Question

選做題  
A．（選修模塊3-3）

（1）下列說法中正確的是______
A．雨水沒有透過布雨傘是因為液體表面存在張力
B．分子間的距離r增大，分子間的作用力做負功，分子勢能增大
C．氣體自發地擴散運動總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行
D．懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數越多，布朗運動越明顯
（2）一密閉氣體膨脹對外做功150J，同時從外界吸熱250J，它的內能變化為______J．
（3）如圖所示，一定質量的理想氣體被活塞密封在一絕熱容器中，活塞與容器壁無摩擦．當溫度為T₁時，氣體壓強為P₁，體積為V₁；若溫度升高到T₂，氣體壓強變為P₂，氣體的體積變為V₂，則P₂______P₁，V₂______V₁（填“＞”、“=”或“＜”）；若在活塞上放置一定質量的重物，穩定后氣體的壓強變為P₃，溫度變為T₃，則P₃______P₁，T₃______T₁（填“＞”、“=”或“＜”）．
B．（選修模塊3-4）
（1）香港中文大學第三任校長高錕榮獲了2009年諾貝爾物理學獎．諾貝爾獎委員會高度評價了高錕的貢獻，評委會指出：高錕1966年發現如何通過光學玻璃纖維遠距離傳輸光信號的工作，成為今日電話和高速互聯網等現代通信網絡運行的基石．下列關于“光纖”及原理的說法中，正確的是______
A．光纖通信具有傳輸容量大、衰減小、抗干擾性強等優點
B．光纖通信、全息照相、數碼相機及醫用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理
C．實用光導纖維是由內芯和外套兩層組成．內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射
D．當今，在信號的傳輸領域中，光纖電纜（“光纜”）已經幾乎完全取代了傳統的銅質“電纜”，成為傳播信息的主要工具，是互聯網的骨架，并已連接到普通社區．
（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）下列說法中正確的是______
A．雷達是利用聲波的反射來測定物體的位置
B．調諧是電磁波發射的過程，調制是電磁波接收的過程
C．在雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則相鄰干涉條紋間距變窄
D．考慮相對論效應，一沿自身長度方向高速運動的桿長總比靜止時的桿變短．

Answer 1

【答案】分析：A、（1）液體表面分子存在表面張力；分子間距離等于平衡距離時，分子勢能最小，分子間距離從平衡距離開始不論距離變大還是變小，分子勢能都增加；自發的熱力學過程是有方向性的，是向著分子熱運動無序性增加的方向進行的；固態顆粒越小，液體溫度越高，布朗運動越明顯．
（2）由熱力學第一定律可以求出氣體內能的變化量．
（3）根據實驗條件，應用理想氣體的狀態方程分析答題．
B、（1）光纖通信傳輸容量大、衰減小、抗干擾性強，光信號在傳輸過程中不斷發生全反射；光導纖維是現代通信的主要傳輸工具；
（2）確定彈簧振子的振幅、周期、頻率與初相位，然后寫出彈簧振子的振動方程式．
（3）雷達利用電磁波進行定位，在電磁波的發射過程中需要調制，在電磁波的接受過程中需要解調，需要調諧；使用同一實驗裝置，光的波長越長，干涉條紋間距越大；由相對論可知，運動物體的尺寸變短，運動時間延緩．
解答：解：A、（1）A、由于液體表面存在張力，雨水在表面張力作用下沒有透過布雨傘，故A正確；
B、如果分子間距離r大于分子間的平衡距離，分子間距離增大時分子做負功，分子勢能增加，如果分子間距離r小于分子間的平衡距離，分子間距離變大時，分子力做正功，分子勢能減小，故B錯誤；
C、氣體自發地擴散運動總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行，故C正確；
D、懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數越多，布朗運動越不明顯，故D錯誤；故答案為：AC．
（2）由熱力學第一定律可得，氣體內能的變化量：△U=W+Q=-150J+250J=100J．
（3）氣缸內氣體壓強等于大氣壓與活塞產生的壓強之和，氣體溫度升高時，壓強不變，由=C可知，壓強不變，溫度升高時，氣體體積變大，
則P₂=P₁，V₂＞V₁；在活塞上放置一定質量的重物，氣缸內氣體受到的壓力變大，氣體壓強變大，氣體體積變小，由=C可知，氣體溫度升高，則P₃＞P₁，T₃＞T₁；
B、（1）A、光纖通信具有傳輸容量大、衰減小、抗干擾性強等優點，故A正確；
B．光纖通信、醫用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理，全息照相、數碼相機的原理不是光的全反射，故B錯誤；
C、實用光導纖維是由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射，故C錯誤；
D、當今，在信號的傳輸領域中，光纖電纜（“光纜”）已經幾乎完全取代了傳統的銅質“電纜”，成為傳播信息的主要工具，是互聯網的骨架，并已連接到普通社區，故D正確；
（2）由題意可知，振子的振幅A=4cm，振子的運動周期T=0.2s×4=0.8s，ω===，t=0s時，振子在最大位移處，因此振動方程的表達式為：4cost；
（3）A、雷達是利用電磁波的反射來測定物體的位置，故A錯誤；
B、調諧是電磁波接受的過程，調制是電磁波的發射過程，故B錯誤；
C、在雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則相鄰干涉條紋間距變寬，故C錯誤；
D、考慮相對論效應，一沿自身長度方向高速運動的桿長總比靜止時的桿短，故D正確；
故答案為：A、（1）AC；（2）100；（3）=；＞；＞；＞；
B、（1）AD；（2）0.8；；（3）D．
點評：本題考查的是選修3-3、選修3-4的內容，難度不大，熟練掌握基礎知識即可正確解題，對選修內容要掌握好基礎知識．