Question

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

 

．
A．當兩個分子間的分子勢能增大時，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，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)過一個等溫過程，最終氣體壓強是p₁、氣體內(nèi)能是E₁；第二次是經(jīng)過一個等壓過程，最終氣體壓強是p₂、氣體內(nèi)能是E₂；則p₁

 

p₂，E₁

 

E₂．（填“＞”“=”或“＜”）
（3）當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，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，還有一個裝有約2cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒．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紙上，如圖甲所示．（已知坐標紙上每個小方格面積為S，求油膜面積時，半個以上方格面積記為S，不足半個舍去）則油膜面積為

 

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

 

．
A．測定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以推算該恒星遠離地球的速度
B．無線電波沒有偏振現(xiàn)象
C．紅外線比無線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象
D．在一個確定的參考系中觀測，運動物體上物理過程的時間進程跟物體運動速度有關(guān)
（2）在“研究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，擺的振幅不要太大，擺線要細些、伸縮性要小，線的長度要盡量

 

（填“長些”或“短些”）．懸點要固定，擺長是懸點到

 

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)壁處光不會進入中空部分，問入射角i應滿足什么條件？
C．（選修模塊35）
（1）存在下列事實：①一對高能的γ光子相遇時可能產(chǎn)生一對正負電子；②一個孤立的γ光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對正負電子；③一個高能的γ光子經(jīng)過重核附近時可能產(chǎn)生一對正負電子；④原子核發(fā)生變化時，只發(fā)射一些特定頻率的γ光子．關(guān)于上述事實下列說法正確的是（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②說明，動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③中，由于外界重核的參與，系統(tǒng)動量不守恒，而γ光子的頻率需滿足ν≥

mec2

h

D．事實④中表明，原子核的能級也是不連續(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="z1hjzss" 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，當用光子能量為4.5eV的藍光照射光電管的陰極K時，對應圖線與橫軸的交點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)生光電效應的極限頻率．
②當用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時，測得飽和電流為0.32μA，求陰極K單位時間發(fā)射的光電子數(shù)．

Answer 1

分析：對A要明確分子動理論的含義，分子動理論與熱力學第一定律的結(jié)合，以及根據(jù)圖象分析一定質(zhì)量的氣體壓強、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量分子直徑的實驗方法．對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驗原理，以及光的全反射有關(guān)計算．對C要求掌握有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)及核反應方程的寫法，理解光電效應的規(guī)律和有關(guān)計算．

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

r

0

時分子勢能最小，此時分子力是零，故無論當分子間距離r減小或增大分子勢能與分子力都會變大，故A錯誤．
B、根據(jù)分子動理論大量分子的集體行為符合統(tǒng)計規(guī)律，故B錯誤．
C、實驗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，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壓強為

P

1

，等壓過程時壓強為

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．
�、谟删凭�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式為d=

nV

8NS(m+n)

．
B．（選修模塊34）
解：（1）A、根據(jù)多普勒效應可知測定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以推算該恒星遠離地球的速度，A正確．
B、偏振現(xiàn)象是橫波所特有的現(xiàn)象，無線電波是橫波，故B錯誤．
C、根據(jù)電磁波譜可知紅外線波長比電磁波短因而更不容易發(fā)生干涉和衍射，B錯誤．
D、根據(jù)愛因斯坦相對論知，在一個確定的參考系中觀測，運動物體上物理過程的時間進程跟物體運動速度有關(guān)，故D正確．                  
（2）在“研究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，根據(jù)T=π

L g

知擺線越長由于擺球直徑測量帶來的誤差越小，故線的長度要長些，且擺長是懸點到球心的距離． 
（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)壁處光不會進入中空部分，入射角i應滿足i≥30°                                                                 
故答案為（1）AD，（2）長些，球心，（3）入射角i應滿足i≥30°．
C．（選修模塊35）
解：（1）A、能量守恒定律具有方向性，故A錯誤．
B、一個孤立的γ光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對正負電子，否則就違背了能量守恒定律，動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、一個高能的γ光子經(jīng)過重核附近時可能產(chǎn)生一對正負電子，系統(tǒng)動量守恒，故C錯誤．
D、原子核發(fā)生變化時，只發(fā)射一些特定頻率的γ光子，說明原子核的能級也是不連續(xù)的，故D正確．
故選BD．
（2）由題意知應發(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
故答案為（1）BD，（2）2，β，（3）①5.2×

10

14

H

Z

，②2.0×

10

12

個

點評：對選修模塊要求理解一些概念和有關(guān)理論，3-3重點是氣體部分，要求掌握氣體定律、三種圖象（等壓、等容、等溫）及與熱力學第一定律的綜合．3-4重點是有關(guān)機械波的理論、簡諧運動、光的全反射有關(guān)計算．3-5重點是動量守恒定律以及與核反應方程的綜合．