Question

選做題（請從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應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是______
A．布朗運動是分子的無規則熱運動
B．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力也增大
C．導熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．機械能不可能全部轉化為內能
（2）如圖1所示，一導熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上，活塞與氣缸壁間的摩擦不計．氣缸內封閉了一定質量的理想氣體．現緩慢地向活塞上倒一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，在此過程中______
A．氣體的內能增大
B．氣缸內分子平均動能增大
C．氣缸內氣體分子密度增大
D．單位時間內撞擊氣缸壁單位面積上的分子數增多

（3）在做用油膜法估測分子的大小實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每10⁴mL溶液中有純油酸6mL．用注射器測得50滴這樣的溶液為1mL．把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，將玻璃板放在淺水盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃放在坐標紙上，其形狀如圖2所示，坐標紙正方形小方格的邊長為20mm．則油酸膜的面積是______m²，每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______m³，根據上述數據，可估算出油酸分子的直徑．
B．（選修模塊3-4）
（1）關于對光現象的解釋，下列說法中正確的是______．
A．自然光斜射到玻璃表面時，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈現彩色是光的衍射現象
C．光纖導光利用了光的全反射規律
D．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現象
（2）一列橫波沿x軸正方向傳播，在t=0時刻的波形如圖3所示，波剛好傳到x=3m處，此后x=lm處的質點比x=-lm處的質點______（選填“先”、“后”或“同時”）到達波峰位置；若該波的波速為10m/s，經過△t時間，在x軸上-3m～3m區間內的波形與t時刻的正好相同，則△t=______．
（3）某實驗小組利用數字實驗系統探究彈簧振子的運動規律，裝置如圖4所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發射器．把彈簧拉長5cm由靜止釋放，滑塊開始振動．他們分析位移一時間圖象后發現，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為ls，則彈簧振子的振動頻率為______Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=______cm．

C．（選修模塊3-5）
（1）下列關于原子和原子核的說法正確的是______．
A．β衰變現象說明電子是原子核的組成部分
B．波爾理論的假設之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D．比結合能越小表示原子核中的核子結合得越牢固
（2）一群氫原子處于量子數n=4能級狀態，氫原子的能級      示意圖如圖5所示，那么

金屬	銫	鈣	鎂	鈦
逸出功W/eV	1.9	2.7	3.7	4.1

①氫原子可能發射______種頻率的光子．
②氫原子由量子數n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的頻率是______Hz，用這樣的光子照射右表中幾種金屬，金屬______能發生光電效應，發生光電效應時，發射光電子的最大初動能是______eV．
（3）在氘核和氚核結合成氦核的核反應方程如下：
①這個核反應稱為______
②要發生這樣的核反應，需要將反應物質的溫度加熱到幾百萬開爾文．式中17.6MeV是核反應中______（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質量比核反應前物質的總質量______（選填“增加”或“減少”）了______㎏（保留一位有效數字）

Answer 1

【答案】分析：A、（1）布朗運動反映了分子無規則運動，不是分子無規則運動；分子間引力和斥力隨距離的增大都減小，隨距離的減小都增大，斥力比引力變化快；晶體導熱性能各向同性；通過能量轉化的方向性分析能量是否能發生轉化．
（2）氣體的壓強越大，反映單位時間內撞擊氣缸壁單位面積上的分子數增多，通過氣體壓強的變化判斷．分子的平均動能由溫度決定．
（3）通過數格子的方法求出油膜的面積；先求出一滴油酸的體積，然后求出油酸中純油酸的體積比，從而得出每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積．
B、（1）反射光和折射光都是偏振光；水面上的油膜呈現彩色是薄膜干涉現象；光導纖維運用了光在纖維中不停地發生的全反射；玻璃中的氣泡看起來特別明亮是因為光在氣泡和水的界面上發生全反射．
（2）通過上下坡法，根據波的傳播方向確定質點的振動方向，從而判斷出誰先到達波峰位置．經過周期的整數倍，波形圖不變．
（3）根據滑塊的振動周期求出振動的頻率，再根據x=Asin（ωt+φ）確定質點的振動方程．
C、（1）β衰變產生的電子是原子核中子轉化出來的，原子核中無中子；波爾理論的假設之一是原子能量的量子化；衰變的快慢由原子核內部因素決定，與所處的物理環境和化學狀態無關；比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固．
（2）根據求出氫原子可能發射不同頻率的光子的種數．根據E₄-E₂=hγ，求出輻射光子的頻率．根據光電效應方程的條件判斷哪種金屬可以發生光電效應，以及通過光電效應方程求出最大初動能．
（3）輕核聚變有質量虧損，放出能量，根據質能方程求出質量虧損．
解答：解：A、（1）A、布朗運動是懸浮的小顆粒無規則運動，反映了分子的無規則運動．故A錯誤．
B、氣體分子間距離減小時，分子間斥力和引力均增大，斥力增大得更快．故B正確．
C、單晶體導熱性能各向同性．故C錯誤．
D、根據能量轉化的方向性，機械能可以全部轉化為內能，但內能不能全部轉化為機械能．故D錯誤．
故選B．
（2）緩慢地向活塞上倒一定質量的沙土，氣體壓強增大，知單位時間內撞擊氣缸壁單位面積上的分子數增多，氣體分子數不變，體積變小，所以氣缸內氣體分子密度增大．因為金屬氣缸導熱性能良好，所以內部氣體溫度不變，分子的平均動能不變．氣體的內能由溫度決定，所以氣體內能不變．故CD正確，A、B錯誤．
故選CD．
（3）油膜的面積S=60×4×10^-4m²=2.4×10^-2m²．
每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V=．

B、（1）A、自然光照射到玻璃表面上，反射光和折射光都是偏振光．故A正確．
        B、水面上的油膜呈現彩色是薄膜干涉現象．故B錯誤．
        C、光導纖維運用了光的全反射．故C正確．
        D、玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現象．故D錯誤．
故選AC．
（2）通過“上下坡”法，知x=lm處的質點向下振動，經過周期到達波峰，x=-lm處的質點向上振動，經過T到達波峰，所以x=lm處的質點比x=-lm處的質點后到達波峰位置．
經過周期的整數倍后，波形圖不變，T=．所以經歷的時間t=0.4ns（n=1，2，3┅）．
（3）滑塊從最右端運動到最左端所用時間為ls，知周期T=2s，則振動頻率f=．
ω=2πf=π，根據x=Asin（ωt+φ）知，A=5cm，φ=，所以x=5sin（）=5cosπtcm．

C、（1）A、β衰變產生的電子是原子核中的一個中子轉化為一個質子和一個電子，電子不是原子核的組成部分．故A錯誤．
B、波爾理論的假設之一是原子能量的量子化．故B正確．
C、放射性元素的半衰期由原子核內部因素決定，與溫度無關．故C錯誤．
D、比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固．故D錯誤．
（2）①一群氫原子處于量子數n=4能級狀態，根據=6知，氫原子可能發射6中不同頻率的光子．
②氫原子由量子數n=4的能級躍遷到n=2的能級時有：E₄-E₂=hγ，解得．
E=hγ=2.55eV，當入射光子的能量大于金屬的逸出功時，才能發生光電效應，所以金屬銫能發生光電效應．
根據光電效應方程有：E_Km=hγ-W=2.55-1.9=0.65eV．
（3）①氘核和氚核結合成氦核屬于輕核聚變．
②輕核聚變有質量虧損，17.6MeV是核反應中所釋放的能量．核反應后生成物的總質量比核反應前物質的總質量減小．根據△E=△mc²，得．
故答案為：A．（選修模塊3-3）
（1）B（2）CD  （3）（2.3～2.5）×10^-2；1.2×10^-11
B．（選修模塊3-4）
（1）AC（2）后，0.4ns（n=1，2，3┅）（3）0.5 5cosлt
C．（選修模塊3-5）
（1）B （2）①6   ②6.15×10¹⁴（或6.2×10¹⁴） 銫  0.65
（3）聚變（熱核），放出，減少，3×10^-29
點評：本題考查了分子動理論、氣體和內能，光學、波動和振動，光電效應、能級、質能方程等知識點，重點考查學生對基本概念和基本規律的掌握．