【选做题】(请从A、B和C三小题中选定一小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑。)(100分)A.(选修模块3-3)研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体叫做气团。气团直径达几千米,边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响,气团在上升过程中可看成是一定质量理想气体的绝热膨胀,设气团在上升过程中,由状态Ⅰ(p_1、V_1、T_1)绝热膨胀到状态Ⅱ(p_2、V_2、T_2) 。倘若该气团由状态Ⅰ(p_1、V_1、T_1)作等温膨胀到Ⅲ(p_3、V_3、T_3),试回答:(1)下列判断正确的是( )。A.p_3>p_2 B.p_3<p_2 C.T_1>T_2 D.T_1<T_2(2)若气团在绝热膨胀过程中对外做的功为W_1,则其内能变化Delta E_1=_____;若气团在等温膨胀过程中对外做的功为W_2,则其内能变化Delta E_2=_____。(3)气团体积由V_1变化到V_2时,求气团在变化前后的密度比和分子间平均距离之比。B.(选修模块3-4)(1)下列说法中正确的是( )。A.受迫振动的频率与振动系统的固有频率有关B.波是传递能量的一种方式C.牛顿环由光的衍射产生的D.电子液晶显示是光的偏振现象的应用(2)二十世纪二十年代,天文学家哈勃从星光谱的观测中发现宇宙中所有的星系都在彼此远离退行,距离越远,退行速度越大,两者成正比,这个规律称为哈勃定律。一个遥远的超新星以速度v远离地球观察者,则地球观察者测量的星系光谱波长_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)超新星发出光谱波长;地球观察者测量超新星发出光的传播速度为_____(光在真空中传播速度为c)。(3)研究发光物体的光谱通常需要三棱镜,如图所示是截面为等边三角形ABC的三棱镜,一束光从AB边的P点射入棱镜,当入射角i=60°时,进入棱镜的折射光线与BC平行。求:①光在棱镜中的传播速度v(光在真空中传播速度c=3(times)10^8m/s)②入射光经过棱镜两次折射后偏转的角度θ。A-|||-P-|||-B cC.(选修模块3-5)(1)自由中子是不稳定的,它的平均寿命大约是900s,它能自发地发生放射性衰变,衰变方程是:_0^1narrow(}_1^1H+X+overline{v)_e 其中overline(v)_e是反电子中微子(不带电的质量很小的粒子)。下列说法中正确的是( )。A.自由中子的衰变是β衰变,X是负电子B.有20个自由中子,半小时后一定剩下5个中子未发生衰变C.衰变过程遵守动量守恒定律D.衰变过程有质量亏损,所以能量不守恒(2)电子俘获即原子核俘获1个核外轨道电子,使核内1个质子转变为中子。一个理论认为地热是镍58 (_(28)^58Ni)在地球内部的高温高压下发生电子俘获核反应生成钴(C_0)58时产生的,则镍58电子俘获核反应方程为________________;生成的钴核处于激发态,会向基态跃迁,辐射Υ光子的频率为ν,已知真空中的光速和普朗克常量是c和h,则此核反应过程中的质量亏损为_____。(3)在电子俘获中,原子核俘获了K层一个电子后,新核原子的K层将出现一个电子空位,当外层L层上电子跃迁到K层填补空位时会释放一定的能量:一种情况是一辐射频率为v_0的X射线;另一种情况是将该能量交给其它层的某电子,使电子发生电离成为自由电子。该能量交给M层电子,电离后的自由电子动能是E_0,已知普朗克常量为h,试求新核原子的L层电子和K层电子的能级差及M层电子的能级(即能量值)。
【选做题】(请从A、B和C三小题中选定一小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑。)(100分)
A.(选修模块3-3)
研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体叫做气团。气团直径达几千米,边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响,气团在上升过程中可看成是一定质量理想气体的绝热膨胀,设气团在上升过程中,由状态Ⅰ($$p_1$$、$$V_1$$、$$T_1$$)绝热膨胀到状态Ⅱ($$p_2$$、$$V_2$$、$$T_2$$) 。倘若该气团由状态Ⅰ($$p_1$$、$$V_1$$、$$T_1$$)作等温膨胀到Ⅲ($$p_3$$、$$V_3$$、$$T_3$$),试回答:
(1)下列判断正确的是( )。
A.$$p_3>p_2$$ B.$$p_3<p_2$$ C.$$T_1>T_2$$ D.$$T_1<T_2$$
(2)若气团在绝热膨胀过程中对外做的功为$$W_1$$,则其内能变化$$\Delta E_1$$=_____;若气团在等温膨胀过程中对外做的功为$$W_2$$,则其内能变化$$\Delta E_2$$=_____。
(3)气团体积由$$V_1$$变化到$$V_2$$时,求气团在变化前后的密度比和分子间平均距离之比。
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是( )。
A.受迫振动的频率与振动系统的固有频率有关
B.波是传递能量的一种方式
C.牛顿环由光的衍射产生的
D.电子液晶显示是光的偏振现象的应用
(2)二十世纪二十年代,天文学家哈勃从星光谱的观测中发现宇宙中所有的星系都在彼此远离退行,距离越远,退行速度越大,两者成正比,这个规律称为哈勃定律。一个遥远的超新星以速度v远离地球观察者,则地球观察者测量的星系光谱波长_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)超新星发出光谱波长;地球观察者测量超新星发出光的传播速度为_____(光在真空中传播速度为c)。
(3)研究发光物体的光谱通常需要三棱镜,如图所示是截面为等边三角形ABC的三棱镜,一束光从AB边的P点射入棱镜,当入射角i=60°时,进入棱镜的折射光线与BC平行。求:
①光在棱镜中的传播速度v(光在真空中传播速度$$c=3{\times}10^8m/s$$)
②入射光经过棱镜两次折射后偏转的角度θ。

C.(选修模块3-5)
(1)自由中子是不稳定的,它的平均寿命大约是900s,它能自发地发生放射性衰变,衰变方程是:$$_0^1n\rightarrow{}_1^1H+X+\overline{v}_e $$其中$$\overline{v}_e$$是反电子中微子(不带电的质量很小的粒子)。下列说法中正确的是( )。
A.自由中子的衰变是β衰变,X是负电子
B.有20个自由中子,半小时后一定剩下5个中子未发生衰变
C.衰变过程遵守动量守恒定律
D.衰变过程有质量亏损,所以能量不守恒
(2)电子俘获即原子核俘获1个核外轨道电子,使核内1个质子转变为中子。一个理论认为地热是镍58 ($$_{28}^{58}Ni$$)在地球内部的高温高压下发生电子俘获核反应生成钴($$C_0$$)58时产生的,则镍58电子俘获核反应方程为________________;生成的钴核处于激发态,会向基态跃迁,辐射Υ光子的频率为ν,已知真空中的光速和普朗克常量是c和h,则此核反应过程中的质量亏损为_____。
(3)在电子俘获中,原子核俘获了K层一个电子后,新核原子的K层将出现一个电子空位,当外层L层上电子跃迁到K层填补空位时会释放一定的能量:一种情况是一辐射频率为$$v_0$$的X射线;另一种情况是将该能量交给其它层的某电子,使电子发生电离成为自由电子。该能量交给M层电子,电离后的自由电子动能是$$E_0$$,已知普朗克常量为h,试求新核原子的L层电子和K层电子的能级差及M层电子的能级(即能量值)。
题目解答
答案
A(选修模块3-3)(50分)
(1)AC(17分,漏选(8分),错选不得分)
(2)$$-W_1$$(8分)0(8分)
(3)气体的密度$$\rho=\frac mV$$(4分)
则变化前后密度比$$\frac{\rho_1}{\rho_2}=\frac{V_2}{V_1}$$(4分)
设分子间平均距离为d,气体分子数N,则所有气体体积$$V=Nd^3$$(4分)
变化前后分子间平均距离比$$\frac{d_1}{d_2}=\root3\of{\frac{V_1}{V_2}}$$(4分)
B(选修模块3-4)(50分)
(1)BD(17分,漏选(8分),错选不得分)
(2)大于(8分)c(8分)
(3)由折射定律$$n=\frac{sini}{sinr}$$(4分)
解得$$n=\sqrt3$$(4分)
则$$v=\frac{c}{n}=1.73×10^8m/s$$(4分)
由几何关系可知偏转角$$\theta=60^\circ$$(4分)
C(选修模块3-5)(50分)
(1)AC(17分,漏选(8分),错选不得分)
(2)$$_{28}^{58}Ni+{}_{-1}^{\phantom{-}0}e\rightarrow_{27}^{58}Co$$(8分)$$\frac{h\nu}{c^2}$$(8分)
(3)L层和K测层电子的能极差$$\Delta E=h\nu_0$$(8分)
设M层电子的能级为$$E_M$$,由能量守恒可知
$$E_0+(0-E_M)=h\nu$$(4分)
解得$$E_M=E_0-h\nu$$(4分)