题目内容
（选做题）本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．A．（选修3-3模块）
（1）以下说法中正确的是
A．物体内能取决于温度、体积和物质的量
B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
C．浸润和不浸润均是分子力作用的表现
D．液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化
（2）如图所示，气缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m，活塞面积10cm2，大气压强1.0×105Pa，物重50N，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60J的热量，同时气体对外做功10J的功，则封闭气体的压强将______选填“增加”、“减小”或“不变”），气体内能变化量为______J．
（3）用油膜法测量分子大小的实验中，将浓度为的一滴油酸溶液，轻轻滴入水中，稳定后形成了一层单分子油膜，测得一滴油酸溶液的体积为V，形成的油膜面积为S，则油酸分子的直径约为多少？如果把油酸分子看成是球形的，该滴油酸分子数约为多少？
B．（选修3-4模块）
（1）下列说法中正确的有
A．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的
B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
（2）如图1所示为一个向右传播的t=0时刻的横波波形图，已知波从O点传到D点用0.2s，该波的波速为______ m/s，频率为______ Hz；t=0时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向y轴正方向运动的速率最大的质点是______
（3）图2示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R=20cm，折射率为
，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：①光在圆柱体中的传播速度；
②距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点．
C．（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的是
A．康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化
C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D．天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关
（2）90234Th是不稳定的，能自发地发生衰变．
①完成90234Th衰变反应方程90234Th→91234Pa+．
②90234Th衰变为86222Rn，共经过______ 次α衰变，______ 次β衰变．
（3）光滑水平上有A、B两辆小车，A、B两车上分别固定一根条形磁铁和两根条形磁铁（条形磁铁是相同的），已知A车（包括车上的磁铁）的质量是B车（包括车上的磁铁）质量的4倍，当A车以已知速度v向静止的B车运动时，当它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开，然后各自以新的速度做匀速直线运动，设作用前后它们的轨迹在同一直线上，求当A、B之间距离最短时它们各自的速度．
【答案】分析：布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则的热运动．
根据热力学第一定律解决问题．
根据机械波的波速、波长、周期的关系解决问题．
画出光路图，根据折射定律解决问题．
根据核反应过程遵循质量数和核电荷数守恒解决问题．
根据动量守恒定律列出等式解决问题．
解答：解：A．（选修3-3模块）
（1）A、物体的温度发生变化时，其内部分子的运动速度大小也发生变化，所以分子的动能发生变化，故物体的内能大小也发生变化；物体的状态、体积发生变化时，分子间距以及分子间作用力的强弱也发生变化，故分子势能也发生变化，从而使物体的内能大小发生变化；物体的温度、状态、体积一定时，物质的量越大，则内部的分子数目就越多，所以分子的动能和分子势能的总和增大，即物体的内能也越大．所以A正确．
B、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动．所以B错误．
C、浸润时附着层里液体分子相互作用力表现为斥力，不浸润时附着层里液体分子相互作用力表现为引力，故C正确．
D、液晶是不稳定，外界影响微小，例如温度、电厂等等，都会引起分子排列，改变它学性质．所以D正确．
故选ACD．
（2）①活塞缓慢移动，可以认为活塞在任意状态都处于平衡状态，对活塞受力分析，由平衡条件得，
pS=p-G，故封闭气体的压强保持不变．
②气体体积变大，封闭气体推动活塞对外界做功，W=pSh=（p-G）h=10J
再次过程中封闭气体吸收了60J的热量，由热力学第一定律知，气体的内能增加了50J．
故答案为：不变；50J．
（3）①1滴油酸溶液的体积V，
由浓度为η的一滴油酸溶液，可得1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V2=ηV
而1滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S
所以油酸分子直径
②已知体积为V的一滴油酸溶液滴在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，则分子的直径
所以分子的体积
（分子以球型分布）
则
得
答：油酸分子的直径约为
； 该滴油酸分子数约为
B．（选修3-4模块）
（1）A、根据光速不变原理可知，A正确．
B、光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．B正确．
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射．C错．
D、根据多普勒效应，声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率．D错．
故选AB．
（2）波从O点传到D点用0.2s因为“波从O点传到D点用0.2s”，所以T=0.4s，所以
．
由波形图可知，波长λ=4m，根据公式
得，v=10m/s．
振动速率最大的点应该在平衡位置，再根据“上坡下、下坡上”规则可知，质点D向y轴正方向运动的速率最大．
故答案为：10；2.5；D．
（3）①根据折射率的公式
，所以
=
．
②光线PC经折射后经过B点后光路图如图所示．
由折射定律得
，又由几何关系得α=2β．
代入数据解得α=60°
所以光线偏离直线AB的距离CD=Rsinα=10
cm=17.3cm．
答：①光在圆柱体中的传播速度为1.73×108m/s；
②距离直线AB17.3cm的入射光线，折射后恰经过B点．
C．（选修模块3-5）
（1）A、康普顿效应进一步证实了光的粒子性，故A错．
B、为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，故B正确．
C、经典物理学不适用于微观粒子，不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，故C正确．
D、天然放射性元素的半衰期与环境的温度无关，半衰期是由原子核决定的．故D错．
故选BC．
（2）由规律：电荷数守恒和质量数守恒．
①
②每发生一次β衰变，质量数不变，而每发生一次α衰变，质量数减少4，所以发生α衰变的次数为
每发生一次α衰变，电荷数数减少2，而每发生一次β衰变，电荷数增加1，所以发生β衰变的次数为2×3-（90-86）=2
故共经过3次α衰变2次β衰变．
（3）当A、B之间距离最短时它们的速度相等．
根据动量守恒定律，有mAvA=（mA+mB）v
所以，
=
答：当A、B之间距离最短时它们的速度相等，为
．
点评：本题全面考察了选修3-4和3-5内容，考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力．
根据热力学第一定律解决问题．
根据机械波的波速、波长、周期的关系解决问题．
画出光路图，根据折射定律解决问题．
根据核反应过程遵循质量数和核电荷数守恒解决问题．
根据动量守恒定律列出等式解决问题．
解答：解：A．（选修3-3模块）
（1）A、物体的温度发生变化时，其内部分子的运动速度大小也发生变化，所以分子的动能发生变化，故物体的内能大小也发生变化；物体的状态、体积发生变化时，分子间距以及分子间作用力的强弱也发生变化，故分子势能也发生变化，从而使物体的内能大小发生变化；物体的温度、状态、体积一定时，物质的量越大，则内部的分子数目就越多，所以分子的动能和分子势能的总和增大，即物体的内能也越大．所以A正确．
B、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动．所以B错误．
C、浸润时附着层里液体分子相互作用力表现为斥力，不浸润时附着层里液体分子相互作用力表现为引力，故C正确．
D、液晶是不稳定，外界影响微小，例如温度、电厂等等，都会引起分子排列，改变它学性质．所以D正确．
故选ACD．
（2）①活塞缓慢移动，可以认为活塞在任意状态都处于平衡状态，对活塞受力分析，由平衡条件得，
pS=p-G，故封闭气体的压强保持不变．
②气体体积变大，封闭气体推动活塞对外界做功，W=pSh=（p-G）h=10J
再次过程中封闭气体吸收了60J的热量，由热力学第一定律知，气体的内能增加了50J．
故答案为：不变；50J．
（3）①1滴油酸溶液的体积V，
由浓度为η的一滴油酸溶液，可得1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V2=ηV
而1滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S
所以油酸分子直径
②已知体积为V的一滴油酸溶液滴在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，则分子的直径
所以分子的体积
（分子以球型分布）则
得
答：油酸分子的直径约为
； 该滴油酸分子数约为B．（选修3-4模块）
（1）A、根据光速不变原理可知，A正确．
B、光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．B正确．
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射．C错．
D、根据多普勒效应，声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率．D错．
故选AB．
（2）波从O点传到D点用0.2s因为“波从O点传到D点用0.2s”，所以T=0.4s，所以
．由波形图可知，波长λ=4m，根据公式
得，v=10m/s．振动速率最大的点应该在平衡位置，再根据“上坡下、下坡上”规则可知，质点D向y轴正方向运动的速率最大．
故答案为：10；2.5；D．
（3）①根据折射率的公式
，所以=．②光线PC经折射后经过B点后光路图如图所示．
由折射定律得
，又由几何关系得α=2β．代入数据解得α=60°
所以光线偏离直线AB的距离CD=Rsinα=10
cm=17.3cm．答：①光在圆柱体中的传播速度为1.73×108m/s；
②距离直线AB17.3cm的入射光线，折射后恰经过B点．
C．（选修模块3-5）
（1）A、康普顿效应进一步证实了光的粒子性，故A错．
B、为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，故B正确．
C、经典物理学不适用于微观粒子，不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，故C正确．
D、天然放射性元素的半衰期与环境的温度无关，半衰期是由原子核决定的．故D错．
故选BC．
（2）由规律：电荷数守恒和质量数守恒．
①
②每发生一次β衰变，质量数不变，而每发生一次α衰变，质量数减少4，所以发生α衰变的次数为
每发生一次α衰变，电荷数数减少2，而每发生一次β衰变，电荷数增加1，所以发生β衰变的次数为2×3-（90-86）=2
故共经过3次α衰变2次β衰变．
（3）当A、B之间距离最短时它们的速度相等．
根据动量守恒定律，有mAvA=（mA+mB）v
所以，
=答：当A、B之间距离最短时它们的速度相等，为
．点评：本题全面考察了选修3-4和3-5内容，考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力．
练习册系列答案
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A．小质量数的原子核质量亏损最大
（2011?泗阳县一模） （选做题）本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
（3）图2示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R=20cm，折射率为
和2.1kg/
=6.02
．若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）
m，屏上P点距双缝
和
的路程差为7.95×
的关系图象中，正确的是 ▲ ．
Hz，普朗克常量h=
J
s．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．
和2.1kg/
=6.02
．若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）
m，屏上P点距双缝
和
的路程差为7.95×
的关系图象中，正确的是 ▲ ．
Hz，普朗克常量h=
J
s．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．