（選修3-4模塊）

⑴以下說法正確的是      （    ）

A．狹義相對論兩個基本假設之一是在不同慣性參考系中，一切物理定律都是相同的

B．變化的電場不一定能產生出變化的磁場

C．如果質點所受合外力總是指向平衡位置，質點的運動就是簡諧運動

D．在波的干涉中，振動加強的點一定處在波峰或波谷的疊加處

⑵兩個同學利用假期分別去參觀北京大學和南京大學的物理實驗室，各自在那里利用先進的DIS系統較準確地探究了“單擺的周期T與擺長L的關系”，他們通過校園網交換實驗數據，并由計算機繪制了T²～L圖象，如圖甲所示．去北大的同學所測實驗結果對應的圖線是      （選填“A”或“B”）。另外，在南大做探究的同學還利用計算機繪制了兩種單擺的振動圖象（如圖乙），由圖可知，兩單擺擺長之比        。

⑶圖所示，半圓玻璃磚的半徑R=10cm，折射率為n=，直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點。激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O，結果在水平屏幕MN上出現兩個光斑。求兩個光斑之間的距離L。

 

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A．選修3-3
（1）有以下說法：其中正確的是______．
A．“用油膜法估測分子的大小”實驗中油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應油酸膜的面積
B．理想氣體在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比
C．氣體分子的平均動能越大，氣體的壓強就越大
D．物理性質各向同性的一定是非晶體
E．液體的表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的
F．控制液面上方飽和汽的體積不變，升高溫度，則達到動態平衡后該飽和汽的質量增大，密度增大，壓強也增大
G．讓一小球沿碗的圓弧型內壁來回滾動，小球的運動是可逆過程
（2）如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內封閉著一定質量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質量為m，現對汽缸緩緩加熱使汽缸內的空氣溫度從T_I升高到T₂，且空氣柱的高度增加了△l，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強為p，問此過程中被封閉氣體的內能變化了多少？請在下面的圖乙的V-T圖上大致作出該過程的圖象（包括在圖象上標出過程的方向）．
（3）一只氣球內氣體的體積為2L，密度為3kg/m³，平均摩爾質量為15g/mol，阿伏加德羅常數N_A=6.02×10²³mol^-1，試估算這個氣球內氣體的分子個數．
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______
A．交通警通過發射超聲波測量車速，利用了波的干涉原理
B．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息
C．單縫衍射中，縫越寬，條紋越亮，衍射現象也越明顯
D．地面上測得靜止的直桿長為L，則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應小于L
（2）如圖所示，一彈簧振子在MN間沿光滑水平桿做簡諧運動，坐標原點O為平衡位置，MN=8cm．從小球經過圖中N點時開始計時，到第一次經過O點的時間為0.2s，則小球的振動周期為______s，振動方程的表達式為x=______cm；
（3）一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示，質點P此時刻沿-y運動，經過0.1s第一次到達平衡位置，波速為5m/s，那么：
①該波沿______（選填“+x”或“-x”）方向傳播；
②圖中Q點（坐標為x=7.5m的點）的振動方程y=______cm；
③P點的橫坐標為x=______m．
C．選修3-5
（1）下列說法中正確的是______
A．X射線是處于激發態的原子核輻射出的方向與線圈中電流流向相同k
B．一群處于n=3能級激發態的氫原子，自發躍遷時能發出3種不同頻率的光
C．放射性元素發生一次β衰變，原子序數增加1
D．²³⁵U的半衰期約為7億年，隨地球環境的變化，半衰期可能變短
（2）下列敘述中不符合物理學史的是______
A．麥克斯韋提出了光的電磁說
B．愛因斯坦為解釋光的干涉現象提出了光子說
C．湯姆生發現了電子，并首先提出原子的核式結構模型
D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，發現了放射性元素釙（Pa）和鐳（Ra）
（3）兩磁鐵各固定放在一輛小車上，小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運動．已知甲車和磁鐵的總質量為0.5kg，乙車和磁鐵的總質量為1.0kg．兩磁鐵的N極相對．推動一下，使兩車相向運動．某時刻甲的速率為2m/s，乙的速率為3m/s，方向與甲相反．兩車運動過程中始終未相碰，則兩車最近時，乙的速度為多大？

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A．選修3-3
（1）有以下說法：其中正確的是

AEF

AEF

．
A．“用油膜法估測分子的大小”實驗中油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應油酸膜的面積
B．理想氣體在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比
C．氣體分子的平均動能越大，氣體的壓強就越大
D．物理性質各向同性的一定是非晶體
E．液體的表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的
F．控制液面上方飽和汽的體積不變，升高溫度，則達到動態平衡后該飽和汽的質量增大，密度增大，壓強也增大
G．讓一小球沿碗的圓弧型內壁來回滾動，小球的運動是可逆過程
（2）如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內封閉著一定質量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質量為m，現對汽缸緩緩加熱使汽缸內的空氣溫度從T_I升高到T₂，且空氣柱的高度增加了△l，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強為p₀，問此過程中被封閉氣體的內能變化了多少？請在下面的圖乙的V-T圖上大致作出該過程的圖象（包括在圖象上標出過程的方向）．
（3）一只氣球內氣體的體積為2L，密度為3kg/m³，平均摩爾質量為15g/mol，阿伏加德羅常數N_A=6.02×10²³mol^-1，試估算這個氣球內氣體的分子個數．
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是

BD

BD

A．交通警通過發射超聲波測量車速，利用了波的干涉原理
B．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息
C．單縫衍射中，縫越寬，條紋越亮，衍射現象也越明顯
D．地面上測得靜止的直桿長為L，則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應小于L
（2）如圖所示，一彈簧振子在MN間沿光滑水平桿做簡諧運動，坐標原點O為平衡位置，MN=8cm．從小球經過圖中N點時開始計時，到第一次經過O點的時間為0.2s，則小球的振動周期為

0.8

0.8

s，振動方程的表達式為x=

4cos

5πt

2

4cos

5πt

2

cm；
（3）一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示，質點P此時刻沿-y運動，經過0.1s第一次到達平衡位置，波速為5m/s，那么：
①該波沿

-x

-x

（選填“+x”或“-x”）方向傳播；
②圖中Q點（坐標為x=7.5m的點）的振動方程y=

5cos

5πt

3

5cos

5πt

3

cm；
③P點的橫坐標為x=

2.5

2.5

m．
C．選修3-5
（1）下列說法中正確的是

BC

BC

A．X射線是處于激發態的原子核輻射出的方向與線圈中電流流向相同k
B．一群處于n=3能級激發態的氫原子，自發躍遷時能發出3種不同頻率的光
C．放射性元素發生一次β衰變，原子序數增加1
D．²³⁵U的半衰期約為7億年，隨地球環境的變化，半衰期可能變短
（2）下列敘述中不符合物理學史的是

BCD

BCD

A．麥克斯韋提出了光的電磁說
B．愛因斯坦為解釋光的干涉現象提出了光子說
C．湯姆生發現了電子，并首先提出原子的核式結構模型
D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，發現了放射性元素釙（Pa）和鐳（Ra）
（3）兩磁鐵各固定放在一輛小車上，小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運動．已知甲車和磁鐵的總質量為0.5kg，乙車和磁鐵的總質量為1.0kg．兩磁鐵的N極相對．推動一下，使兩車相向運動．某時刻甲的速率為2m/s，乙的速率為3m/s，方向與甲相反．兩車運動過程中始終未相碰，則兩車最近時，乙的速度為多大？

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A．（選修模塊3-3）
二氧化碳是導致全球變暖的主要原因之一，人類在采取節能減排措施的同時，也在研究控制溫室氣體的新方法，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術．
（1）在某次實驗中，將一定質量的二氧化碳氣體封閉在一可自由壓縮的導熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計溫度變化，則此過程中______
A．封閉氣體對外界做正功            B．封閉氣體向外界傳遞熱量
C．封閉氣體分子的平均動能增大      D．封閉氣體組成的系統的熵減小
（2）實驗發現，二氧化碳氣體在水深170m處變成液體，它的密度比海水大，靠深海的壓力使它永沉海底，以減少排放到大氣中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳處于汽液平衡狀態時的壓強隨溫度的增大而______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；在二氧化碳液體表面，其分子間的引力______（選填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
（3）實驗發現，在水深300m處，二氧化碳將變成凝膠狀態，當水深超過2500m時，二氧化碳會濃縮成近似固體的硬膠體．設在某狀態下二氧化碳氣體的密度為ρ，摩爾質量為M，阿伏加德羅常數為N，將二氧化碳分子看作直徑為D的球，體積為于D³，則在該狀態下體積為V的二氧化碳氣體變成固體后體積為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______
A．相對論認為時間和空間與物質的運動狀態有關
B．用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點
C．一列波在向前傳播，當波源突然停止振動時，其他質點也同時停止振動
D． 單擺的擺長增大后，簡諧運動的頻率會變大
（2）我國正在大規模建設第三代移動通信系統（3G），它將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合起來，能提供無線網絡、電話會議、電子商務等信息服務．某移動運營商采用1.8x10⁹HZ的電磁波傳遞信號，此電磁波在真空中的波長為______m；在通話時，手機將聲音信號轉變成電信號，再經過______（選填“調諧”、“調制”或“解調”）后，把信號發送到基站中轉．
（3）在某科技館內放置了一個高大的半圓柱形透明物體，其俯視圖如圖所示，0為半圓的圓心．甲、乙兩同學為了估測該透明體的折射率，進行了如下實驗．他們分別站在A、O處時，相互看著對方，然后兩人貼著柱體慢慢向一側運動，到達B、C處時，甲剛好看不到乙．已知半圓柱體的半徑為R，OC=0.6R，BC⊥OC，則半圓柱形透明物體的折射率為多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）下列物理實驗中，能說明粒子具有波動性的是______
A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關系，證明了愛因斯坦方程的正確性
B．通過測試多種物質對X射線的散射，發現散射射線中有波長變大的成分
C．通過電子雙縫實驗，發現電子的干涉現象
D．利用晶體做電子束衍射實驗，證實了電子的波動性
（2）氫原子的能級如圖所示．有一群處于n=4能級的氫原子，這群氫原子能發出______種譜線，發出的光子照射某金屬能產生光電效應現象，則該金屬的逸出功應小于______eV．
（3）近年來，國際熱核聚變實驗堆計劃取得了重大進展，它利用的核反應方程是→．若和迎面碰撞，初速度大小分別為v₁、v₂，、、He、的質量分別為m₁、m₂、m₃、m₄，反應后He的速度大小為v₃，方向與的運動方向相同，求中子的速度
（選取m的運動方向為正方向，不計釋放的光子的動量，不考慮相對論效應）．

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[選做題]本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區域內作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（模塊3-3）
（1）下列說法正確的是   
A．當氣體被壓縮時，分子間距離變小，表現為斥力，所以必需用力才能壓縮
B．液晶并不是晶體，但具有晶體一樣的光學各向異性
C．迅速壓縮氣體時，氣體溫度一定升高
D．一滴油酸酒精溶液體積為V，在水面上形成的單分子油膜的面積為S，則油酸分子的直徑
（2）（4分）已知鐵的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數為N．試求一塊邊長為d的正方形鐵塊中含有鐵原子的個數為    ．
（3）如圖甲所示，筒形絕熱氣缸平放在水平面上，用絕熱的活塞封閉一部分氣體．活塞的橫截面積為S，質量為m，外界大氣壓強恒為P．活塞與氣缸之間無摩擦且不漏氣，氣缸內有一個電阻絲可以給氣體加熱．現把氣缸立起來，如圖乙所示，發現活塞下降距離為h，則立起后氣缸內氣體分子勢能    （填“變大”、“變小”或“不變”）；當電阻絲通電后產生的熱量為Q時，活塞剛好回到原來的位置處于平衡，則在此過程中，氣體內能增加了    ．（用題中已知物理量符號表示）
B．（模塊3-4）
（1）下列說法正確的是：   
A．全息照相利用了光的偏振原理
B．亮度相同的紫光與紅光不會發生干涉現象
C．X射線的比紫外線更容易發生干涉現象
D．地面上的人發現，坐在高速離開地球的火箭里的人新陳代謝變慢了，而火箭里的人發現地面上的人新陳代謝也變慢了．
（2）（4分）有一束復色光中含有兩種單色光，在真空中a光的波長大于b光的波長．若讓此復色光通過半圓形玻璃磚，經過圓心O射向空氣，則下列四個光路圖中符合實際情況的有：   

（3）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在t=0時刻波剛好傳播到x=6m處的質點A，如圖所示，已知波的傳播速度為48m/s．請回答下列問題：
①從圖示時刻起再經過    s，質點B第一次處于波峰；
②寫出從圖示時刻起質點A的振動方程：    ．

C．（模塊3-5）（1）下列說法正確的有   
A．單色光從光密介質進入光疏介質，光子的能量不變
B．貝克勒爾發現了鈾和含鈾礦物的天然放射現象，從而揭示出原子核具有復雜結構
C．當氫原子核外電子從第3能級躍遷到第4能級時，氫原子一定吸收能量，電子的動能增大
D．在光電效應實驗中，入射光強度越強，產生的光電子初動能就越大
（2）先完成下列核反應方程，再回答題．₁₃²⁷Al+₂⁴He→₁₄³⁰Si+¹n+    ；
該核反應所屬核反應類型是   
A．衰變            B．人工轉變            C．裂變
（3）光滑水平面上一個質量為0.2kg的小球A，以3m/s的速度與另一個質量為0.4kg的靜止小球B發生正碰，碰后小球A的速度大小變為1m/s，與原來速度方向相反，則在碰撞過程中，小球A的動量變化大小為    kg?m/s，碰后小球B的速度大小為    m/s．

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一、選擇題

1．解析：兩球在最低點相碰撞后分開，有三種可能發生的情況：（1）兩球以不同的速度同向運動；（2）兩球以不同的速度反向運動；（3）一球靜止一球運動。但是無論是何種形式的情況，由于兩擺球的擺線一樣長，由單擺的周期公式可知，其振動周期相同。上述三種情況下擺球都是經過半個周期時間到達最低點發生第二次碰撞。正確答案是CD。

2．解析：彈簧振子的振動周期有自身結構決定與最大形變量無關，由此可知A選項正確。

3．解析：貨物在豎直方向上振動時，在最高點時，加速度方向豎直向下，且最大，貨物處于失重狀態，對底板的壓力最��；在最低點時，加速度方向豎直向上，且最大，貨物處于超重狀態，對底板的壓力最大。由圖可知，在時，貨物處于最高點，對車廂底板的壓力最��；在時，貨物處于最低點，對車廂底板的壓力最大。所以C選項正確。

4．解析：由圖可以看出，A波的波長：

B波的波長：

由波的周期性及題意可得：  T_A＝nT_B   (n＝1、2、3……)

所以：       (n＝1、2、3……)

當n＝1時，C正確；當n＝4時，B正確；當n＝6時，A正確.。因此該題正確答案是ABC。

5．解析：由波動圖像可知波長λ＝4m。

(1)若波沿x軸正方向傳播：Δx＝（n +1/4）λ＝(4n+1)m      n=1、2、3……

波速＝（4n+1）m/s       波速可能值為1 m/s，5 m/s，9 m/s，13 m/s……

(2)若波沿x軸負方向傳播

Δx＝（n +3/4）λ＝(4n+3)m    n=1、2、3……    波速＝（4n+3）m/s   

波速可能值為3 m/s，7 m/s，11m/s，15 m/s……

由此可知波速不可能為10m/s，該題應選D 。

6．解析：碰撞后由可知，擺長不變周期不變，碰撞過程動量守恒結合可得，選項D對。

7．解析：由圖像可知T=4s,A=2cm,若波沿x軸正向傳播，則二者間距為,若波沿x軸負向傳播，則二者間距為，所以波長為4cm只是波沿x軸正向傳播的一種可能，所以BC對。

8．解析：由圖像可知 而波的頻率由波源決定與介質無關 故，由故v₁=2v₂，所以選項C正確。

9．解析：兩個相干波源形成的干涉圖樣是穩定的，加強區永遠是加強區減弱區永遠是減弱區（a、b處永遠是加強區，c永遠是減弱區），加強區部分（如圖中的a、b兩點）的質點是振動的幅度加大而不會永遠是波峰與波峰相遇。減弱區部分（圖中c點）振動的振動的幅度減小有兩列波的振幅相同時，減弱區才會出現疊加后合振幅為零，選項CD對。

10．解析：由題意 則 跟據波形平移法，波峰“移”至Q點時，經過的路程是0.9m。v=10m./s所需時間為0.9s。從-1處質點的起振方向可知波源的起振方向為向下，0.9s之后P點處于波谷，故選ABD。

二、填空和實驗題

11.解析： 測擺長時是從懸點到球心的距離，若用粗繩，粗繩質量不能忽略，則擺長無法測定，故選B ，鉛球密度大，擺動中阻力的影響相對小些，擺長的測定也相對準確，故選D. 計時使用秒表方便，故選F．測長度應準確到mm ，故選C ，本實驗中不需測質量，但必須將小球懸掛，故選I 。答案  B、D、F、C、I    

12．解析： A. 要用卡尺測擺球直徑d ，擺長l等于擺線長加上d／2 ． B. 周期T = t /29.5,  C．g應多測量幾次，然后取g的平均值作為實驗的最后結果．

13．解析：在t₁＝0.5 s時，質點P恰好此后第二次處于波峰位置，P質點,Q點t=0時刻振動方向向下，所以t₂=0.6s時，質點Q第二次通過平衡位置向上振動。t₁＝0.9 s時質點P位處波峰故位移為2cm。答案 0.6   2

14．答案： 8   0.2     0    10    －8

三、計算題

15．解析：⑴A＝0.1 m                

⑵

16．解析： (1) A=15cm, =40cm, T=20s, f=0.05Hz  

(2) 向右。=2cm/s.    

(3)

17．解析：（1）有題意可知,t₁=0時波形應為下圖中的實線所示，而t₂=0.1s時圖線為下圖中的虛線所示。若波由B向C傳播，由平移法（將實線波形向右平移即為虛線波形）可知,結合可得， 其中 同理，若波C向B傳播，由平移法[實線波形向左平移即為虛線波形]知,結合可得，其中

（2）只要預知波的傳播方向就能確定質點的振動方向，因此帶入的表達式在的表達式中得到，n有整數解，故波是從B向C傳播的此時,,C質點經平衡位置向下振動。