题目
【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．（选修模块3-3）（1）如图1所示，一定质量的理想气体分别在温度T1和T2情形下做等温变化的p-V图象，则下列关于T1和T2大小的说法，正确的是 ____ 。"-|||-Ti-|||-T2-|||-o v 甲 圈2 己-|||-图1 圈3A．T1大于T2B．T1小于T2C．T1等于T2D．无法比较（2）如图2甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上，情形如图乙所示。图 ____ （选填“甲”或“乙”）中袋中气体分子平均动能大。从甲图到乙图过程中，袋内气体减小的内能 ____ （选填“大于”、“等于”或“小于”）气体放出的热量。（3）如图3所示，IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7.13nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小。结果保留一位有效数字。已知铁的密度7.8×103kg/m3，摩尔质量是5.6×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。B．（选修模块3-4）（1）列车静止时，车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等。当列车以接近光速行驶，车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离，所得出的结论是 ____ 。A．车厢长度大于相邻电线杆间距离B．车厢长度小于相邻电线杆间距离C．向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离D．向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离（2）湖面上停着一条船，一个人观测到每隔5s有一个波峰经过这条船，相邻波峰间的距离是60m．这列波的频率是 ____ Hz，水波的波速是 ____ m/s。（3）如图所示，在一厚度为d的门中安放一长度与门厚度相同的玻璃圆柱体，其直径为l．玻璃圆柱体的折射率为sqrt(2)，且l=2d．求从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围。"-|||-Ti-|||-T2-|||-o v 甲 圈2 己-|||-图1 圈3C．（选修模块3-5）（1）原子核的比结合能与核子数的关系如图1所示。核子组合成原子核时 ____ 。"-|||-Ti-|||-T2-|||-o v 甲 圈2 己-|||-图1 圈3 A．小质量数的原子核质量亏损最大B．中等质量数的原子核质量亏损最大C．大质量数的原子核质量亏损最大D．不同质量数的原子核质量亏损相同（2）在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向 ____ （选填“相反”或“相同”），碳核的动量 ____ （选填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的动量。（3）氢原子的能级如图2所示。原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值。普朗克常量h=6.63×10-34J•s，结果保留两位有效数字。
【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．（选修模块3-3）
（1）如图1所示，一定质量的理想气体分别在温度T1和T2情形下做等温变化的p-V图象，则下列关于T1和T2大小的说法，正确的是 ____ 。
A．T1大于T2B．T1小于T2
C．T1等于T2D．无法比较
（2）如图2甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上，情形如图乙所示。图 ____ （选填“甲”或“乙”）中袋中气体分子平均动能大。从甲图到乙图过程中，袋内气体减小的内能 ____ （选填“大于”、“等于”或“小于”）气体放出的热量。
（3）如图3所示，IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7.13nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小。结果保留一位有效数字。已知铁的密度7.8×103kg/m3，摩尔质量是5.6×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。
B．（选修模块3-4）
（1）列车静止时，车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等。当列车以接近光速行驶，车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离，所得出的结论是 ____ 。
A．车厢长度大于相邻电线杆间距离
B．车厢长度小于相邻电线杆间距离
C．向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
D．向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
（2）湖面上停着一条船，一个人观测到每隔5s有一个波峰经过这条船，相邻波峰间的距离是60m．这列波的频率是 ____ Hz，水波的波速是 ____ m/s。
（3）如图所示，在一厚度为d的门中安放一长度与门厚度相同的玻璃圆柱体，其直径为l．玻璃圆柱体的折射率为$\sqrt{2}$，且l=2d．求从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围。
C．（选修模块3-5）
（1）原子核的比结合能与核子数的关系如图1所示。核子组合成原子核时 ____ 。
A．小质量数的原子核质量亏损最大
B．中等质量数的原子核质量亏损最大
C．大质量数的原子核质量亏损最大
D．不同质量数的原子核质量亏损相同
（2）在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向 ____ （选填“相反”或“相同”），碳核的动量 ____ （选填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的动量。
（3）氢原子的能级如图2所示。原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值。普朗克常量h=6.63×10-34J•s，结果保留两位有效数字。
A．（选修模块3-3）
（1）如图1所示，一定质量的理想气体分别在温度T1和T2情形下做等温变化的p-V图象，则下列关于T1和T2大小的说法，正确的是 ____ 。
A．T1大于T2B．T1小于T2
C．T1等于T2D．无法比较
（2）如图2甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上，情形如图乙所示。图 ____ （选填“甲”或“乙”）中袋中气体分子平均动能大。从甲图到乙图过程中，袋内气体减小的内能 ____ （选填“大于”、“等于”或“小于”）气体放出的热量。
（3）如图3所示，IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7.13nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小。结果保留一位有效数字。已知铁的密度7.8×103kg/m3，摩尔质量是5.6×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。
B．（选修模块3-4）
（1）列车静止时，车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等。当列车以接近光速行驶，车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离，所得出的结论是 ____ 。
A．车厢长度大于相邻电线杆间距离
B．车厢长度小于相邻电线杆间距离
C．向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
D．向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
（2）湖面上停着一条船，一个人观测到每隔5s有一个波峰经过这条船，相邻波峰间的距离是60m．这列波的频率是 ____ Hz，水波的波速是 ____ m/s。
（3）如图所示，在一厚度为d的门中安放一长度与门厚度相同的玻璃圆柱体，其直径为l．玻璃圆柱体的折射率为$\sqrt{2}$，且l=2d．求从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围。
C．（选修模块3-5）
（1）原子核的比结合能与核子数的关系如图1所示。核子组合成原子核时 ____ 。
A．小质量数的原子核质量亏损最大B．中等质量数的原子核质量亏损最大
C．大质量数的原子核质量亏损最大
D．不同质量数的原子核质量亏损相同
（2）在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向 ____ （选填“相反”或“相同”），碳核的动量 ____ （选填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的动量。
（3）氢原子的能级如图2所示。原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值。普朗克常量h=6.63×10-34J•s，结果保留两位有效数字。
题目解答
答案
解：A。
（1）根据理想气体状态方程$\frac{PV}{T}=c$得，T与PV成正比，得到，T1大于T2。
故选A。
（2）山脚温度高于山顶的温度，山脚下气体的分子平均动能较大，则图甲中袋中气体分子平均动能大。从甲图到乙图过程中，温度降低，气体的内能减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律得知，袋内气体减小的内能大于气体放出的热量。
（3）一个铁原子的体积V=$\frac{M}{ρ{N}_{A}}$，又V=$\frac{1}{6}π{D}^{3}$得
铁原子的直径D=$\root{3}{\frac{6M}{πρ{N}_{A}}}$
围栏中相邻铁原子的平均间隙l=$\frac{2πr}{n}-D$
解得l=7×10-10m
B。
（1）当列车以接近光速行驶，根据相对论尺缩效应得知，车上的乘客观测到的相邻电线杆间距离将减小，车厢长度不变，则车厢长度大于相邻电线杆间距离。
故选A
（2）由题，这列波的周期为T=5s，频率为f=$\frac{1}{T}$=0.2Hz，波长λ=60m，波速v=$\frac{λ}{T}$=12m/s。
（3）如图，从玻璃圆柱体边缘进入的光线入射角i最大，根据折射定律
n=$\frac{sini}{sinr}$
又sinr=$\frac{\frac{l}{2}}{\sqrt{（\frac{l}{2}）^{2}+{d}^{2}}}$
解得i=45°
C．（1）由图读出，中等质量的原子核比结合能最大，根据爱因斯坦质能方程可知，核子组合成原子核时质量亏损最大。
故选B。
（2）中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，总动量方向与中子原来的速度方向相同，根据动量守恒定律可知，碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向相反，碳核的动量大于碰后中子的动量。
（3）根据玻尔理论得到，E3-E1=hγ
解得γ=2.9×1015Hz
从n=4向n=1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大，
根据爱因斯坦光电方程Ek=（E4-E1）-（E3-E1）
得Ek=0.66eV
故答案为：
A、（1）A
（2）甲，大于
（3）围栏中相邻铁原子的平均间隙l=7×10-10m。
B。
（1）A
（2）0.2 12
（3）从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围为45°。
C。
（1）B
（2）相反 大于
（3）该金属的截止频率为γ=2.9×1015Hz，
和产生光电子最大初动能的最大值为0.66eV。
（1）根据理想气体状态方程$\frac{PV}{T}=c$得，T与PV成正比，得到，T1大于T2。
故选A。
（2）山脚温度高于山顶的温度，山脚下气体的分子平均动能较大，则图甲中袋中气体分子平均动能大。从甲图到乙图过程中，温度降低，气体的内能减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律得知，袋内气体减小的内能大于气体放出的热量。
（3）一个铁原子的体积V=$\frac{M}{ρ{N}_{A}}$，又V=$\frac{1}{6}π{D}^{3}$得
铁原子的直径D=$\root{3}{\frac{6M}{πρ{N}_{A}}}$
围栏中相邻铁原子的平均间隙l=$\frac{2πr}{n}-D$
解得l=7×10-10m
B。
（1）当列车以接近光速行驶，根据相对论尺缩效应得知，车上的乘客观测到的相邻电线杆间距离将减小，车厢长度不变，则车厢长度大于相邻电线杆间距离。
故选A
（2）由题，这列波的周期为T=5s，频率为f=$\frac{1}{T}$=0.2Hz，波长λ=60m，波速v=$\frac{λ}{T}$=12m/s。
（3）如图，从玻璃圆柱体边缘进入的光线入射角i最大，根据折射定律
n=$\frac{sini}{sinr}$
又sinr=$\frac{\frac{l}{2}}{\sqrt{（\frac{l}{2}）^{2}+{d}^{2}}}$
解得i=45°
C．（1）由图读出，中等质量的原子核比结合能最大，根据爱因斯坦质能方程可知，核子组合成原子核时质量亏损最大。
故选B。
（2）中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，总动量方向与中子原来的速度方向相同，根据动量守恒定律可知，碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向相反，碳核的动量大于碰后中子的动量。
（3）根据玻尔理论得到，E3-E1=hγ
解得γ=2.9×1015Hz
从n=4向n=1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大，
根据爱因斯坦光电方程Ek=（E4-E1）-（E3-E1）
得Ek=0.66eV
故答案为：
A、（1）A
（2）甲，大于
（3）围栏中相邻铁原子的平均间隙l=7×10-10m。
B。
（1）A
（2）0.2 12
（3）从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围为45°。
C。
（1）B
（2）相反 大于
（3）该金属的截止频率为γ=2.9×1015Hz，
和产生光电子最大初动能的最大值为0.66eV。