摘要:[选做部分]

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【选做部分】

考生必须从中选择2道题作答。

1.【物理—物理3-3】

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K。

(1)求气体在状态B时的体积。

(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。

(3)设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因。

2.【物理—物理3-4】

(1)图1为一简谐波在t=0时刻的波形图,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=Asin5πt,求该波的波速,并画出t=0.3 s时的波形图(至少画出一个波长)。

图1

(2)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,图2为过轴线的截面图,调整入射角α,使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。已知水的折射率为,求sinα的值。

图2

3.【物理—物理3-5】

(1)历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5MeV的质子轰击静止的,生成两个动能均为8.9MeV的(1MeV=1.6×10-13/J)

①上述核反应方程式为_____________________________。

②质量亏损为_____________ kg。

(2)如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止,某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。

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【选做题】A.(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中关于气泡中的气体,
下列说法正确的是
 
.(填写选项前的字母)
(A)气体分子间的作用力增大          (B)气体分子的平均速率增大
(C)气体分子的平均动能减小          (D)气体组成的系统地熵增加
(2)若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底上升到湖面的过程中,对外界做了0.6J的功,则此过程中的气泡
 
(填“吸收”或“放出”)的热量是
 
J.气泡到达湖面后,温度上升的过程中,又对外界做了0.1J的功,同时吸收了0.3J的热量,则此过程中,气泡内气体内能增加了
 
J
(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3,平均摩尔质量为0.29kg/mol.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,取气体分子的平均直径为2×10-10m,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留以为有效数字)
B.(1)如图甲所示,强强乘电梯速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为
 
.(填写选项前的字母)
(A)0.4c           (B)0.5c
(C)0.9c             (D)1.0c
(2)在t=0时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图乙所示.质点A振动的周期是
 
s;t=8s时,质点A的运动沿y轴的
 
方向(填“正”或“负”);质点B在波动的传播方向上与A相距16m,已知波的传播速度为2m/s,在t=9s时,质点B偏离平衡位置的位移是
 
cm
(3)图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,照相机的镜头竖直向上.照片中,水利方运动馆的景象呈限在半径r=11cm的圆型范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10cm,若已知水的折射率为n=
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,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h,(结果保留两位有效数字)
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C.在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中11H的核反应,间接地证实了中微子的存在.
(1)中微子与水中的11H发生核反应,产生中子(01n)和正电子(+10e),即中微子+11H→01n++10e可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是
 
.(填写选项前的字母)
(A)0和0             (B)0和1        (C)1和 0       (D)1和1
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即+10e+-10e→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,反应中产生的每个光子的能量约为
 
J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是
 

(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.
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【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,若三题都做,则按A、B两题评分.

A.(选修模块3-3)

(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中关于气泡中的气体,下列说法中正确的是____________.(填写选项前的字母)

A.气体分子间的作用力增大                      B.气体分子的平均速率增大

C.气体分子的平均动能减小                      D.气体组成的系统的熵增加

(2)若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底上升到湖面的过程中,对外界做了0.6 J的功,则此过程中气泡____________(填“吸收”或“放出”)的热量是____________J.气泡到达湖面后,温度上升的过程中,又对外界做了0.1 J的功,同时吸收了0.3 J的热量,则此过程中,气泡内气体内能增加了____________J.

(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3,平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,取气体分子的平均直径为2×10-10m.若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)

B.(选修模块3-4)

(1)如图甲所示,强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c.强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为___________.(填写选项前的字母)

A.0.4c             B.0.5c             C.0.9c             D.1.0c

(2)在t=0时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图乙所示.质点A振动的周期是_________s;t=8 s时,质点A的运动沿y轴的_________方向(填“正”或“负”);质点B在波的传播方向上与A相距16 m.已知波的传播速度为2 m/s,在t=9 s时,质点B偏离平衡位置的位移是_________cm.

(3)图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r=11 cm的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10 cm.若已知水的折射率,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字)

C.(选修模块3-5)

    在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出,中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中的核反应,间接地证实了中微子的存在.

(1)中微子与水中的发生核反应,产生中子()和正电子(),即

中微子+

可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是___________.(填写选项前的字母)

A.0和0                B.0和1                C.1和0                D.1和1

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即

→2γ

已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31kg,反应中产生的每个光子的能量约为________J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是________________________.

(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.

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【选做题】请从A、B和C三小题中选定两题作答,如都作答则按B、C两题评分

A.(选修模块3—3)(12分)

某学习小组做了如下实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,取出烧瓶,并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上,封闭了一部分气体,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图。

(1)(4分)在气球膨胀过程中,下列说法正确的是  ▲ 

A.该密闭气体分子间的作用力增大

B.该密闭气体组成的系统熵增加

C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的

D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和

(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该密闭气体的分子个数为   ▲   

(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了   0.6J的功,同时吸收了0.9J的热量,则该气体内能变化了  ▲  J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,则该气球内气体的温度  ▲  (填“升高”或“降低”)。

B.(选修模块3—4) (12分)

(1)(3分) 下列关于光和波的说法中,正确的是 ▲ 

A.赫兹预言了电磁波的存在

B.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象

C.光的衍射现象能说明光具有粒子性

D.光的偏振说明光波是横波

(2)(4分) 三种透明介质叠放在一起,且相互平行,一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后,射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面,发生折射如图所示,设光在这三种介质中的速率v1v2v3,则它们的大小关系是  ▲ 

A.v1>v2>v3                                     B.v1>v3>v2    C.v1<v2<v3   D.v2>v1>v3

(3)(5分) 如图所示,某列波在t=0时刻的波形如图中实线,虚线为t=0.3s(该波的周期T>0.3s)时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动,求质点P振动的周期和波的传播速度。

C.(选修模块3—5)(12分)

(1) (3分)下列说法正确的是  ▲  

A.康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性

B.α粒子散射实验可以用来估算原子核半径

C.核子结合成原子核时一定有质量亏损,释放出能量

D.氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子的运动加速度减小

(2)(4分) 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管,其中A为阴极,K为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极A,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压有的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,以下判断正确的是  ▲ 

A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5eV

B. 若增大入射光的强度,电流计的读数不为零

C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极A,光电子的最大初动能一定变大

D. 若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A,同时把滑片P向左移动少许,电流计的读数一定不为零

(3) (5分) 静止的镭核发生衰变,释放出的粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来,求衰变后新核的动能和衰变过程中总的质量亏损。

 

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【选做题】请从A、B和C三小题中选定两题作答,如都作答则按B、C两题评分
A.(选修模块3—3)(12分)
某学习小组做了如下实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,取出烧瓶,并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上,封闭了一部分气体,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图。

(1)(4分)在气球膨胀过程中,下列说法正确的是  ▲ 
A.该密闭气体分子间的作用力增大
B.该密闭气体组成的系统熵增加
C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的
D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和
(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该密闭气体的分子个数为    ▲   
(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了    0.6J的功,同时吸收了0.9J的热量,则该气体内能变化了  ▲ J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,则该气球内气体的温度  ▲ (填“升高”或“降低”)。
B.(选修模块3—4) (12分)
(1)(3分) 下列关于光和波的说法中,正确的是  ▲ 
A.赫兹预言了电磁波的存在
B.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
C.光的衍射现象能说明光具有粒子性
D.光的偏振说明光波是横波
(2)(4分) 三种透明介质叠放在一起,且相互平行,一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后,射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面,发生折射如图所示,设光在这三种介质中的速率v1v2v3,则它们的大小关系是  ▲ 

A.v1>v2>v3                                    B.v1>v3> v2    C.v1<v2<v3   D.v2> v1>v3
(3)(5分)如图所示,某列波在t=0时刻的波形如图中实线,虚线为t=0.3s(该波的周期T>0.3s)时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动,求质点P振动的周期和波的传播速度。

C.(选修模块3—5) (12分)
(1) (3分)下列说法正确的是  ▲  
A.康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性
B.α粒子散射实验可以用来估算原子核半径
C.核子结合成原子核时一定有质量亏损,释放出能量
D.氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子的运动加速度减小
(2)(4分) 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管,其中A为阴极,K为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极A,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压有的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,以下判断正确的是  ▲ 

A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B. 若增大入射光的强度,电流计的读数不为零
C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极A,光电子的最大初动能一定变大
D. 若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A,同时把滑片P向左移动少许,电流计的读数一定不为零
(3) (5分) 静止的镭核发生衰变,释放出的粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来,求衰变后新核的动能和衰变过程中总的质量亏损。

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