Question

（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P=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E_n、电势能E_p、电子动能E_k的变化情况是______
A．E_p增大、E_k减小、E_n减小
B．E_p减小、E_k增大、E_n减小
C．E_p增大、E_k增大、E_n增大
D．E_p减小、E_k增大、E_n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E_P，则碰撞前A球的速度v=______

Answer

（1）①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，认为保持不变，封闭气体的内能和平均动能都保持不变．气体的体积减小，根据玻意耳定律分析压强的变化，由压强的微观含义分析单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数的变化．
②布朗运动是液体分子永不停息无规则运动的反映．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．导热性能各向同性的固体，不一定不是单晶体．毛细现象表现为：浸润细管的液体在细管中上升、不浸润细管的液体在细管中下降．
③以活塞为研究对象，根据平衡条件求解封闭气体的压强．根据热力学第一定律分析气体内能的变化．
（2）①发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光的强度无关．根据光电效应方程EKm=hγ-W，可知最大初动能与入射光频率的关系．
②发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En减小，根据库仑力做功判断电势能的变化，根据库仑引力提供向心力，判断速度的变化，从而得知动能的变化．
③结合动量守恒定律和能量守恒定律求出碰撞前A球的速度．
【解析】
（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
PS+mg=PS
得到P=P+．
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-W，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λ=，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，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：
mv=2mv
解得：v=
根据能量守恒定律得：
解得v=2．
故答案为：（1）①CD；②AB；③1.2×105Pa；内能增加了1.8×105J
（2）①C；②B；③2