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【選做部分】

考生必須從中選擇2道題作答。

1.【物理—物理3-3】

一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變為狀態C，其中A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化。已知V_A=0.3 m³,T_A=T_C=300 K,T_B=400 K。

（1）求氣體在狀態B時的體積。

（2）說明B→C過程壓強變化的微觀原因。

（3）設A→B過程氣體吸收熱量為Q₁，B→C過程氣體放出熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小說明原因。

2.【物理—物理3-4】

（1）圖1為一簡諧波在t=0時刻的波形圖，介質中的質點P做簡諧運動的表達式為y=Asin5πt，求該波的波速，并畫出t=0.3 s時的波形圖（至少畫出一個波長）。

圖1

（2）一束單色光由左側射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖2為過軸線的截面圖，調整入射角α，使光線恰好在水和空氣的界面上發生全反射。已知水的折射率為，求sinα的值。

圖2

3.【物理—物理3-5】

（1）歷史上第一次利用加速器實現的核反應，是用加速后動能為0.5MeV的質子轟擊靜止的，生成兩個動能均為8.9MeV的（1MeV=1.6×10^-13/J）

①上述核反應方程式為_____________________________。

②質量虧損為_____________ kg。

（2）如圖所示，光滑水平直軌道上有三個滑塊A、B、C，質量分別為m_A=m_C=2m,m_B=m，A、B用細繩連接，中間有一壓縮的輕彈簧（彈簧與滑塊不栓接）。開始時A、B以共同速度v₀運動，C靜止，某時刻細繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求B與C碰撞前B的速度。

【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,若三題都做,則按A、B兩題評分.

A.(選修模塊3-3)

(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,則在此過程中關于氣泡中的氣體,下列說法中正確的是____________.(填寫選項前的字母)

A.氣體分子間的作用力增大                      B.氣體分子的平均速率增大

C.氣體分子的平均動能減小                      D.氣體組成的系統的熵增加

(2)若將氣泡內的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過程中,對外界做了0.6 J的功,則此過程中氣泡____________(填“吸收”或“放出”)的熱量是____________J.氣泡到達湖面后,溫度上升的過程中,又對外界做了0.1 J的功,同時吸收了0.3 J的熱量,則此過程中,氣泡內氣體內能增加了____________J.

(3)已知氣泡內氣體的密度為1.29 kg/m³,平均摩爾質量為0.029 kg/mol.阿伏加德羅常數N_A=6.02×10²³mol^-1,取氣體分子的平均直徑為2×10^-10m.若氣泡內的氣體能完全變為液體,請估算液體體積與原來氣體體積的比值.(結果保留一位有效數字)

B.(選修模塊3-4)

(1)如圖甲所示,強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5c.強強向壯壯發出一束光進行聯絡,則壯壯觀測到該光束的傳播速度為___________.(填寫選項前的字母)

甲

A.0.4c             B.0.5c             C.0.9c             D.1.0c

(2)在t=0時刻,質點A開始做簡諧運動,其振動圖象如圖乙所示.質點A振動的周期是_________s;t=8 s時,質點A的運動沿y軸的_________方向(填“正”或“負”）;質點B在波的傳播方向上與A相距16 m.已知波的傳播速度為2 m/s,在t=9 s時,質點B偏離平衡位置的位移是_________cm.

乙

(3)圖丙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片,相機的鏡頭豎直向上.照片中,水立方運動館的景象呈現在半徑r=11 cm的圓形范圍內,水面上的運動員手到腳的長度l=10 cm.若已知水的折射率,請根據運動員的實際身高估算該游泳池的水深h.(結果保留兩位有效數字)

丙

C.(選修模塊3-5)

    在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出,中微子的性質十分特別,因此在實驗中很難探測.1953年,萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統,利用中微子與水中的核反應,間接地證實了中微子的存在.

(1)中微子與水中的發生核反應,產生中子()和正電子(),即

中微子+→

可以判定,中微子的質量數和電荷數分別是___________.(填寫選項前的字母)

A.0和0                B.0和1                C.1和0                D.1和1

(2)上述核反應產生的正電子與水中的電子相遇,與電子形成幾乎靜止的整體后,可以轉變為兩個光子(γ),即

→2γ

已知正電子和電子的質量都為9.1×10^-31kg,反應中產生的每個光子的能量約為________J.正電子與電子相遇不可能只轉變為一個光子,原因是________________________.

(3)試通過分析比較,具有相同動能的中子和電子的物質波波長的大小.

 【選做題】本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在答題卡相應的答題區域內作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．

A．(選修模塊3—3)（12分）

（1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

  （A）用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙。（    ）

  （B）溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。（    ）

  （C）夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。（    ）

  （D）自然界中進行的一切與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性。（    ）

（2）（4分）在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，有下列操作步驟，請補充實驗步驟的內容及實驗步驟中的計算式：

  （A）用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下的油酸酒精溶液的滴數；

  （B）將痱子粉末均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數；

  （C）________________▲________________；

  （D）將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數；

  （E）用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑__▲____。

（3）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm²的活塞將

一定質量的氣體和一形狀不規則的固體A封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底60cm   

處設有卡環ab，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上，缸內氣體的壓

強等于大氣壓強為p₀＝1.0×10⁵Pa，溫度為300K。現緩慢加熱汽缸內氣體，當

溫度緩慢升高為330K，活塞恰好離開ab；當溫度緩慢升高為360K時，活塞上

升了4cm。求：

（1）活塞的質量；

（2）整個過程中氣體對外界做的功。

B．(選修模塊3—4)（12分）

（1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

   （A）光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設之一。（      ）

   （B）拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度。（      ）

   （C）光在介質中的速度大于光在真空中的速度。（      ）

（D）變化的電場一定產生變化的磁場；變化的磁場一定產生變化的電場。（      ）

   

（2）（4分）如圖為一橫波發生器的顯示屏，可以顯示出波由0點從左向右傳播的圖像，屏上每一小格長度為1cm。在t＝0時刻橫波發生器上能顯示的波形如圖所示。因為顯示屏的局部故障，造成從水平位置A到B之間（不包括A、B兩處）的波形無法被觀察到（故障不影響波在發生器內傳播）。此后的時間內，觀察者看到波形相繼傳經B、C處，在t＝5秒時，觀察者看到C處恰好第三次（從C開始振動后算起）出現平衡位置，則該波的波速可能是

（A）3.6cm/s    （B）4.8cm/s

（C）6cm/s     （D）7.2cm/s

 

 

 

（3）（4分）如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針、確定入射光線，并讓入射光線過圓心，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側垂直紙面插大頭針，使擋住、的像，連接。圖中為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，、分別是入射光線、折射光線與圓的交點，、均垂直于法線并分別交法線于、點。設的長度為，的長度為，的長度為，的長度為，求：

①為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量（用上述給  

出量的字母表示），

②玻璃磚的折射率

 

 

C．(選修模塊3—5)（12分）

（1）下列說法中正確的是___▲_____

（A）X射線是處于激發態的原子核輻射出的

（B）放射性元素發生一次β衰變，原子序數增加1

（C）光電效應揭示了光具有粒子性，康普頓效應揭示了光具有波動性

（D）原子核的半衰期不僅與核內部自身因素有關，還與原子所處的化學狀態 

有關

（2）氫原子的能級如圖所示，當氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光  

子照射在某金屬上，剛好能發生光電效應，則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

現有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的

光子中，能使該金屬發生光電效應的頻率共有   ▲    種。

 

（3）如圖，質量為m的小球系于長L＝0.8m的輕繩末端。繩的另一端

系于O點。將小球移到輕繩水平位置后釋放，小球擺到最低點A

時，恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺，上升的

最高點為B，A、B的高度差為h＝0.2m。已知P的質量為M＝3m，

P與水平面間的動摩擦因數為μ＝0.25，小球與P的相互作用時間

極短。求P沿水平面滑行的距離。

 

 

【選做題】請從A、B兩模塊中選定一個模塊作答，如都作答則按A模塊評分，本題選擇題4分，非選擇題8分，共12分．
A、（選修模塊3-4）
（1）圖一中所示是用光學的方法來檢查一物體表面平整程度的裝置，其中A為標準平板，B為被檢查的物體，C為單色入射光．如要說明能檢查平面平整程度的道理，則需要用到下列哪些光學概念？______
A．反射和干涉B．全反射和干涉
C．反射和衍射D．全反射和衍射
（2）下列說法中正確的是______
A．x射線穿透物質的本領比γ射線更強
B．紅光由空氣進入水中，波長變長、顏色不變
C．狹義相對論認為物體的質量與其運動狀態有關
D．觀察者相對于頻率一定的聲源運動時，接受到聲波的頻率可能發生變化
（3）在某介質中形成一列簡諧波，波向右傳播，在0.1s時刻剛好傳到B點，波形如圖二中實線所示，且再經過0.6s，P點也開始振動．

求：
①該列波的周期T；
②從t=0時刻起到P點第一次達到波峰時止，O點對平衡位置的位移y0及其所經過的路程s0各為多少？
B、（選修模塊3-5）
（1）．人們在研究原子結構時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結構模型，它們的模型示意圖如圖所示．

下列說法中正確的是______
A．α粒子散射實驗與棗糕模型和核式結構模型的建立無關
B．科學家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結構模型
C．科學家通過α粒子散射實驗否定了核式結構模型，建立了棗糕模型
D．科學家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結構模型，建立了波爾的原子模型
（2）從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜．1885年瑞士中學教師巴爾末對當時已發現的在可見光區的譜線做了分析，發現這些譜線的波長可以用一個公式表示．如果采用波長λ的倒數，這個公式可寫作：
為常數）
自巴爾末系發現后，人們又在紫外區和紅外區發現了一些新的譜線，這些譜線也可以用類似巴爾末的簡單公式來表示，例如賴曼系公式：
（R_H為常數）
1913年丹麥物理學家玻爾提出了著名的原子結構和氫光譜理論．上述兩個公式中的n在波爾理論中被稱為量子數．玻爾氫原子理論的能級圖如圖所示．

閱讀了上面的資料后，你認為巴爾末系是氫原子能級圖中的______
A．線系I    B．線系II    C．線系III D．線系IV
（3）在光滑水平面上有一個靜止的質量為M的木塊，一顆質量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊而沒有穿出，子彈射入木塊的最大深度為d．設子彈射入木塊的過程中木塊運動的位移為s，子彈所受阻力恒定．試證明：s＜d．