Question

[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．

Answer

A．（模块3-3）
（1）解答本题需要掌握：气体分子之间作用力特点；晶体特点以及气态方程与热力学定律应用；油膜法测分子直径．
（2）解答本题的关键是掌握有关阿伏伽德罗常数的运算．
（3）根据分子做功情况判断分子势能的变化，根据体积变化判断气体做功情况，然后根据热力学第一定律求解．
B．（模块3-4）
（1）正确解答本题要掌握光的干涉、衍射现象，相对论原理的简单应用．
（2）根据光的波长、折射率之间关系以及光反射、折射、全反射原理课正确解答．
（3）由波形图可知波长λ=8m，根据波速和波长可以求出周期大小，波刚传到B时向下振动，再经过四分之三周期，到达波峰，据此可求出结果；根据周期和振幅可写出振动方程．
C．（模块3-5）
（1）解答本题应掌握：知道光子的能量由频率决定和介质无关；正确理解放射现象；电子动能和轨道半径之间关系；光子最大初动能与光照强度无关和频率有关．
（2）了解原子核的人工转化，根据质量数和电荷数守恒正确书写核反应方程．
（3）碰撞过程动量守恒根据动量守恒列方程可正确求解．
【解析】
A．（模块3-3）
（1）A、气体分子之间距离很大，因此气体分子之间的作用力一定为引力，气体难以被压缩，原因是被封闭气体压强恶原因，故A错误‘
B、液晶是介于液体和固体之间的一种状态，和晶体一样具有各向异性，故B正确；
C、迅速压缩气体，气体还没有来得及吸放热，根据热力学第一定律可知，外界对气体做功，气体内能增加，因此温度一定升高，故C正确；
D、题目中给不是油酸体积，题目中给出的体积包含了酒精体积，故D错误．
故选BC．
（2）铁块的质量为：m=ρd3
铁块的物质的量为：
含有的铁原子个数为：   
故答案为：．
（3）气体分子之间的距离大于r，当气体分子距离减小时，分子力做正功，分子势能减小；
活塞刚好回到原来的位置时，气体对外做功大小为：W=（PS+mg）h
根据热力学第一定律有：△U=W+Q
所以求得：．
故答案为：变小，．
B．（模块3-4）
（1）A、全息照相一种利用波的干涉记录被摄物体反射（或透射）光波中信息（振幅、相位）的照相技术，故A错误；
B、频率相同的光相遇才能发生干涉现象，故B正确；
C、是否容易发生干涉现象与光的波长、频率无关，故C错误；
D、根据相对论原理可知D正确．
故选BD．
（2）由a光的波长大于b光的波长可知，a的折射率比b的折射率小，根据折射定律可知，从玻璃射向空气时，b的折射角大，故A正确，B错误；
a的折射率大，因此a更容易发生全反射，故C正确，D错误．
故选AC．
（3）①根据题意有：
波从A传到B的时间为：
波传到B后，在经过时间：
所以B第一次处于波峰时间为：t=t1+t2=0.5s
故答案为：0.5s．
②由图可知振幅为A=2cm，，ω=π
所以A的振动方程为：y=-2sin12πt（cm）
故答案为：y=-2sin12πt（cm）．
C．（模块3-5）
（1）A、光子能量由频率决定，与介质无关，故A正确；
B、人们认识到原子核有复杂结构，是从天然放射现象开始的，故B正确；
C、氢原子跃迁到高能级，半径增大，动能减小，故C错误；
D、光电子的初动能与入射光频率有关与光照强度无关，故D错误；
故选AB．
（2）该核反应方程为实现原子核人工转变的方程，根据电荷数和质量数守恒可知另一产物为：1e
故答案为：1e，B．
（2）根据题意有：△p=mv2-mv1=-0.8kg•m/s，
两球碰撞过程动量守恒，有：mAv1=-mAv2+mBvB
带入数据得：vB=2m/s．
故答案为：0.8，2．