Question

【选做题】请从A、B两模块中选定一个模块作答，如都作答则按A模块评分，本题选择题4分，非选择题8分，共12分．
A、（选修模块3-4）
（1）图一中所示是用光学的方法来检查一物体表面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查的物体，C为单色入射光．如要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到下列哪些光学概念？______
A．反射和干涉B．全反射和干涉
C．反射和衍射D．全反射和衍射
（2）下列说法中正确的是______
A．x射线穿透物质的本领比γ射线更强
B．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
C．狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接受到声波的频率可能发生变化
（3）在某介质中形成一列简谐波，波向右传播，在0.1s时刻刚好传到B点，波形如图二中实线所示，且再经过0.6s，P点也开始振动．

求：
①该列波的周期T；
②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？
B、（选修模块3-5）
（1）．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．

下列说法中正确的是______
A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了波尔的原子模型
（2）从氢气放电管可以获得氢原子光谱．1885年瑞士中学教师巴尔末对当时已发现的在可见光区的谱线做了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示．如果采用波长λ的倒数，这个公式可写作：
为常数）
自巴尔末系发现后，人们又在紫外区和红外区发现了一些新的谱线，这些谱线也可以用类似巴尔末的简单公式来表示，例如赖曼系公式：
（R_H为常数）
1913年丹麦物理学家玻尔提出了著名的原子结构和氢光谱理论．上述两个公式中的n在波尔理论中被称为量子数．玻尔氢原子理论的能级图如图所示．

阅读了上面的资料后，你认为巴尔末系是氢原子能级图中的______
A．线系I    B．线系II    C．线系III D．线系IV
（3）在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出，子弹射入木块的最大深度为d．设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s，子弹所受阻力恒定．试证明：s＜d．

Answer

A、（1）根据常见的光现象产生的原因：反射，干涉、衍射、偏振、全反射等，分析作出选择．
（2）X射线穿透物质的本领比Y射线更弱．红光由空气进入水中，频率不变，波速变小，根据波速公式分析波长的变化．狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关．观察者相对于频率一定的声源运动时，接受到声波的频率可能发生变化．
（3）由B到P点传播时间和距离求出波速，再由波速公式可求出周期．由P点到左边最近的波峰距离求出：从t=0时刻起到P点第一次达到波峰的时间，结合O点的振动方向，可分析出O点对平衡位置的位移y及其所经过的路程s．
B、（1）卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型；
（2）由题意可以知道巴尔末系都是氢原子能级图中从高能级跃迁到第二能级的；
（3）由动量守恒的条件可知系统总动量守恒；分别对M、m由动能定理可得出s与d的关系．
【解析】
A、（1）利用A为标准平板的下表面与B为被检查其上表面进行光的反射，从而出现光的干涉现象．由此可以能检查平面光滑程度．故选：A
（2）A、X射线穿透物质的本领比Y射线更弱．故A错误．
B、红光由空气进入水中，频率不变，颜色不变，而波速变小，根据波速公式v=λf分析得知，波长与波速成正比，则波长变小．故B错误．
C、根据狭义相对论得知，物体的质量与其运动状态有关，速度越大，物体的质量越大．故C正确．
D、观察者相对于频率一定的声源运动时，如果两者距离变化时，接受到声波的频率可能发生变化．故D正确．
故选CD
（3）①由图象可知，λ=2 m，
波速v==m/s=10m/s由v=，得T==0.2s
②△t===0.75s．P点到达波峰的时刻为△t+0.1=0.85s
由题意可知t=0时刻波刚好传到O点，起振方向向下，即O点振动了t=0.85s
t=4T+．所以y=-2cm，路程s=34cm
B、（1）卢瑟福通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了原子的核式结构模型，故B正确；
故选B
（2）由题意可以知道巴尔末系都是氢原子能级图中从高能级跃迁到第二能级的，故B正确
故选B
（3）【解析】
如图所示，
m冲击M的过程，m、M组成的系统水平方向不受外力，动量守恒mv=（m+M）v
设子弹所受阻力的大小为F，由动能定理得：
对M：Fs=Mv2-0
对m：-F（s+d）=mv2-mv2
联立上式解得：s=d
因为
所以s＜d．
故答案为：A、（1）A．    （2）CD．
（3）①该列波的周期为0.2s；
②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移为=-2cm，其所经过的路程为34cm；
B、（1）B；（2）B；（3）证明如上．