2.(2012·嘉兴一中月考)能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10-18 J,已知可见光的平均波长为0.6 μm,要能引起人眼的感觉,进入人眼的光子数至少为:( )
A.1个 B.3个
C.30个 D.300个
解析:n====≈3.
答案:B
一、选择题
1.(2012·银川一中月考)根据表格中的内容,判断下列说法正确的是( )
•材料 |
•铯 |
•钙 |
•镁 |
•铍 |
•钛 |
•金 |
•逸出功 W/eV |
•1.9 |
•2.7 |
•3.7 |
•3.9 |
•4.1 |
•4.8 |
A.只要入射光的强度足够大,照射时间足够长,表中的金属均可以发生光电效应
B.用某光照射表中金属,均能够发生光电效应,则从铯表面逸出的光电子的最大初动能最大
C.使表中金属发生光电效应时,铯的极限频率最小
D.使表中金属发生光电效应时,金的极限波长最小
解析:由光电效应规律和爱因斯坦光电效应方程可知,A错,B正确;由W=hν0=h,可知CD正确.
答案:BCD
18.(2011·新课标全国理综)如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66 cm的水银柱,中间封有长l2=6.6 cm的空气柱,上部有长l3=44 cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76 cm Hg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气.
解析:设玻璃管开口向上时,空气柱的压强为
p1=p0+ρgl3①
式中,ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度.
玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空.设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则
p2=ρgl1,p2+ρgx=p0②
式中,p2为管内空气柱的压强.由玻意耳定律得
p1(Sl2)=p2(Sh)③
式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积,由①②③式和题给条件得
h=12 cm④
从开始转动一周后,设空气柱的压强为p3,则
p3=p0+ρgx⑤
由玻意耳定律得
p1(Sl2)=p3(Sh′)⑥
式中,h′是此时空气柱的长度,由①②③⑤⑥式得
h′≈9.2 cm
答案:12 cm 9.2 cm
17.(2012·山西省四校联考)有一导热气缸,缸内有一定质量的密封活塞,气缸内密封一部分稀薄气体,如图,气缸水平放置时,活塞距离气缸底部的距离为L,现将气缸竖立起来,活塞缓慢下降,稳定后,活塞距离气缸底部的距离为L,若气缸活塞的横截面积为S,大气压强为p0.
(1)求活塞的质量;
(2)当气缸竖起,活寒缓慢下降过程中,判断气缸内气体是吸热还是放热,并简述原因.
答案:(1)由玻意耳定律:p0LS=(p0+)LS
解得m=
(2)放热 根据热力学第一定律,活塞下降过程对气体做功,而气体内能不变,所以应是放热.
16.(2012·银川联考)一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,初始时气体体积为3.0×10-3 m3,用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300 K和1.0×105 Pa,加热气体缓慢推动活塞,测得气体的温度和压强分别为320 K和1.0×105 PA.
(1)求此时气体的体积;
(2)保持温度为320 K不变,缓慢改变作用在活塞上的力,使气体压强变为8.0×104 Pa,求此时气体的体积.
解析:(1)由气体状态方程知:=,将V0=3.0×10-3 m3,T0=300 K,p0=1.0×105 Pa,T1=320 K,p1=1.0×105 Pa代入上式,解得:V1=3.2×10-3 m3.
(2)气体发生等温变化,根据玻意耳定律有:
p1V1=p2V2
将p2=8.0×104 Pa代入可得,V2=4.0×10-3 m3.
答案:(1)3.2×10-3 m3 (2)4.0×10-3 m3
三、论述、计算题
15.如图所示,水平放置的气缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左面气缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,现缓慢加热气缸内气体,直至399.3 K.
(1)求活塞刚离开B处时的温度TB.
(2)求缸内气体最后的压强p.
(3)画出整个过程的p-V图线.
解析:(1)缓慢加热气体,至活塞刚离开B时,气体的体积不变,根据查理定律有=
得TB== K=330 K.
(2)考虑始、末状态间的关系,设活塞最终可以移动到A处,由理想气体状态方程
=
得p=p0=p0=1.1p0
由结果p>p0可知,活塞可以移动到A处的假设成立.
(3)如图
答案:(1)330 K (2)1.1p0 (3)见解析
14.把一块干净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面,如图所示.已知正方形玻璃板的边长为L,水的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA.如果把水分子看成是正方体的,试估算与玻璃板接触的水分子数为________.
解析:因为一个分子的体积V=,而体积V=r3,分子个数n=,由以上三式得:n=L2.
答案:L2
二、实验题
13.(2011·高考全国理综)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定.
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是________.(填写步骤前面的数字)
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m.(结果保留1位有效数字)
解析:(1)④①②⑤③
(2)由V=dS知
d==×× m=5×10-10 m.
答案:(1)④①②⑤③
(2)5×10-10
12.(2012·青岛摸底)如图所示,导热气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2 m,活塞面积为10 cm2,大气压强为1.0×105 Pa,物重为50 N,活塞质量及一切摩擦不计.缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,在此过程中封闭气体吸收了60 J的热量.则( )
A.封闭气体的压强将增大
B.封闭气体的压强大小为1.5×105 Pa
C.气体对外做功10 J
D.气体的内能增加了50 J
解析:本题考查气体压强的计算方法和热力学第一定律.封闭气体压强p=p0-,缓慢升高气体的温度,活塞缓慢上升,每一状态都可认为是平衡状态,气体压强将保持不变,代入数据得p=5×104 Pa,A、B项均错误;气体对外做功W=pSh=5×104×10×10-4×0.2 J=10 J,C项正确;由热力学第一定律ΔU=W+Q=-10 J+60 J=50 J,D项正确.
答案:CD
第Ⅱ卷(非选择题,共62分)
11.(2012·南昌市二校联考)如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体.现对气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近下图中的( )
解析:本题考查气体实验定律、理想气体状态方程及对图象的理解和应用能力.根据=C(常数)得:V=T,则V-T图线的斜率为.在水银柱升入细管前,封闭气体先做等压变化,斜率不变,图线为直线;水银柱部分进入细管后,气体压强增大,斜率减小;当水银柱全部进入细管后,气体的压强又不变,V-T图线又为直线,只是斜率比原来的小.A图正确.
答案:A
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