過程,其p-V圖像如圖所示,ab的延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)O,bc與縱軸平行。已知a、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同,a→b過程中氣體向外界放出的熱量為Q。下列說法正確的是(　　)
A.氣體在a狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁
的沖量小于在c狀態(tài)下的沖量
B.a→b過程中氣體內(nèi)能變化量的絕對(duì)值大于Q
C.b→c過程中氣體從外界吸收的熱量為 p0V0
D.a→b→c→a整個(gè)過程中氣體對(duì)外界做功為零
答案 A
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解析 a狀態(tài)氣體的體積較大,氣體密度較小,又兩個(gè)狀態(tài)的溫度相同,故氣體在a狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的作用力較小,沖量較小,A正確; b→c過程體積不變,壓強(qiáng)增大,根據(jù) =C可知,氣體溫度升高,則c狀態(tài)氣體內(nèi)能大于b狀態(tài)氣體內(nèi)能,由于a與c狀態(tài)氣體溫度相同,內(nèi)能相等,則b狀態(tài)氣體內(nèi)能小于a狀態(tài)氣體內(nèi)能,a→b過程氣體體積減小,外界對(duì)氣體做功,根據(jù)ΔU=Q+W,ΔU為負(fù)值,W為正值,故氣體放熱大于內(nèi)能的減少量,B錯(cuò)誤;
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12.(12分)(2023浙江1月選考)某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)
報(bào)警裝置,其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容
器內(nèi)用面積S=100 cm2、質(zhì)量m=1 kg的活塞密封一
定質(zhì)量的理想氣體,活塞能無摩擦滑動(dòng)。開始時(shí)氣體
處于溫度TA=300 K、活塞與容器底的距離h0=30 cm
的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱,活塞
緩慢上升d=3 cm恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處,此時(shí)氣體
達(dá)到狀態(tài)B。活塞保持不動(dòng),氣體被繼續(xù)加熱至溫度TC=363 K的狀態(tài)C時(shí)觸動(dòng)報(bào)警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了ΔU=158 J。取大氣壓p0=0.99×105 Pa,求氣體:
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(1)在狀態(tài)B的溫度;
(2)在狀態(tài)C的壓強(qiáng);
(3)由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收的熱量Q。
答案 (1)330 K　
(2)1.1×105 Pa
(3)188 J
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(3)根據(jù)題意可知,從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對(duì)外做功為
W=pBSd=30 J
由熱力學(xué)第一定律有
ΔU=-W+Q
解得Q=ΔU+W=188 J。
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13.(12分)(2024湖南卷)一個(gè)充有空氣的薄壁氣球,氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。
(1)若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強(qiáng)p0,求此時(shí)氣體的體積V0(用p0、p和V表示);
(2)小贊同學(xué)想測(cè)量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小,但身邊僅有一個(gè)電子天平。將氣球置于電子天平上,示數(shù)為m=8.66×10-3 kg(此時(shí)須考慮空氣浮力對(duì)該示數(shù)的影響)。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),此時(shí)氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)p和體積V還滿足:(p-p0)(V-VB0)=C,其中p0=1.0×105 Pa為大氣壓強(qiáng),VB0=0.5×10-3 m3為氣球無張力時(shí)的最大容積,C=18 J為常數(shù)。已知該氣球自身質(zhì)量為m0=8.40×10-3 kg,外界空氣密度為ρ0=1.3 kg/m3,求氣球內(nèi)氣體體積V的大小。
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解析 本題考查氣體實(shí)驗(yàn)定律。
(1)根據(jù)玻意耳定律有pV=p0V0
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(2)設(shè)氣球內(nèi)氣體質(zhì)量為m氣,則m氣=ρV
根據(jù)阿基米德原理,氣球受到的浮力為ρ0gV
對(duì)氣球進(jìn)行受力分析如圖所示
根據(jù)氣球的受力分析有mg+ρ0gV=m氣g+m0g
第(1)問中,氣體等溫變化時(shí),氣體質(zhì)量不變,
有m氣=ρV=ρ0V0
結(jié)合題中p和V滿足的關(guān)系為
(p-p0)(V-VB0)=C
解得V=5×10-3 m3。(共24張PPT)
專題分層突破練15　近代物理
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基礎(chǔ)鞏固
選擇題:每小題10分,共100分
1.(2024湖南卷)量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn),下列關(guān)于量子論的說法正確的是(　　)
A.普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的
B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出,若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出
C.康普頓研究石墨對(duì)X射線散射時(shí),發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分
D.德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動(dòng)性,而電子不具有波動(dòng)性
答案 B
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解析 普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是量子化的,故A錯(cuò)誤;入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率能產(chǎn)生光電效應(yīng),紫光的頻率大于紅光的頻率,紅光能讓金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),則紫光也能讓金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),故B正確;石墨對(duì)X射線的散射過程遵循動(dòng)量守恒,光子和電子碰撞后,電子獲得一定的動(dòng)量,光子動(dòng)量變小,根據(jù)λ= 可知波長變長,故C錯(cuò)誤;德布羅意認(rèn)為物質(zhì)都具有波動(dòng)性,故D錯(cuò)誤。
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2.(2024山東日照二模)在醫(yī)學(xué)研究中把Sr-87m引入患者體內(nèi),待骨骼吸收后,用輻射檢測(cè)器可測(cè)定其在患者骨骼中所處的位置,并確定患者體內(nèi)出現(xiàn)的異常情況。Sr-87m的半衰期為2.8 h,對(duì)于質(zhì)量為m0的Sr-87m,經(jīng)過時(shí)間t后剩余的質(zhì)量為m,其 -t圖線如圖所示。從圖中提供的信息,可知Sr-87m的半衰期可表示為(　　)
A.t1-0 B.t3-t1
C.t2-t1 D.t3-t2
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4.(2023山東卷)“夢(mèng)天號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空,對(duì)提升我國導(dǎo)航定位、深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系,原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ,然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子,躍遷到鐘躍遷的上能級(jí)2,并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1,實(shí)現(xiàn)受激輻射,發(fā)出鐘激光,最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。
該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為(　　)
A.ν0+ν1+ν3
B.ν0+ν1-ν3
C.ν0-ν1+ν3
D.ν0-ν1-ν3
D
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解析 根據(jù)能級(jí)圖可得hν0=hν1+hν2+hν3,解得ν2=ν0-ν1-ν3,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,D正確。
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以下推斷正確的是(　　)
答案 A
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解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X是 ,前一核反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損Δm1=(1.007 8+12.000 0-13.005 7) u=0.002 1 u,后一核反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm2=(1.007 8+15.000 1-12.000 0-4.002 6) u=0.005 3 u,Δm2>Δm1,根據(jù)質(zhì)能方程E=Δmc2可知Q2>Q1,A正確。
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6.(2024山東泰安一模)氫原子能級(jí)分布如圖所示。可見光的能量范圍為1.62~3.11 eV,兩個(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷到低能級(jí)的過程中(　　)
A.最多能輻射出6種頻率不同的光,
其中最多有3種頻率不同的可見光
B.最多能輻射出6種頻率不同的光,
其中最多有2種頻率不同的可見光
C.最多能輻射出4種頻率不同的光,
其中最多有3種頻率不同的可見光
D.最多能輻射出4種頻率不同的光,
其中最多有2種頻率不同的可見光
答案 D
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解析 一個(gè)原子最多可以產(chǎn)生3種不同頻率的光,分別是從第4能級(jí)到第3能級(jí)(0.66 eV),從第3能級(jí)到第2能級(jí)(1.89 eV),從第2能級(jí)到第1能級(jí)(10.2 eV);另外一個(gè)可以從第4能級(jí)到第2能級(jí)(2.55 eV),再從第2能級(jí)到第1能級(jí)(10.2 eV),或者從第4能級(jí)到第3能級(jí)(0.66 eV),再從第3能級(jí)到第1能級(jí)(12.09 eV),所以最多能輻射出4種頻率不同的光,從第3能級(jí)到第2能級(jí)和從第4能級(jí)到第2能級(jí)產(chǎn)生的光屬于可見光,即最多有2種頻率不同的可見光。故選D。
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7.某防盜報(bào)警器工作原理如圖所示。用紫外線照射光敏材料制成的陰極時(shí),逸出的光電子在電路中產(chǎn)生電流,電流經(jīng)放大后使電磁鐵吸住鐵條。當(dāng)光源與陰極間有障礙物時(shí),報(bào)警器響起。下列說法正確的是(　　)
A.若用紅外光源代替紫外光源,
該報(bào)警器一定能正常工作
B.逸出光電子的最大初動(dòng)能與
照射光頻率成正比
C.若用更強(qiáng)的同一頻率紫外線
照射陰極,光電流變大
D.若用更強(qiáng)的同一頻率紫外線照射陰極,所有光電子的初動(dòng)能均增大
答案 C
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解析 由光電效應(yīng)方程知hν=W0+Ek,紫外光頻率大于紅外光頻率,該光敏材料截止頻率未知,不能確保紅外光照射會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)誤;由光電效應(yīng)方程知,逸出光電子的最大初動(dòng)能與照射光頻率有關(guān),但不成正比,B錯(cuò)誤;光照越強(qiáng),光電子越多,光電流越大,C正確;由光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動(dòng)能只與光的頻率有關(guān),與光照強(qiáng)弱無關(guān),D錯(cuò)誤。
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綜合提升
8.(多選)(2024山東濟(jì)寧一模)如圖甲所示,a、b兩束單色光分別沿不同方向射向橫截面為半圓形的玻璃磚的圓心O,已知a光剛好發(fā)生全反射,b光的折射光線(反射光線未畫出)剛好與a光的反射光線重疊。分別將這兩束單色光射向圖乙所示的裝置,僅有一束光能發(fā)生光電效應(yīng)。調(diào)節(jié)滑片P的位置,當(dāng)電流表示數(shù)恰好為零時(shí),電壓表示數(shù)為Uc。
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已知K極板上金屬的截止頻率為ν0,電子電荷量的絕對(duì)值為e,普朗克常量為h,下列說法正確的是(　　)
A.若將b光沿a光的光路射向O點(diǎn),b光也能發(fā)生全反射
B.用同一雙縫做光的干涉實(shí)驗(yàn),a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光的大
C.a光的光子能量為hν0+eUc
D.用圖乙測(cè)量遏止電壓,滑片P應(yīng)從圖示位置向左端滑動(dòng)
答案 CD
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9.(2024山東臨沂一模)如圖所示,金屬極板M受到紫外線照射會(huì)逸出光電子,最大速率為vm。正對(duì)M放置一金屬網(wǎng)N,在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d(遠(yuǎn)小于板長),電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,則(　　)
A.M、N間距離增大時(shí)電子到達(dá)N的動(dòng)能也增大
B.只有沿x方向逸出的電子到達(dá)N時(shí)才有
C
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解析 M、N間距離增大時(shí),由于M、N間的電壓不變,電場力對(duì)電子做功不變,則電子到達(dá)N的動(dòng)能并不會(huì)隨著距離的增大而增大,A錯(cuò)誤;電子從M到
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10.(2024山東聊城二模)圖甲為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置,圖乙為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線,圖丙為氫原子的能級(jí)圖,圖丁給出了幾種金屬的逸出功和截止頻率。
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下列說法正確的是(　　)
A.若b光為綠光,c光不可能是紫光
B.圖甲所示的電路中,滑動(dòng)變阻器滑片右移時(shí),電流表示數(shù)一定增大
C.若用能量為0.66 eV的光子照射某一個(gè)處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,最多可以產(chǎn)生6種不同頻率的光
D.若用能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光直接照射處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,可以使該氫原子電離
幾種金屬的逸出功和截止頻率
金屬 W0/eV ν/1014Hz
鈉 2.29 5.33
鉀 2.25 5.44
銣 2.13 5.15
丁
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解析 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,又0- mv2=0-eUc,聯(lián)立可得eUc=hν-W0,可知頻率越大,遏止電壓越大,由圖可知Uc1>Uc2,故若b光為綠光,c光可能是紫光,A錯(cuò)誤;圖甲所示的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置所加的是正向電壓,滑動(dòng)變阻器滑片右移時(shí),極板間電壓增大,電流可能增大,當(dāng)電流達(dá)到飽和電流時(shí),電流不發(fā)生改變,B錯(cuò)誤;若光子能量為0.66 eV,照射某一個(gè)處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,根據(jù)-1.51 eV+0.66 eV=-0.85 eV可知,氫原子吸收光子的能量,躍遷至n=4激發(fā)態(tài),最多可以產(chǎn)生3種不同頻率的光,C錯(cuò)誤;能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光,根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ek=hν-W0=hν-2.13 eV>0,則光子的能量大于2.13 eV,處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)生電離的能量至少為1.51 eV,故用能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光直接照射處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,可以使該氫原子電離,D正確。

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