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

Question

【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 /m ³ 平均摩尔质量为 0.029 kg /mol.阿伏加德罗常数N _A =6.02×10 ²³ mol ^-1 取气体分子的平均直径为2×10 ^-10 m .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)

甲

A.0.4 c             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.

乙

(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)

丙

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 ^-31 kg 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.

Answer 1

A.(1)D (2)吸收 0.6 0.2 (3)1×10 ^-4

解析:(1)根据理想气体状态方程可判断pV/T=C T不变 上升过程气泡内气体的压强p减小 气泡V增大 分子间距离增大 分子力减小 A错;温度不变 平均动能不变 C错;平均速率不变 B错;V增大 无序性增加 D对.

(2)热力学第一定律ΔU=W+ΔQ 温度不变ΔU=0 W=-0.6 J 则ΔQ=+0.6 J 所以吸热.

W′=-0.1 J ΔQ′=0.3 J ΔU=0.2 J 内能增加.

(3)设气体体积为V ₀ 液体体积为V ₁

气体分子数 (或V ₁ =nd ³ )

则 (或 )

解得 (9×10 ^{- 5} ～2×10 ^-4 都算对).

B.(1)D (2)4 正 10 (3)2.1

解析:(1)根据爱因斯坦狭义相对论光速不变原理可知.

(2)从图象中可判断T=4 s

    t=8 s时 由周期性知 A点沿y轴正方向运动 波长λ=vT= 8 m .由A点振动图象知t=9 s时位移最大 等于 10 cm B点与A点相距 16 m 等于波长2倍 振动与A同步 B点偏离平衡位置也为 10 cm .

(3)设照片圆形区域的实际半径为R 运动员的实际身长为L

由折射定律nsinα=sin90°

几何关系

得

取L= 2.2 m 解得h= 2.1 m (1.6～2 .6 m 都算对).

C.(1)A (2)8.2×10 ^-14 遵循动量守恒 (3)λ _n ＜λ _e

解析:(1)在核反应中 由质量数和电荷数守恒可知A正确.

(2)2mc ² =2E

E=mc ² =8.2×10 ^-14 J 碰撞过程中遵循动量守恒 如果是产生一个光子 合动量为零 光子的速度为零 与实际光子的运动状况矛盾.

(3)粒子的动量 物质波的波长

由m _n ＞m _e 知p _n ＞p _e 则λ _n ＜λ _e .