Question

本题包括A、B、C三小题，请选定其中的两题，并在相应的答题区域作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（1）以下说法正确的是的______
A、液体中的扩散现象是由于外界对液体作用引起的．
B、多晶体沿各个方向的物理性质表现为各向同性．
C、分子间距离为平衡距离时，分子间作用力为零，分子势力能最大．
D、温度相同的物体分子平均动能一定相同，而分子无规则运动的平均速率不一定相同．
（2）给旱区人民送水的消防车停在水平地面上，在缓慢放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间作用力，则胎内______热量（填“吸收”或“放出”），单位时间内单位面积的车胎内壁受到气体分子平均撞击次数不清______（填“增加”、“减少”或“不变”）．
（3）标准状态下气体的摩尔体积为V=22.4L/mol，请估算教室内空气分子的平均间距d．设教室内的温度为0℃，阿伏加德罗常数NA=6X10²³mol^-1，（要写出必要的推算过程，计算结果保留1位有效数字）．
B．
（1）北京时间2011年3月11日13时46分，在日本东北部宫城县以东太平洋海域发生里氏9.0级地震，地震造成了重大的人员伤亡，下列说法正确的是______
A、震源停止振动时，地震波的传播立即停止．
B、地震波能传播能量．
C、当地震波由海底传播到海水中时地震波的频率不变．
D、地震波与电磁波一样均可以在真空中传播．
（2）图甲所示是一列沿X轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形，质点P的振动图象如图乙所示，则这列波的传播速度______m/s，质点P的振动方程为X=______cm．
（3）如图丙所示，一个截面为直角三角形的玻璃砖放在水平面上，折射率n=．入射光线垂直于AB边从F点射入玻璃砖，经E点折射后到达地面上的P点，已知AE=ED=L，∠ABD=60°，试求光线从F到P所用时间？（光在真空中的速度大小为c）．

C．（1）核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题．核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素₉₄²³⁹Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为₉₄²³⁹Pu→X+₂⁴He+γ，下列有关说法正确的是______

A、X原子核中含有143个中子．
B、100个₉₄²³⁹Pu经过24100年后一定还剩余50个．
C、由于衰变时释放巨大能量，根据E=mC²，衰变过程总质量增加．
D、衰变发出的γ、放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力．
（2）氢原子弹的光谱在可见光范围内有四条谱线，其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n=4的能级氢原子跃迁到n=2的能级发出的，氢原子的能级如图所示，已知普朗克恒量h=6.63×10^-34J•s，则该条谱线光子的能量为______eV，该条谱线光子的频率为______Hz．（结果保留3位有效数字）
（3）已知金属铷的极限频率为5.15×10¹⁴Hz，现用波长为5.0×10^-7m的一束光照射金属铷，能否使金属铷发生光电效应？若能，请算出逸出光电子的最大初动能．（结果保留2位有效数字）

Answer

扩散体现分子永不停息运动，温度是决定分子平均动能大小量度．当分子间距等于平衡位置时，分子引力与斥力相等．地震波与电磁波不同，地震波不能在真空中传播．当入射光的频率高于或等于金属的逸出功时，才能发生光电效应．
【解析】
A
（1）A、液体中的扩散现象是由于分子永不停息运动而引起的．故A错误；
B、多晶体沿各个方向的物理性质均有同向性，故B正确；
C、分子间距离为平衡距离时，分子间作用力为零，分子势力能最小，故C错误；
D、温度相同的物体分子平均动能一定相同，而分子无规则运动的平均速率不一定相同，故D正确；
故选：BD
（2）慢慢放水，轮胎对外做功，由于温度不变，又不计分子势能，所以必须吸收热量．随着气体体积变大，而温度不变，因此单位时间内单位面积的车胎内壁受到气体分子平均撞击次数减小．
故答案：吸收  减少
（3）每个分子占据的体积V1=
空气分子平均间距d==
代入数据得分子平均间距d≈3×10-9m
B
（1）A、震源停止振动时，地震波的传播仍继续，故A错误；
B、地震波是传播的能量，故B正确；
C、当地震波由海底传播到海水中时，地震波的频率不变．故C正确；
D、地震波与电磁波不一样，只有电磁波能在真空中传播．故D错误；
故选：BC
（2）在振源的带动下，各质点振动情况完全相同，并后一质点总落后于前一质点，这样就形成如图所示的波形图．则乙图可知振动周期T=4S，由甲图可知波长λ=8m，则由λ=vT 得v=2m/s． 而质点做简谐运动，振幅为8cm．又是正弦变化规律．所以质点P的振动方程为X=8sin0.5πtcm．
故答案：2； 8sin0.5πt
（3）由公式n=可求得光在玻璃中的速度
由几何关系可得：θ1=30°
由公式n= 可得θ2=45°
再由几何关系可得：EF=  EP=
总时间t==
C
（1）A、94239Pu→X+24He+γ，由质量数与质子数守恒可知：X原子核中含有143个中子．故A正确；
B、100个94239Pu经过24100年后可能还剩余100个，也可能一个没有．因为半衰期是指大量的核子数，发生半数衰变所需要的时间．故B错误；
C、由于衰变时释放巨大能量，根据E=mC2，衰变过程总质量增加，故C错误；
D、衰变发出的γ 放射线，是波长很短的光子，具有很强的穿透能力．故D正确；
故选：AD
（2）一条是处于量子数n=4的能级氢原子跃迁到n=2的能级发出的能量E=3.4eV-0.85eV=2.55eV，所以该条谱线光子的能量为2.55eV．由公式f==Hz=6.15×1014Hz
故答案为：2.55； 6.15×1014
（3）因入射光的频率f= 得λ=6.0×1014HZ  大于金属的极限频率，所以能发生光电效应现象．
由光电效应方程：EKm=hv-W   又W=hv
代入数据得EKm=5.3×10-20J．