高考物理选修3-3 3-4 3-5习题.doc

高考物理选修3-3；3-4；3-5习题选修3-31. 热容C是表示系统升高单位温度吸收的热量，把一摩尔物质的热容称为摩尔热容Cm。系统热容与变化过程有关，同一系统从同一状态出发按不同过程变化，其热容不同。体积不变过程的摩尔热容称为定容摩尔热容，用CV,m表示。压强不变过程的摩尔热容称为定压摩尔热容Cp,m。每摩尔理想气体的内能为(i称为自由度，为一些特定的常数)，对于一定质量的理想气体满足方程：(n为物理的量)。请根据以上信息及相关知识推导出对于理想气体CV,m和CP,m的关系，结果用CV,m、CP,m、R三个物理量表示。解：设现有n摩尔某种理想气体，温度升高T对于等容过程：由热力学第一定律：U=Q 对于等压过程：由热力学第一定律：U=Q+W 而 由得：2.如图，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动，气缸开口向上，内封闭一定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断，让气缸自由下落，则下列说法正确的是A气体压强减小，气体对外界做功B气体压强增大，外界对气体做功C气体体积减小，气体内能减小D气体体积增大，气体内能减小选修3-41.下列说法中正确的有_ ACD _。A泊松亮斑说明光具有波动性B电磁波在各种介质中的速度相等 C光线通过强引力场时会发生弯曲D在水中同一深处有红、黄、绿三个小球，岸上的人看到的是绿球最浅E某波源振动的频率是1000Hz，当观察者和波源相互靠近时，波源的频率变大2.A、B两波源同时开始振动，振动情况相同，振动图象如甲图所示。波在Y轴左边介质中的波速为10m/s，在Y轴右边介质中的波速为15m/s。 (1)求波在左、右两介质中的波长。(2)在乙图中画出在t=0.3s时AB间的波形图。(3)写出X=-0.5m处的C质点的振动方程。(1)2m 3m (2)(3)y=10sin(10t-5/2)cm，或y=10sin(10t-/2)cm ，(t0.25s)3.将一个力电传感器接到计算机上，可以测量快速变化的力用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如右图所示根据图线提供的信息,请回答下列问题：（1）摆球第一次经过最低点的时刻？（2）摆球摆动的周期大约是多少？（3）从图象中看出摆球到达最低点时的拉力一次比一次小，说明什么问题？答案：注意这是悬线上的拉力图象，而不是振动图象当摆球到达最高点时，悬线上的拉力最小；当摆球到达最低点时，悬线上的拉力最大所以第一次经过最低点的时刻是0.2s 。从图象中看出摆球到达最低点时的拉力一次比一次小，说明速率一次比一次小，反映出振动过程摆球一定受到阻力作用，因此机械能应该一直减小在一个周期内，摆球应该经过两次最高点，两次最低点，因此周期应该约是T1.2s4.如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅是多大？共振时单摆的最大速度和最大加速度各是多大？（g取10m/s2）答案：由图可知，单摆的固有频率为0.5Hz，所以周期为2sT=2 得 l=1m共振时的振幅A=8cm.设最大偏角为，摆球能下降的最大高度为h，则mvm2=mgh h=l(1-cos) 1-cos=2sin2又因为很小， sin 所以 vm=0.25m/s摆球在端点时加速度最大am=gsing=0.8m/s25.（1）有以下说法：A在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减小偶然误差，应测出单摆作n次全振动的时间t，利用求出单摆的周期B如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动C变化的磁场一定会产生变化的电场D图甲振荡电路中的电容器正处于放电状态EX射线是比紫外线频率低的电磁波F只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象G在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长越短其中正确的是_图乙h（2）如图乙所示，一束平行单色光由空气斜射入厚度为h的玻璃砖，入射光束与玻璃砖上表面夹角为，入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为b1，经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2，可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c求：光在玻璃砖中的传播速度v 答案：（1）ADG（2）由光的折射定律得又 由几何关系得由以上各式可得 6.(1)理论联系实际是物理学科特点之一以下给出的几组表述中，实际应用与相应的物理理论相符合的是 （ ）干涉法检查平面的平整度应用了光双缝干涉原理伦琴射线管应用了光电效应原理光纤通信应用了光的折射原理光谱分析应用了原子光谱理论立体电影应用了光的偏振理论A B C D（2）如图所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的宽口瓶中（液体未漏出），从刻度尺上A、B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1 cm，刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离d=2.5 cm，由此可知，瓶内液体的折射率n= （可保留根号）（3）如图所示，一横波的波源在坐标原点，x轴为波的传播方向，y轴为振动方向当波源开始振动1s时，形成了如图所示的波形（波刚传到图中P点）试画出波传到Q点时OQ之间的波形答案（1）D （2）1.2 （3）波传到Q点时OQ间的波形如图所示 7.如图所示，为在同一绳上相向传波的甲乙两列简谐横波某时刻的波形图，其中a、b、c是甲波上的三个点。下列说法正确的是A这两列波相遇时能发生干涉现象B甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大C质点b比质点a先回到平衡位置D若v甲=20m/s，再经t=0.5s，质点c运动的路程是0.5m8.如图所示，在真空中有一个折射率为、半径为的透明小球。一细激光束在真空中沿直线传播，直线与小球球心的距离为（），光束于小球体表面的点经折射进入小球，并于小球表面的点又经折射进入真空。求：（1）激光束在小球中的传播时间；（2）激光束经小球后的偏向角；（3）为何值时，光束在球内经一次反射后再折射出来，且折射光刚好与入射光平行？ 解：（1）如图，设在C点的入射角为，折射角为，则： 由折射定律可得： 设CD距离为，则：解可得： 又因为 由得（2）设偏向角为，则 要光束经一次反射后折射出来的光线与原光束平行，则光束在球内关于OD对称。且ODBC 由可知， 而 考虑特殊情况还可取 选修3-51.下列说法正确的是（ ）A卢瑟福由粒子散射实验提出了原子的核式结构B康普顿发现了电子C人类认识原子核的复杂结构是从天然放射现象开始的D射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力E半衰期是指放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间F在光电效应的实验中，入射光的强度增大，光电子的最大初动能也增大G普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假设H根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子动能增大，总能量增大答案：ACG2.1932年，物理学史上发生了一个重要的事件查德威克发现了中子。查德威克在发现一种末知粒子轰击氢核时，它能被反弹回来了。通过对反冲核的动量测定，再用动量守恒定律进行估算，得知了这种末知粒子的质量与质子的质量关系，从而发现了中子。下面是查德威克的实验：中子与静止的氢原子正碰，测出碰后氢原子核的速度为3.3107m/s，中子跟静止的氮原子核发生正碰时，测出碰后氮原子核的速度为4.7106m/s，已知氢原子核的质量是mH，氮原子核的质量是14mH，上述碰撞都是弹性碰撞。请你根据以上实验数据，求中子的质量m与氢核的质量mH有什么关系？答案：m=1.16mH3.（1）有以下说法：A用如图所示两摆长相等的单摆验证动量守恒定律时，只要测量出两球碰撞前后摆起的角度和两球的质量，就可以分析在两球的碰撞过程中总动量是否守恒B黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关C对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应D粒子散射实验正确解释了玻尔原子模型E原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关F原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定其中正确的是_（2）一静止的U核衰变为Th核时，只放出一个粒子，已知Th的质量为MT，粒子质量为M，衰变过程中质量亏损为，光在真空中的速度为c，若释放的核能全部转化为系统的动能，求放出的粒子的初动能答案：（1）ABE（2）解：根据动量守恒定律得 根据能量守恒得 解以上方程可得 4.（1）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子的能级示意图如图所示.在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）A42.8eV (光子) B43.2eV（电子）C41.0eV（电子） D54.4eV (光子)答案（1） A5.快中子增殖反应堆是当前核裂变第二代核电的主要堆型，反应中主要以在天然铀中占99.3%的铀238作为主要裂变燃料。反应中，裂变产生的快中子，一部分被铀238吸收，铀238吸收中子后变成铀239，铀239是不稳定的，经过两次衰变，变成钚239，则下列说法正确的是 DA铀238比钚239少1个质子B铀238比钚239多两个中子C精确地讲，一个铀239核的质量比一个钚239核的质量小D精确地讲，一个铀239核的质量比一个钚239核与两个粒子的质量和大6.为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样。则下列分析中正确的是ADA电子显微镜所利用的电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B电子显微镜中电子束运动的速度应很小C要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸D中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当7.A 1922年美国科学家康普顿研究石墨中的电子对射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大，这种现象称为康普顿效应。（1）康普顿效应说明了光的一种什么本性？ （2）设光子的散射角为，即光子与静止的电子碰撞后反向弹回，求散射前后光子的波长差。（已知电子的静质量为，普朗克常量为，光速为，考虑相对论效应，电子的运动质量与速度之间满足关系）B核电站的核心设备是核反应堆。在核反应堆中，用中子轰击铀核而引起裂变，铀核裂变时要放出更多的中子，而且这些中子的速度都很大。由于铀核更容易俘获速度小的慢中子，所以必须设法减小快中子的速度，以便引起更多的铀核裂变，即发生链式反应。为此在铀棒的周围放上减速剂，使快中子与减速剂中的原子核碰撞后能量减小而变成慢中子。试利用所学知识作出解释：为什么用氢作为减速剂效果最好。（氢核的质量，中子的质量，讨论时可以认为快中子所碰撞的减速剂中的原子核是静止的）（A）解：（1）康普顿效应说明了光具有粒子性。（2）光子和电子的作用满足动量和能量守恒根据动量守恒定律得：根据能量守恒定律得：式变形得：式变形得22得： 题中已知： 由得：，即：（B）解：设中子的质量为，与减速剂中的原子核碰撞前的速度为，碰撞后的速度为；减速剂中的原子核质量为，碰撞前的速度为0，碰撞后的速度为。把快中子与减速剂中的原子核碰撞作为对心的弹性碰撞，则由动量守恒和能量守恒得： 解得：讨论：（1）若，则 ，即减速剂中的原子核质量远大于快中子的质量， 则快中子将等速反弹；（2分）（2）若，则 ，即快中子的质量远大于减速剂中的原子核的质量，则快中子几乎原速前进；（2分）（3）若，则 ， 即快中子的质量和减速剂中的原子核的质量相差不大时，则碰撞后交换速度，中子几乎停止运动。（2分）在所有元素中中子和氢原子核的质量最接近，所以氢是最有效的减速剂。（1分）8. 下列说法正确的是 ABDE A实验表明：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。B卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型。C衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的。D爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说。E对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应。F根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，原子总能量减小。G组成原子核的核子（质子、中子）之间存在着一种核力，核力是强相互作用的一种表现。因此核子结合成原子核要吸收能量。9.一静止的质量为M的铀核（）发生衰变转变成钍核（Th），放出的粒子速度为v0、质量为m假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能（1）写出衰变方程；（2）求出衰变过程中释放的核能。(1)(2)由动量守恒定律： 又 10.以下说法中正确的是（A）A一切物体都在进行着热辐射B只有高温物体才进行热辐射C严冬季节里物体不发生热辐射D以上说法都有可能11.光电效应的规律中，经典波动说中不能解释的有 (ABC)A入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应B光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大C入射光射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过sD当入射光频率大于极限频率时，光电子数目与入射光强度成正比12.对光的认识，以下说法正确的是（ABD）A个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显13.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知 （ACD）A随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动14.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（C）A有的光是波，有的光是粒子B光子与电子是同样的一种粒子C光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D大量光子的行为往往显示出粒子性15.(2006南通模拟)为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高)；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列则下列分析中正确的是(AD )A电子显微镜所利用的是，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B电子显微镜中电子束运动的速度应很小C要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸D中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当16.下列叙述正确的是(ACD)A一切物体都在辐射电磁波B一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波17.对光电效应的解释正确的是(BD)A金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属B如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同18.有关光的本性，下列说法正确的是(D)A光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D由于光既有波动性，又有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性.19.以下说法正确的是(AD)A物体都具有波动性 B抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C通常情况下，质子比电子的波长长 D核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道20.在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（AD）A使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C光子通过狭缝的运动路线是直线D光的波动性是大量光子运动的规律 21.用、n、E分别表示某一单色光的光速、波长、折射率和光子能量，当此单色光在两种不同的透明介质中传播时，它们是(ACD)A不同、E相同 B相同、n不同 C不同、相同 DE相同n不同22.A、B两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应，如果产生光电流的最大值分别是IA和IB，且IAIB，则下述关系正确的是 (C )A照射光的波长AB B照射光的光子能量EAEBC单位时间里照射到金属板的光子数NANB D照射光的频率AB23.(2001朝阳区)地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氢等，占大气总量的9996，可变气体成分主要有二氧化碳(C02)、水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大，据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出大量C02，使大气中的C02浓度不断增大，是导致“温室效应”的主要原因，即：使大气的平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题，由此可判断：C02比大气中的氧、氮、氢等基本不变的气体成份 (D)A对可见光的吸收作用强B对无线电波的吸收作用强C对紫外线的吸收作用强D对红外线的吸收作用强24.(北京市东城区试题)在应用电磁波的特性时下列符合实际的是 (BD)A医院里常用射线对病房和手术室进行消毒B医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C人造卫星对地球拍摄是利用紫外线照相有较好的分辨能力D人造卫星对地球拍摄是利用红外线照相有较好的穿透能力(该题考查电磁波谱)25.(2001武汉市理科综合)用近年来高速发展的PDP(Plasma Dis- play Panel)等离子显示屏，可以制造出大屏幕壁挂式彩色电视机，使电视屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳，而本身的厚度只有8cm左右；等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上