Question

選做題（請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母前的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說(shuō)法正確的是

 

A．只要外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能一定增大
B．物體由氣態(tài)變成液態(tài)的過程，分子勢(shì)能減小
C．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間引力增大，而分子間斥力減小
D．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能
（2）如圖所示，彈簧一端固定于水平面上，另一端與質(zhì)量為m的活塞拴接在一起，開口向下、質(zhì)量為M的氣缸與活塞一起封閉了一定質(zhì)量的氣體．氣缸和活塞均可與外界進(jìn)行熱交換．若外界環(huán)境的溫度緩慢降低，則封閉氣體的體積將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），同時(shí)將

 

（填“吸熱”、“放熱”或“既不吸熱，也不放熱”）．
（3）某種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M．取體積為V的油慢慢滴出，可滴n滴．將其中一滴滴在廣闊水面上，形成面積為S的單分子油膜．試估算：①阿伏加德羅常數(shù)；②其中一滴油滴含有的分子數(shù)．
B．（選修模塊3-4）
（1）以下說(shuō)法中正確的是

 

A．隱形戰(zhàn)機(jī)表面涂料利用了干涉原理，對(duì)某些波段的電磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消
B．全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性
C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線
D．海市蜃樓是光的色散現(xiàn)象引起的
（2）有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實(shí)驗(yàn)室，各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”，他們通過校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了T²～L圖象，如圖甲所示．去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是

 

（選填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了其在實(shí)驗(yàn)室
得到的兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖象（如圖乙），由圖可知，兩單擺擺長(zhǎng)之比

La

Lb

=

 

．

（3）如圖所示，半圓玻璃磚的半徑R=10cm，折射率為n=

3

，直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點(diǎn)．激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑．求兩個(gè)光斑之間的距離L．

C．（選修模塊3-5）
（1）下列說(shuō)法正確的有

 

A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測(cè)原子核的大小
B．氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大
C．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)
D．β衰變說(shuō)明了β粒子（電子）是原子核的組成部分
（2）如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出多個(gè)能量不同的光子，其中頻率最大的光子能量為

 

eV，若用此光照射逸出功為2.75V的光電管上，則加在該光電管上的反向遏止電壓為

 

V

（3）查德威克通過α粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子．
完成下列核反應(yīng)方程：₂⁴H_e+₄⁹B_e→

 

通過在云室中讓中子與靜止的已知質(zhì)量的核發(fā)生正碰的實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定中子的質(zhì)量，若已知被碰核氮核的質(zhì)量為M，中子的入射速度大小為v，反彈速度大小為

13v

15

，氮核在碰撞中獲得的速度大小為

2v

15

，則中子的質(zhì)量多大？

Answer 1

分析：A．3-3模塊
（1）根據(jù)分子勢(shì)能、分子力的特點(diǎn)進(jìn)行分析討論即可；
（2）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行討論即可；
（3）根據(jù)摩爾質(zhì)量等于摩爾體積乘以密度，得到摩爾體積，然后根據(jù)油滴鋪開，體積不變計(jì)算．
B.3-4模塊
（1）根據(jù)光的干涉、光的全反射、激光的相干性和多普勒效應(yīng)進(jìn)行分析處理；
（2）根據(jù)單板周期公式T=2π

L g

分析討論，然后結(jié)合北大處重力加速度大于南大處重力加速度來(lái)進(jìn)行分析討論；
（3）根據(jù)反射定律和折射定律畫出光路圖，然后根據(jù)折射定律結(jié)合幾何關(guān)系計(jì)算出兩個(gè)光斑間的距離．
C．（選修模塊3-5）
（1）根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)、波爾的氫原子模型、物質(zhì)波、原子核的衰變規(guī)律分析計(jì)算；
（2）根據(jù)能能級(jí)躍遷時(shí)的頻率條件方程、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理進(jìn)行分析計(jì)算；
（3）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒和動(dòng)量守恒進(jìn)行列式計(jì)算．

解答：解：A．3-3模塊
（1）A、外界對(duì)氣體做功，氣體可能放出熱量，故內(nèi)能不一定增加，故A錯(cuò)誤；
B、物體由氣態(tài)變成液態(tài)的過程，體積減小，放出熱量，故分子勢(shì)能減小，故B正確；
C、當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間引力和分子間斥力同時(shí)減小，故C錯(cuò)誤；
D、液體表面層的分子的分子間距較大，比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能，故D正確；
故選 BD．
（2）由于外界溫度逐漸降低，故氣體會(huì)降溫，放出熱量，氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，

PV

T

=恒量，體積逐漸減小；
故答案為：減小，放熱．
（3）①油分子的直徑為：d=

V

nS

一摩爾油的體積為：Vm=

M

ρ

所以阿伏加德羅常數(shù)為：N0=

Vm

1 6 πd3

=

6Mn3S3

πρV3

（注：本題也可以用立方體模型求解）
②一滴油含有的分子數(shù)為：N=

V n

1 6 πd3

=

6n2S3

πV2

B.3-4模塊
（1）A、隱形戰(zhàn)機(jī)表面涂料利用了光的干涉中的薄膜干涉的原理，從涂層前后兩個(gè)表面反射的電磁波相干涉后使電磁波減弱，故A正確；
B、全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性，記錄下了光的強(qiáng)弱、頻率和相位，故B正確；
C、由于多普勒效應(yīng)，根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球正在加速遠(yuǎn)離地球，發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)頻率減小，故可能是紅外線，故C正確；
D、海市蜃樓是光的全反射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤；
故選ABC．
（2）根據(jù)單板周期公式T=2π

L g

，有
T2=

4π2

g

L
由于北大處重力加速度大于南大處重力加速度，故由北大數(shù)據(jù)得出的T²-L圖象的斜率較小，故B圖是由北大數(shù)據(jù)得出的圖象；
故選B．
由于單擺的周期的平方與擺長(zhǎng)成正比，由圖象Ta=

4

3

s，T_b=2s，故

La

Lb

=

4

9

故答案為

4

9

．
（3）畫出如圖光路圖，

設(shè)折射角為γ，
根據(jù)折射定律
n=

sinγ

sini

解得 γ=60°
根據(jù)幾何關(guān)系，兩個(gè)光斑之間的距離為：L=PA+AQ=Rtan30°+2Rsin60°
解得  L=

40 3

3

cm≈23.1cm
即兩個(gè)光斑間的距離為23.1cm．
C．（選修模塊3-5）
（1）A、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中只有極少數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明了原子內(nèi)部有一個(gè)較小的核，可以估算出原子核的數(shù)量級(jí)為10^-10m，故A正確；
B、氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子核外電子從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)，故軌道半徑變小，動(dòng)能變大，勢(shì)能變小，故B錯(cuò)誤；
C、物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D、β衰變說(shuō)明了β粒子（電子）是由中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子而來(lái)，故D錯(cuò)誤；
古選AC．
（2）由第四能級(jí)向第一能級(jí)躍遷時(shí)，放出的光子的能量最大，為：E=（-0.85eV）-（-13.6eV）=12.75eV
照到逸出功為2.75eV的材料上時(shí)，根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能為10eV，故反向遏制電壓為10V時(shí)，光電流為零；
故答案為：12.75，10．
（3）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，有：₂⁴H_e+₄⁹B_e→

1 0

n+

12 6

C
根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有
mv+0=m(-

13v

15

)+M(

2v

15

)
解得
m=

210

13

m
即中子的質(zhì)量為

210

13

m．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及到3-3，3-4，3-5三個(gè)模塊的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，本題的特點(diǎn)是知識(shí)點(diǎn)較多，但各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的要求不是太高；對(duì)于江蘇地區(qū)的考生而言，多為一級(jí)要求，關(guān)鍵要多看書，對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)要做到心中有數(shù)．