Question

本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A、（选修模块3-3）
（1）有以下说法：其中正确的是

 

．
A、“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积；
B、气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大；
C、物理性质各向同性的一定是非晶体；
D、液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的．
（2）如图所示，是某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，得到的p-T图象．气体状态由A变化至B的过程中，气体的体积将

 

（填“变大”或“变小”），这是

 

（填“吸热”或“放热”）过程．

（3）如图所示，p-V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功 300J．当气体从状态B经过程II回到状态A时，外界压缩气体做功200J，求此过程中气体吸收或放出的热量是多少？

B、（选修模块3-5）
（1）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是

 

．

A、图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B、图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C、图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D、图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
（2）₉₀²³⁴Th是不稳定的，能自发的发生衰变．
①完成₉₀²³⁴Th衰变反应方程  ₉₀²³⁴Th→₉₁²³⁴Pa+

 

．
②₉₀²³⁴Th衰变为₈₆²²²Rn，经过

 

次α衰变，

 

次β衰变．
（3）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧．设α粒子质量为m₁，初速度为v₀，氮核质量为m₂，质子质量为m₀，氧核的质量为m₃，不考虑相对论效应．
①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？
②求此过程中释放的核能．

Answer 1

分析：A、该模块为选修3-3，要解答本题需要掌握：分子动理论的内容以及有关知识的综合应用；理想气体状态方程以及热力学第一定律的综合应用．
B、该模块为选修模块3-5，正确解答需要掌握：了解能量子、能级跃迁、α粒子散射实验等知识点；正确书写核反应方程，根据质能方程进行有关核能的计算．

解答：解：A、（选修模块3-3）
（1）A、“用油膜法估测分子的大小”实验中，认为油分子是单个紧密排列的，所以直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积，故A正确；
B、气体分子的平均动能越大，说明气体温度高，气体压强不一定大，故B错误；
C、物理性质各向同性的不一定是非晶体，有些多晶体也是各项同性的，故C错误；
D、液体表面分子之间的距离大于液体内部，分子力表现为引力，因此液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的，故D正确．
故选AD．
（2）A到B等温变化，压强增大，根据P₁V₁=P₂V₂可知，气体的体积减小；根据热力学第一定律可知，温度不变，内能不变，体积减小外界对气体做正功，因此气体将放出热量．
故答案为：变小、放热．
（3）一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时内能变化量为：△U=W+Q=420-300=120J，因此内能增加了120J，
当气体从状态B经过程II回到状态A时，内能需要减小120J，故根据热力学第一定律有：-120=W+200，解得：W=-320J，即气体放出热量320J．
故气体放出热量320J．
B、（选修模块3-5）
（1）A、由物理学史以及普朗克对黑体辐射的研究可知，A正确；
B、波尔根据能量和轨道量子化成功的介绍了氢原子光谱，故B正确；
C、中子是由查德威克发现的，故C错误；
D、根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，故D错误．
故选AB．
 （2）①根据质量数和电荷数守恒可知，该粒子为电子．
②设发生了x次α衰变，y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：234=222+3x，90=86+2x-y，解得x=3，y=2．
故答案为：_-1⁰e，3、2．
（3）解：①设复核的速度为v，由动量守恒定律得
m₁v₀=（m₁+m₂）v
解得：v=

m1v0

m1+m2

．
故复核的速度为：v=

m1v0

m1+m2

．
②核反应过程中的质量亏损
△m=m₁+m₂-m₀-m₃
反应过程中释放的核能：
△E=△mc2=(m1+m2-m0-m3)c2．
故此过程中释放的核能为：△E=△mc2=(m1+m2-m0-m3)c2．

点评：本题全面考查了选修3-3，3-4的基础知识以及基本规律的应用，是一到全面考查基本知识和规律的好题．