一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)
1下列说法中正确的是( )
A.布朗运动反映的是液体分子的无规则运动
B.物体放出热量,温度一定降低
C.气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的
D.热量是热传递过程中,物体间内能的转移量;温度是物体分子平均动能大小的量度
2关于光的本性,下列说法中不正确的是 ( )
A.光电效应反映光的粒子性
B.光子的能量由光的强度所决定
C.光子的能量与光的频率成正比
D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫做一个光子
答案 B
3如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程。该循环过程中,下列说法正确的是 。
A.A→B过程中,气体对外界做功,吸热
B.B→C过程中,气体分子的平均动能增加
C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.该循环过程中,气体放热
4下列关于热学中的相关说法正确的是( )
A.液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性
B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能增加
C.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,故气体的压强一定增大
D.某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大
5如图所示的四幅图分别对应四种说法,其中正确的是
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
7.如图2所示,有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计重一吨左右).一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量.他进行了如下操作:首先将船平行于码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头停下,而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L.已知他的自身质量为m,渔船的质量为 ( )
A. B.
C. D.
答案 B
8.静止的氡核Rn放出α粒子后变为钋核Po,α粒子动能为Eα.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能.真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为 ( )
A.· B.0
C.· D.·
答案 C
二、多项选择题
1下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有 ( )
答案 AB
2.下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是 ( )
A.利用含有放射性碘131的油,检测地下输的漏油情况
B.把含有放射性元素的肥料施给农作物,利用探测器的测量,找出合理的施
肥规律
C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹
D.给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131,诊断甲状腺的器质性和功能性疾病
答案 ABD
3.关于原子结构和原子核,下列说法中正确的是 ( )
A.利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径
B.利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径
C.原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验
D.处于激发态的氢原子放出光子后,核外电子运动的动能将增大
答案 AD
4、利用金属晶格(大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是让电子通过电场加速,然后让电子束照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m、电量为e、初速度为零,加速电压为U,普朗克常量为h,则下列说法中正确的是 ( )
A.该实验说明电子具有波动性
B.实验中电子束的德布罗意波长为λ=h/
C.加速电压U越大,电子的衍射现象越不明显
D.若用相同动能的质子代替电子,衍射现象将更加明显
答案 ABC
5.秦山核电站第三期工程的两个6105 kW发电机组已实现并网发电.发电站的核能来源于92U的裂变,下列说法正确的是 ( )
A.反应堆中核反应速度通常是采用调节92U的体积来控制的
B. 92U的一种可能的裂变是92U+n→54Xe+Sr+2n
C. 92U是天然放射性元素,升高温度后它的半衰期会缩短
D.一个92U裂变能放出200 MeV的能量,合3.210-11 J
答案 BD
6.图1
红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级图如图1所示,E1是基态,E2是亚稳态,E3是激发态,若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3,然后自发地跃迁到E2,释放波长为λ2的光子,处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为 ( )
A. B.
C. D.
答案 A
7.下列说法正确的是 ( )
A.相同频率的光照射到不同的金属上,逸出功越大,出射的光电子最大初动能越小
B.钍核Th,衰变成镤核Pa,放出一个中子,并伴随着放出γ光子
C.根据玻尔理论,氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子运动的加速度减小
D.平均结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠,原子核越稳定
答案 AD
8.图2
光照射到某金属表面,金属表面有光电子逸出,则( )
(A)若入射光的频率增加,光的强度减弱,那么逸出电子的最大初动能可能不变
(B)若入射光的频率不变,光的强度减弱,那么单位时间内逸出电子数目减少
(C)若入射光的频率不变,光的强度减弱到不为零的某一数值时,可能不再有电子逸出
(D)若入射光的频率增加,而强度不变,那么单位时间内逸出电子数目不变,而光电子的最大初动能增大
二、填空题(本题共3小题,共18分)
(1)如图甲所示是一平面上晶体物质微粒的排列情况,图中三条等长线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同,由此得出晶体具有 的性质。如图乙所示,液体表面层分子间距离大于分子平衡距离r0,因此表面层分子间作用表现为吸引力,这些力的宏观表现就是液体的表面张力,表面张力的方向与液面____ (选填“平行”或“垂直”)。
(2)一定质量的理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,设气体在状态A、B时的温度分别为TA和TB,已知TA=300 K,则TB =______K;气体从C→A的过程中做功为100J,同时吸热250J,则此过程中气体内能是增加了_______J.
( 3 )已知二氧化碳摩尔质量为M ,阿伏加德罗常数为N A ,在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ 。现有该状态下体积为V 的二氧化碳,则含有的分子数为_________。实验表明,在2500m深海中,二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体。将二氧化碳分子看作直径为D的球,则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为_________。
【答案】(1)各向异性 平行
(2)300 150
(3) 11.16.(15分)小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”);
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=________Hz,逸出功W0=________J;
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=________J。
【答案】(1)阳极 (2)(5.12~5.18)×1014 (3.39~3.43)×10-19 (3)(1.21~1.25)×10-19
三、计算题(共4小题,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
17.(11分)以与水平方向成60°角斜向上的初速度v0射出的炮弹,到达最高点时因爆炸分成质量分别为m和2m的两块,其中质量为2m的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行.求:
(1)质量较小的另一块速度的大小和方向;
(2)爆炸过程中有多少化学能转化为炮弹的动能?
答案 (1)2.5v0,方向与爆炸前炮弹运动的方向相反 (2) mv
解析 (1)斜抛的炮弹在水平方向上做匀速直线运动,则炮弹在最高点爆炸前的速度为v1=v0cos 60°=
设炮弹在最高点爆炸前的速度方向为正方向,由动量守恒定律得3mv1=2mv1′+mv2,又v1′=2v0
解得v2=-2.5v0,负号表示速度方向与规定的正方向相反.
(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于动能的增量,所以转化为动能的化学能为
ΔE=ΔEk=(2m)v1′2+mv-(3m)v=mv.
17.(12分)2009年12月28日,山东海阳核电站一期工程举行开工仪式.工程规划建设两台125万千瓦的AP1000三代核电机组.如果铀235在中子的轰击下裂变为Sr和Xe,质量mU=235.043 9 u,mn=1.008 7 u,mSr=.907 7 u,mXe=135.907 2 u.
(1)写出裂变方程;
(2)求出一个铀核裂变放出的能量;
(3)若铀矿石的浓度为3 %,一期工程建成后,一年将消耗多少吨铀矿石?
答案 (1) U+n―→Sr+Xe+10n
(2)140.3 MeV (3)45.7 t
解析 (2)裂变过程的质量亏损Δm=mU+mn-mSr-mXe-10mn=0.150 7 u,
释放的能量
ΔE=Δmc2=0.150 7931 MeV≈140.3 MeV.
(3)核电站一年的发电量E=Pt=2125107365246060 J=7.8841016 J,
由E=NΔE=NAΔE,
得m=
=g≈4.57107 g=45.7 t.
16.
图7
(14分)如图7所示,一定质量的气体放在体积为V0的容器中,室温为T0=300 K,有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室体积的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76 cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通(外界大气压等于76 cmHg)求:
(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K,U形管内两边水银柱的高度差各为多少?
16.(1) V0 (2)0 15.2 cm
解析 (1)开始时,pA0=p0+ρgh=2 atm,VA0=V0/3
打开阀门,A室气体等温变化,pA=1 atm,体积为VA,由玻意耳定律得
pA0 VA0=pAVA
VA==V0
(2)假设打开阀门后,气体从T0=300 K升到T时,活塞C恰好到达容器最右端,即气体体积变为V0,压强pA仍为p0,即等压变化过程.
根据盖·吕萨克定律=得 T=T0=450 K
因为T1=400 K<450 K,所以pA1=pA=p0,水银柱的高度差为零.
从T=450 K升高到T2=540 K,是等容变化过程.根据查理定律=,
得pA2=1.2 atm.
T2=540 K时,p0+ρgh=1.2 atm,故水银柱的高度差为15.2 cm.