(1)①如图甲所示,一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上,活塞与气缸壁间的摩擦不计.气缸内封闭了一定质量的理想气体.现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土,忽略环境温度的变

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目


魔方格

(1)①如图甲所示,一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上,活塞与气缸壁间的摩擦不计.气缸内封闭了一定质量的理想气体.现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土,忽略环境温度的变化,在此过程中______
A.气体的内能增大
B.气缸内分子平均动能增大
C.气缸内气体分子密度增大
D.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多
②下列说法中正确的是______
A.布朗运动是分子无规则运动的反映
B.气体分子间距离减小时,分子间斥力增大,引力也增大
C.导热性能各向同性的固体,一定不是单晶体
D.机械能不可能全部转化为内能
③地面上放一开口向上的气缸,用一质量为m=0.8kg的活塞封闭一定质量的气体,不计一切摩擦,外界大气压为P0=1.0×105Pa,活塞截面积为S=4cm2,重力加速度g取10m/s2,则活塞静止时,气体的压强为______Pa;若用力向下推活塞而压缩气体,对气体做功为6×105J,同时气体通过气缸向外传热4.2×105J,则气体内能变化为______J.
(2)①关于光电效应现象,下列说法中正确的是______
A.在光电效应现象中,入射光的强度越大,光电子的最大初动能越大
B.在光电效应现象中,光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
C.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于此波长,才能产生光电效应
D.对于某种金属,只要入射光的强度足够大,就会发生光电效应
②处于激发状态的原子,在入射光的电磁场的影响下,从高能态向低能态跃迁,两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去,这种辐射叫做受激辐射.原子发生受激辐射时,发出的光子频率、发射方向等,都跟入射光子完全一样,这样使光得到加强,这就是激光产生的机理.那么,发生受激辐射时,产生激光的原子的总能量En、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是______
A.Ep增大、Ek减小、En减小
B.Ep减小、Ek增大、En减小
C.Ep增大、Ek增大、En增大
D.Ep减小、Ek增大、En不变
③如图乙所示,质量为m的小球B连接着轻质弹簧,静止在光滑水平面上.质量为m的小球A以某一速度向右运动,与弹簧发生碰撞,当A、B两球距离最近时弹簧的弹性势能为EP,则碰撞前A球的速度v0=______.

◎ 答案

(1)①A、金属气缸导热性能良好,由于热交换,气缸内封闭气体温度与环境温度相同,向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温度压缩,温度不变,气体的内能不变.故A错误.
B、温度不变,则气缸内分子平均动能保持不变.故B错误.
C、气缸内封闭气体被压缩,体积减小,而质量不变,则气缸内气体分子密度增大.故C正确.
D、温度不变,气体分子的平均动能不变,平均速率不变,等温压缩时,根据玻意耳定律得知,压强增大,则单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多.故D正确.
故选CD
②A、布朗运动是悬浮是液体中微粒做的无规则的运动,是由于液体分子撞击造成,所以朗运动是液体分子永不停息无规则运动的反映.故A正确.
B、气体分子间距离减小时,分子间同时存在的斥力和引力都增大.故B正确.
C、导热性能各向同性的固体,也有可能是单晶体.故C错误
D、机械能可能全部转化为内能.故D错误.
故选AB.
③以活塞为研究对象,根据平衡条件得
P0S+mg=PS
得到P=P0+
mg
S

代入解得P=1.2×105Pa;
由题W=6×105J,Q=-4.2×105J,则由热力学第一定律得到气体内能的变化△U=W+Q=1.8×105J,即内能增加了1.8×105J.
(2)①A、发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的强度无关.故A错误.
B、根据光电效应方程EKm=hγ-W0,可知最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系.故B错误.
C、入射光的频率大于极限频率时,发生光电效应,因为极限波长λ0=
c
γ0
,所以入射光的波长必须小于此波长,才能产生光电效应.故C正确.
D、光电效应与入射光的强度无关.故D错误.
故选C.
②发生受激辐射时,向外辐射光子,则原子的总能量En减小,库仑引力做正功,电势能减小.根据k
Qe
r2
=m
v2
r
,从高能态向低能态跃迁,轨道半径减小,则动能增大.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
③当弹簧弹性势能最大时,两球的速度相同,根据动量守恒定律得:
mv0=2mv
解得:v=
v0
2

根据能量守恒定律得:
1
2
mv02=Ep+
1
2
(2m)v2

解得v0=2

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