题目内容

[选做题]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)由以下数据能估算出水分子直径的是______
A.水的质量、水的体积和阿伏加德罗常数
B.水的质量、水的密度和阿伏加德罗常数
C.水的摩尔质量和阿伏加德罗常数
D.水的摩尔体积和阿伏加德罗常数
(2)如图乙所示,用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动,气缸开口向上,内封闭一定质量的气体(分子间的相互作用力忽略不计),缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气,现将细线剪断,让气缸自由下落,下列说法正确的是______
A.气体压强减小,气体对外界做功
B.气体压强增大,外界对气体做功
C.气体体积增大,气体内能减小
D.气体体积减小,气体内能增大
(3)如图甲所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,此时活塞处于平衡状态,气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,在气体吸收热量为Q的过程中,气体对活塞做功的大小为W.已知大气压强为p,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦.求:
①气体的压强;
②加热过程中气体的内能增加量;
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是______.
A.激光比普通光源的相干性好
B.紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度
C.在光的衍射实验中,出现明条纹的地方光子到达的概率较大
D.接收电磁波时首先要进行调频
(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.2s时刻的波形如图丙中虚线所示,则:
A.质点P的运动方向向右
B.波的周期可能为0.27s
C.波的传播速度可能为630m/s
D.波的频率可能为1.25Hz
(3)如图丁所示,ABC为玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°,∠B=60°,BC=3cm,一条平行于AC边的光线从O点垂直射向棱镜,OC=2cm,已知棱镜对光的折射率为n=1.5,试求光线在棱镜内传播的最短时间是多少?
C. (选修模块3-5)
(1)正电子(PET)发射计算机断层显像的基本原理是:将放射性同位素注入人体,参与人体的代谢过程.在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET原理,回答下列问题:
①写出的衰变的方程式______8O→N+e
【答案】分析:A、(1)要求出分子直径,需要知道水的体积及水分子数,根据各选项提供的数据分析答题;
(2)对气缸进行受力分析,求出气缸内气体的压强,剪断绳子后,气缸做自由落体运动,分析缸内气体压强如何变化,然后分析答题.
(3)对活塞进行受力分析,由平衡条件可以求出气体压强;由热力学第一定律可以求出气体内能的增加量.
B、(1)A、激光波长范围很窄,激光的单色性很好,具有较好的干性;
B、根据n=分析紫外线与红外线在水中的传播速度关系;
C、在衍射现象中,光子到达几率大的地方亮度高,出现亮条纹;
D、发射电磁波时要进行调制,接收电磁波时首先要进行解调.
(2)介质中的质点只在平衡位置附近振动,并不随波向外迁移;由波形图可以求出波可能传播的距离,根据波的传播时间,由速度公式可以求出波的传播速度,可以进一步求出周期与频率.
(3)根据光的反射定律作出光路图,光的路程最短时,光的传播时间最小,求出光的最小路程,然后由速度公式的变形公式求出光的传播时间.
C、(1)根据质量数与核电荷数守恒可以写出反应方程式;根据题意可以确定该反应的目的;氧在人体内的代谢时间比较短,因此它的半衰期应该较短.
(2)由动量守恒定律可以求出速度,由动能定理可以求出人对车做的功.
解答:解:A(1)A、已知水的质量、水的体积和阿伏加德罗常数,
不知道水的摩尔质量,求不出水分子个数,不能求出水分子直径,故A错误;
B、已知水的质量、水的密度和阿伏加德罗常数,不知道水的摩尔质量,
求不出水分子个数,不能求出水分子直径,故B错误;
C、已知水的摩尔质量和阿伏加德罗常数,不知道水的摩尔质量,
求不出水分子个数,不能求出水分子直径,故C错误;
D、已知水的摩尔体积和阿伏加德罗常数,可以求出1摩尔体积的分子数,
摩尔体积处于该体积的分子数等于每个分子的体积,然后利用体积公式可以求出分子直径,故D正确;故选D.
(2)设大气压为P,气缸质量为M,横截面积为S,则气缸内气体压强P=P-,剪断细线后,气缸自由下落,
处于完全失重状态,气缸内气体压强P=P,缸内气体压强变大,气体体积减小,外界对气体做功,气体内能增大,
故AC错误,BD正确,故选BD.
(3)①活塞受到竖直向下的重力mg,向下的大气压力PS,向上的气体支持力PS,
活塞处于平衡状态,由平衡条件得:mg+PS=PS,则缸内气体压强P=P+
②由热力学第一定律得,气体内能的增量△U=Q-W.
B、(1)A、激光比普通光源的相干性好,故A正确;
B、光在介质中的传播速度v=,在水中紫外线折射率大于红外线的折射率,因此紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度,故B错误;
C、在光的衍射实验中,出现明条纹的地方光子到达的概率较大,故C正确;
D、接收电磁波时首先要进行解调,故D错误;故选AC.
(2)A、介质中的质点只在平衡位置附近振动,并不随波进行迁移,故A错误;
B、由图丙所示波形图可知,波向右传播的距离x=(n+)λ=6m,则△t=t′-t=0.2s=(n+)T,
T=,n=0、1、2、3…,波的周期小于等于0.2s,故B错误;
C、由波形图可知,波长λ=24m,波向右传播的路程s=x=(n+)λ=x=(n+)×24=24n+6,
波速v===120n+30(m/s),n=0、1、2、3…,当n=5时,v=630m/s,故C正确;
D、波的周期T=,n=0、1、2、3…,频率f==5n+1.25(Hz),n=0、1、2…,
当n=0时,f=1.25Hz,故D正确;故选CD.
(3)如右图所示,光线进入棱镜后在AB面上经一次全反射,
再从AC边上折射出来的路程最短,此时传播时间最短,
最短传播时间:
故最短时间为t=2.2×10-10(s);
C、(1)①由质量数与核电荷数守恒可知,反应方程式是:
O→N+e;
②由题意可知,正电子可以显示氧在人体内的运动轨迹,因此的主要用途是B、作为示踪原子.
③氧在人体内的代谢时间不长,因此PET中所选的放射性同位素的半衰期应较短.
(2)人在落到小车上的过程中人和车系统动量守恒:-mv2+Mv1=(m+M)v,
可得人车共同速度为v=-1.2m/s 负号表示速度方向与小车原来的运动方向相反.
人跳上小车的过程中,对小车所做的功等于小车的动能增量
解得:W=22(J);
故答案为:A(1)D;(2)BD;(3)①压强为P=P+;②△U=Q-W;
B:(1)AC;(2)CD;(3)t=2.2×10-10(s);
C:(1)①O→N+e;②B;③短;
(2)人车共同速度为v=-1.2m/s,负号表示速度方向与小车原来的运动方向相反.
对小车所做的功为22J.
点评:本题是一道综合题,综合考查了高中物理选修的内容,对于选修内容,高考时所出的题目难度不是很大,只要熟练掌握基础知识,即可正确解题;平时学习时要注意基础知识的学习.
练习册系列答案
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A.(模块3-3)
(1)下列说法正确的是
 

A.当气体被压缩时,分子间距离变小,表现为斥力,所以必需用力才能压缩
B.液晶并不是晶体,但具有晶体一样的光学各向异性
C.迅速压缩气体时,气体温度一定升高
D.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径d=
VS

(2)(4分)已知铁的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N0.试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为
 

(3)如图甲所示,筒形绝热气缸平放在水平面上,用绝热的活塞封闭一部分气体.活塞的横截面积为S,质量为m,外界大气压强恒为P0.活塞与气缸之间无摩擦且不漏气,气缸内有一个电阻丝可以给气体加热.现把气缸立起来,如图乙所示,发现活塞下降距离为h,则立起后气缸内气体分子势能
 
(填“变大”、“变小”或“不变”);当电阻丝通电后产生的热量为Q时,活塞刚好回到原来的位置处于平衡,则在此过程中,气体内能增加了
 
.(用题中已知物理量符号表示)
B.(模块3-4)
(1)下列说法正确的是:
 

A.全息照相利用了光的偏振原理
B.亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C.X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D.地面上的人发现,坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了,而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了.
(2)(4分)有一束复色光中含有两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长.若让此复色光通过半圆形玻璃砖,经过圆心O射向空气,则下列四个光路图中符合实际情况的有:
 

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(3)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48m/s.请回答下列问题:
①从图示时刻起再经过
 
s,质点B第一次处于波峰;
②写出从图示时刻起质点A的振动方程:
 

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C.(模块3-5)(1)下列说法正确的有
 

A.单色光从光密介质进入光疏介质,光子的能量不变
B.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,从而揭示出原子核具有复杂结构
C.当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时,氢原子一定吸收能量,电子的动能增大
D.在光电效应实验中,入射光强度越强,产生的光电子初动能就越大
(2)先完成下列核反应方程,再回答题.1327Al+24He→1430Si+01n+
 

该核反应所属核反应类型是
 

A.衰变            B.人工转变            C.裂变
(3)光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A,以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰,碰后小球A的速度大小变为1m/s,与原来速度方向相反,则在碰撞过程中,小球A的动量变化大小为
 
kg?m/s,碰后小球B的速度大小为
 
m/s.
(2011?江苏模拟)[选做题]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)由以下数据能估算出水分子直径的是
D
D

A.水的质量、水的体积和阿伏加德罗常数
B.水的质量、水的密度和阿伏加德罗常数
C.水的摩尔质量和阿伏加德罗常数
D.水的摩尔体积和阿伏加德罗常数
(2)如图乙所示,用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动,气缸开口向上,内封闭一定质量的气体(分子间的相互作用力忽略不计),缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气,现将细线剪断,让气缸自由下落,下列说法正确的是
BD
BD

A.气体压强减小,气体对外界做功
B.气体压强增大,外界对气体做功
C.气体体积增大,气体内能减小
D.气体体积减小,气体内能增大
(3)如图甲所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,此时活塞处于平衡状态,气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,在气体吸收热量为Q的过程中,气体对活塞做功的大小为W.已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦.求:
①气体的压强;
②加热过程中气体的内能增加量;
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
AC
AC

A.激光比普通光源的相干性好
B.紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度
C.在光的衍射实验中,出现明条纹的地方光子到达的概率较大
D.接收电磁波时首先要进行调频
(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.2s时刻的波形如图丙中虚线所示,则:
A.质点P的运动方向向右
B.波的周期可能为0.27s
C.波的传播速度可能为630m/s
D.波的频率可能为1.25Hz
(3)如图丁所示,ABC为玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°,∠B=60°,BC=3cm,一条平行于AC边的光线从O点垂直射向棱镜,OC=2cm,已知棱镜对光的折射率为n=1.5,试求光线在棱镜内传播的最短时间是多少?
C. (选修模块3-5)
(1)正电子(PET)发射计算机断层显像的基本原理是:将放射性同位素
 
15
8
O
注入人体,参与人体的代谢过程.
 
15
8
O
在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET原理,回答下列问题:
①写出
 
15
8
O
的衰变的方程式
 
15
8
O→
 
15
7
N+
 
0
1
e
 
15
8
O→
 
15
7
N+
 
0
1
e

②将放射性同位素
 
15
8
O
注入人体,
 
15
8
O
的主要用途
B
B

A.利用它的射线       B.作为示踪原子
C.参与人体的代谢过程  D.有氧呼吸
③PET中所选的放射性同位素的半衰期应
.(填“长”或“短”或“长短均可”)
(2)一辆小车在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右运动,小车的质量为M=100kg,一质量为m=50kg的人从小车的右端迎面跳上小车,接触小车前的瞬间人的水平速度大小为v2=5.6m/s.求人跳上小车后,人和小车的共同速度和人跳上小车的过程中人对小车做的功.
[选做题]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.(模块3-3)
(1)下列说法正确的是   
A.当气体被压缩时,分子间距离变小,表现为斥力,所以必需用力才能压缩
B.液晶并不是晶体,但具有晶体一样的光学各向异性
C.迅速压缩气体时,气体温度一定升高
D.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径
(2)(4分)已知铁的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N.试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为   
(3)如图甲所示,筒形绝热气缸平放在水平面上,用绝热的活塞封闭一部分气体.活塞的横截面积为S,质量为m,外界大气压强恒为P.活塞与气缸之间无摩擦且不漏气,气缸内有一个电阻丝可以给气体加热.现把气缸立起来,如图乙所示,发现活塞下降距离为h,则立起后气缸内气体分子势能    (填“变大”、“变小”或“不变”);当电阻丝通电后产生的热量为Q时,活塞刚好回到原来的位置处于平衡,则在此过程中,气体内能增加了    .(用题中已知物理量符号表示)
B.(模块3-4)
(1)下列说法正确的是:   
A.全息照相利用了光的偏振原理
B.亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C.X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D.地面上的人发现,坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了,而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了.
(2)(4分)有一束复色光中含有两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长.若让此复色光通过半圆形玻璃砖,经过圆心O射向空气,则下列四个光路图中符合实际情况的有:   

(3)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48m/s.请回答下列问题:
①从图示时刻起再经过    s,质点B第一次处于波峰;
②写出从图示时刻起质点A的振动方程:   

C.(模块3-5)(1)下列说法正确的有   
A.单色光从光密介质进入光疏介质,光子的能量不变
B.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,从而揭示出原子核具有复杂结构
C.当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时,氢原子一定吸收能量,电子的动能增大
D.在光电效应实验中,入射光强度越强,产生的光电子初动能就越大
(2)先完成下列核反应方程,再回答题.1327Al+24He→1430Si+1n+   
该核反应所属核反应类型是   
A.衰变            B.人工转变            C.裂变
(3)光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A,以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰,碰后小球A的速度大小变为1m/s,与原来速度方向相反,则在碰撞过程中,小球A的动量变化大小为    kg?m/s,碰后小球B的速度大小为    m/s.

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