Question

選做題：請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．
A．（選修模塊33）
（1）下列說法正確的是

 

．
A．當(dāng)兩個(gè)分子間的分子勢(shì)能增大時(shí)，分子間作用力一定減小
B．大量分子的集體行為是不規(guī)則的，帶有偶然性
C．晶體和非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化
D．人類利用能源時(shí)，是將高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能
（2）一定質(zhì)量的理想氣體，體積由V₁壓縮至V₂，第一次是經(jīng)過一個(gè)等溫過程，最終氣體壓強(qiáng)是p₁、氣體內(nèi)能是E₁；第二次是經(jīng)過一個(gè)等壓過程，最終氣體壓強(qiáng)是p₂、氣體內(nèi)能是E₂；則p₁

 

p₂，E₁

 

E₂．（填“＞”“=”或“＜”）
（3）當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開，油酸分子就立在水面上，形成單分子層油膜，現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m：n 配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)裝有約2cm深水的淺盤，一支滴管，一個(gè)量筒．現(xiàn)用滴管從量筒中取V體積的溶液，讓其自由滴出，全部滴完共為N滴．
①用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，待油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖甲所示．（已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S，求油膜面積時(shí)，半個(gè)以上方格面積記為S，不足半個(gè)舍去）則油膜面積為

 

．
②求出估算油酸分子直徑的表達(dá)式．
B．（選修模塊34）
（1）下列說法正確的是

 

．
A．測(cè)定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對(duì)比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以推算該恒星遠(yuǎn)離地球的速度
B．無(wú)線電波沒有偏振現(xiàn)象
C．紅外線比無(wú)線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象
D．在一個(gè)確定的參考系中觀測(cè)，運(yùn)動(dòng)物體上物理過程的時(shí)間進(jìn)程跟物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)
（2）在“研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，擺的振幅不要太大，擺線要細(xì)些、伸縮性要小，線的長(zhǎng)度要盡量

 

（填“長(zhǎng)些”或“短些”）．懸點(diǎn)要固定，擺長(zhǎng)是懸點(diǎn)到

 

的距離．
（3）如圖乙，為一圓柱中空玻璃管，管內(nèi)徑為R₁，外徑為R₂，R₂=2R₁．一束光線在圓柱橫截面內(nèi)射向玻璃管，為保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，問入射角i應(yīng)滿足什么條件？
C．（選修模塊35）
（1）存在下列事實(shí)：①一對(duì)高能的γ光子相遇時(shí)可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子；②一個(gè)孤立的γ光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子；③一個(gè)高能的γ光子經(jīng)過重核附近時(shí)可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子；④原子核發(fā)生變化時(shí)，只發(fā)射一些特定頻率的γ光子．關(guān)于上述事實(shí)下列說法正確的是（電子質(zhì)量m_e，光在真空中速度為c，普朗克常量為h）

 

．
A．事實(shí)①表明，微觀世界中的相互作用，只要符合能量守恒的事件就一定能發(fā)生
B．事實(shí)②說明，動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律
C．事實(shí)③中，由于外界重核的參與，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，而γ光子的頻率需滿足ν≥

mec2

h

D．事實(shí)④中表明，原子核的能級(jí)也是不連續(xù)的
（2）

232 90

Th本身不是易裂變材料，但是一種增殖材料，它能夠吸收慢中子變成

233 90

Th，然后經(jīng)過

 

次

 

衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎儾牧镶櫟耐�位�?span id="uhpp3pi" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

233 92

U．
（3）如圖丙為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關(guān)系，當(dāng)用光子能量為4.5eV的藍(lán)光照射光電管的陰極K時(shí)，對(duì)應(yīng)圖線與橫軸的交點(diǎn)U₁=-2.37V．（普朗克常量h=6.63×10^-34 J?s，電子電量e=1.6×10^-19 C）（以下計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 
①求陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率．
②當(dāng)用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時(shí)，測(cè)得飽和電流為0.32μA，求陰極K單位時(shí)間發(fā)射的光電子數(shù)．

Answer 1

分析：對(duì)A要明確分子動(dòng)理論的含義，分子動(dòng)理論與熱力學(xué)第一定律的結(jié)合，以及根據(jù)圖象分析一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)、溫度、體積關(guān)系，以及判斷氣體內(nèi)能變化、與吸熱和放熱關(guān)系，再就是掌握單分子油膜法測(cè)量分子直徑的實(shí)驗(yàn)方法．對(duì)B要求掌握有關(guān)光及電磁波的理論，掌握單擺周期公式及實(shí)驗(yàn)原理，以及光的全反射有關(guān)計(jì)算．對(duì)C要求掌握有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)及核反應(yīng)方程的寫法，理解光電效應(yīng)的規(guī)律和有關(guān)計(jì)算．

解答：A．（選修模塊33）
解：（1）、根據(jù)分子動(dòng)理論當(dāng)分子間距離r=

r

0

時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子力是零，故無(wú)論當(dāng)分子間距離r減小或增大分子勢(shì)能與分子力都會(huì)變大，故A錯(cuò)誤．
B、根據(jù)分子動(dòng)理論大量分子的集體行為符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，故B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)證明晶體和非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化，例如石英和玻璃，故C正確．
D、人類利用能源時(shí)，是將高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能，說明能量轉(zhuǎn)化具有方向，D正確．
（2）、根據(jù)題意畫出氣體P-T圖象，如圖所示
由圖可知等溫壓縮過程時(shí)壓強(qiáng)為

P

1

，等壓過程時(shí)壓強(qiáng)為

P

2

，顯然

P

1

＞

P

2

，因等溫過程氣體內(nèi)能不變，等壓過程溫度降低，內(nèi)能減小，故

E

1

＞

E

2

．
（3）、①根據(jù)圖甲可知油膜面積為8S．
　②由酒精油酸溶液濃度為c=

n

n+m

，V體積溶液含純油酸體積為V．c，所以一滴純油酸體積為

Vc

N

=

Vn

N(n+m)

，設(shè)油膜厚度為d，則應(yīng)滿足

Vn

N(n+m)

=d?8S，解得
d=

nV

8NS(m+n)

，此即油酸分子的直徑．
故答案為（1）CD，（2）＞，＞（3）①8S，②估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d=

nV

8NS(m+n)

．
B．（選修模塊34）
解：（1）A、根據(jù)多普勒效應(yīng)可知測(cè)定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對(duì)比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以推算該恒星遠(yuǎn)離地球的速度，A正確．
B、偏振現(xiàn)象是橫波所特有的現(xiàn)象，無(wú)線電波是橫波，故B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)電磁波譜可知紅外線波長(zhǎng)比電磁波短因而更不容易發(fā)生干涉和衍射，B錯(cuò)誤．
D、根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論知，在一個(gè)確定的參考系中觀測(cè)，運(yùn)動(dòng)物體上物理過程的時(shí)間進(jìn)程跟物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，故D正確．                  
（2）在“研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)T=π

L g

知擺線越長(zhǎng)由于擺球直徑測(cè)量帶來的誤差越小，故線的長(zhǎng)度要長(zhǎng)些，且擺長(zhǎng)是懸點(diǎn)到球心的距離． 
（3）光路圖如圖，設(shè)第一次折射角為r，全反射臨界角為C，折射率為n，由折射定律有  n=

sini

sinr

，又sinC=

1

n

，對(duì)圖中三角形由正玄定理

sin(π-C)

R   1 +R   2

=

sinr

R   1

，聯(lián)立可解得i=30°，所以為保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，入射角i應(yīng)滿足i≥30°                                                                 
故答案為（1）AD，（2）長(zhǎng)些，球心，（3）入射角i應(yīng)滿足i≥30°．
C．（選修模塊35）
解：（1）A、能量守恒定律具有方向性，故A錯(cuò)誤．
B、一個(gè)孤立的γ光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子，否則就違背了能量守恒定律，動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，故B正確．
C、一個(gè)高能的γ光子經(jīng)過重核附近時(shí)可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故C錯(cuò)誤．
D、原子核發(fā)生變化時(shí)，只發(fā)射一些特定頻率的γ光子，說明原子核的能級(jí)也是不連續(xù)的，故D正確．
故選BD．
（2）由題意知應(yīng)發(fā)生β衰變，有

233 90 T   h

→x

0 -1 e

+

233 92 U

知，90=x．（-1）+92  解得x=2，即發(fā)生2次β衰變．
（3）、①根據(jù)能量守恒定律有

E

1

=e

U

1

+hγ  將

E

1

=4.5eV=4.5×1.6×

10

-19

J 代入可得γ=5.2

×10

14

H

Z

②根據(jù)I=

q

t

   q=Ne，可求出N=

q

e

=

I．t

e

=

0.32 ×10 -6

1.6 ×10 -19

=2.0×

10

12

個(gè)
故答案為（1）BD，（2）2，β，（3）①5.2×

10

14

H

Z

，②2.0×

10

12

個(gè)

點(diǎn)評(píng)：對(duì)選修模塊要求理解一些概念和有關(guān)理論，3-3重點(diǎn)是氣體部分，要求掌握氣體定律、三種圖象（等壓、等容、等溫）及與熱力學(xué)第一定律的綜合．3-4重點(diǎn)是有關(guān)機(jī)械波的理論、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、光的全反射有關(guān)計(jì)算．3-5重點(diǎn)是動(dòng)量守恒定律以及與核反應(yīng)方程的綜合．