Question

选做题  
A．（选修模块3-3）

（1）下列说法中正确的是______
A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B．分子间的距离r增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大
C．气体自发地扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
（2）一密闭气体膨胀对外做功150J，同时从外界吸热250J，它的内能变化为______J．
（3）如图所示，一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热容器中，活塞与容器壁无摩擦．当温度为T₁时，气体压强为P₁，体积为V₁；若温度升高到T₂，气体压强变为P₂，气体的体积变为V₂，则P₂______P₁，V₂______V₁（填“＞”、“=”或“＜”）；若在活塞上放置一定质量的重物，稳定后气体的压强变为P₃，温度变为T₃，则P₃______P₁，T₃______T₁（填“＞”、“=”或“＜”）．
B．（选修模块3-4）
（1）香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖．诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献，评委会指出：高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作，成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石．下列关于“光纤”及原理的说法中，正确的是______
A．光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点
B．光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C．实用光导纤维是由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
D．当今，在信号的传输领域中，光纤电缆（“光缆”）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区．
（2）如图所示，一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN=8cm．从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，则小球的振动周期为______s，振动方程的表达式为x=______cm；
（3）下列说法中正确的是______
A．雷达是利用声波的反射来测定物体的位置
B．调谐是电磁波发射的过程，调制是电磁波接收的过程
C．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄
D．考虑相对论效应，一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆变短．

Answer

A、（1）液体表面分子存在表面张力；分子间距离等于平衡距离时，分子势能最小，分子间距离从平衡距离开始不论距离变大还是变小，分子势能都增加；自发的热力学过程是有方向性的，是向着分子热运动无序性增加的方向进行的；固态颗粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显．
（2）由热力学第一定律可以求出气体内能的变化量．
（3）根据实验条件，应用理想气体的状态方程分析答题．
B、（1）光纤通信传输容量大、衰减小、抗干扰性强，光信号在传输过程中不断发生全反射；光导纤维是现代通信的主要传输工具；
（2）确定弹簧振子的振幅、周期、频率与初相位，然后写出弹簧振子的振动方程式．
（3）雷达利用电磁波进行定位，在电磁波的发射过程中需要调制，在电磁波的接受过程中需要解调，需要调谐；使用同一实验装置，光的波长越长，干涉条纹间距越大；由相对论可知，运动物体的尺寸变短，运动时间延缓．
【解析】
A、（1）A、由于液体表面存在张力，雨水在表面张力作用下没有透过布雨伞，故A正确；
B、如果分子间距离r大于分子间的平衡距离，分子间距离增大时分子做负功，分子势能增加，如果分子间距离r小于分子间的平衡距离，分子间距离变大时，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；
C、气体自发地扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故C正确；
D、悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显，故D错误；故答案为：AC．
（2）由热力学第一定律可得，气体内能的变化量：△U=W+Q=-150J+250J=100J．
（3）气缸内气体压强等于大气压与活塞产生的压强之和，气体温度升高时，压强不变，由=C可知，压强不变，温度升高时，气体体积变大，
则P2=P1，V2＞V1；在活塞上放置一定质量的重物，气缸内气体受到的压力变大，气体压强变大，气体体积变小，由=C可知，气体温度升高，则P3＞P1，T3＞T1；
B、（1）A、光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点，故A正确；
B．光纤通信、医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，全息照相、数码相机的原理不是光的全反射，故B错误；
C、实用光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，故C错误；
D、当今，在信号的传输领域中，光纤电缆（“光缆”）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区，故D正确；
（2）由题意可知，振子的振幅A=4cm，振子的运动周期T=0.2s×4=0.8s，ω===，t=0s时，振子在最大位移处，因此振动方程的表达式为：4cost；
（3）A、雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置，故A错误；
B、调谐是电磁波接受的过程，调制是电磁波的发射过程，故B错误；
C、在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变宽，故C错误；
D、考虑相对论效应，一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆短，故D正确；
故答案为：A、（1）AC；（2）100；（3）=；＞；＞；＞；
B、（1）AD；（2）0.8；；（3）D．