（8分）【物理3-5】

（1）太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：²₁H+³₁H→⁴₂He+x.若已知²₁H的质量为m₁，³₁H的质量为m₂，⁴₂He的质量为m₃，x的质量为m₄，则下列说法中正确的是：

A.x是中子

B.²₁H和³₁H在常温下就能够发生聚变

C.这个反应释放的核能为ΔE=(m₁+m₂-m₃-m₄)c²

D.我国大亚湾核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的

（2）质量为m_B=2kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为m_A=2kg的物体A，一颗质量为m₀=0.01kg的子弹以v₀=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=100m/s，已知A ，B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止。求：

①物体A的最大速度v_A；

②平板车B的最大速度v_B。

 【选做题】（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）

A．（选修模块3-3）（12分）

 封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V₀，温度为T₀，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为N_A。

（1）由状态A变到状态D过程中     ▲      

    A．气体从外界吸收热量，内能增加

    B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少

    C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大

    D．气体的密度不变

    （2）在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体    ▲   （选“吸收”或“放出”）热量   ▲   J。

    （3）在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V₀，则状态D的温度为多少？该气体的分子数为多少？

C．(选修模块3-5)(12分)

    （1）（4分）下列说法正确的是   ▲  

    A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构

    B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应

    C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

    D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变

    （2）（4分）北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右）．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：

         ▲           ．如果在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为   ▲    ．（已知碘（I）为53号元素，钡（）为56号元素）

    （3）（4分）如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量m_A=1kg．初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移-时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物体B的质量为多少？

 

 

 

 

 

 

 

 

（选修3-5模块选做题）

（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”。

A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说（    ）

B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性（    ）

C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象（    ）

D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构（    ）

（2）气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

A．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；

B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；

C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；

D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁；

E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂。

本实验中还应测量的物理量是_____________，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_____________。

（3）2008年北京奥运会场馆周围80％—90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术。科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（）转化成一个氦核（）和两个正电子（）并放出能量。已知质子质量m_p=1.007 3 u，α粒子的质量m_α=4.001 5 u，电子的质量m_e=0.000 5 u。1 u的质量相当于931 MeV的能量。

①写出该热核反应方程；

②一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）

 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在答题卡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)（12分）

（1）利用油酸在水面上形成一单分子层油膜的实验，估测分子直径的大小．有以下的实验步骤：

A、在边长约40cm的浅盘里倒入自来水，深约2cm，将少许痱子粉均匀地轻轻撒在水面上；

B、将5mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃杯中，盖上盖并摇动，使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液，读出该溶液的体积为V(mL)

C、用滴管往盘中水面上滴1滴油酸酒精溶液．由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是该滴中的油酸就在水面上散开，形成油酸薄膜；

D、用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴人空量杯中，记下当杯中溶液达到1 mL时的总滴数n；

E、取下玻璃板放在方格纸上，量出该单分子层油酸膜的面积S(cm²)．

F、将平板玻璃放在浅方盘上，待油酸薄膜形状稳定后可认为已形成单分子层油酸膜．用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上．

   ①完成该实验的实验步骤顺序应该是     ▲      ．

   ②在估算油酸分子直径大小时，可将分子看成球形．用以上实验步骤中的数据和符号表示，油酸分子直径的大小约为d＝   ▲   cm．

（2）在油膜法测分子直径的实验中，用盆口直径为0.4m的面盆盛水，要让油酸滴在水面上散成单分子的油酸膜，那么油酸体积不能大于多少   ▲    m³，实验中可以先把油酸稀释成油酸溶液，再用特制滴管把这种油酸滴1滴到水面上.若测得1mL油酸溶液为120滴，那么1mL油酸至少应稀释成

   ▲   mL的油酸溶液．

 

（3）质量为6.0kg、温度为-20^oC的冰全部变成30^oC的水，后在常温下（30^oC）全部蒸发为水蒸气，整个过程需要吸收多少热量？（设水在常温下的汽化热为L =2.4×10⁶J/kg，冰的比热容为2.1×10³J/kg^oC，水的比热容为4.2×10³J/kg^oC，冰的熔化热为=3.34×10⁵J/kg）

B．(选修模块3—4)（12分）

（1）在以下各种说法中，正确的是   ▲   

A．一单摆做简谐运动，摆球的运动周期不随摆角和摆球质量的改变而改变

B．光的偏振现象说明光具有波动性，实际上，所有波动形式都可以发生偏振现象．

C．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期

D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场

E．在光的双逢干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄

F．真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系

G．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁

H．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大

（2）有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²～L图像，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是 ▲   （选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图像（如图乙所示），由图可知，两单摆摆长之比   ▲    ．

 

 

 

 

 

 

 

（3）如图所示，一截面为正三角形的棱镜，其折射率为．今有一束单色光

射到它的一个侧面，经折射后与底边平行，再射向另一侧面后射出．试求 

出射光线相对于第一次射向棱镜的入射光线偏离了多少角度？

C．(选修模块3—5)（12分）

(1)下列说法正确的是   ▲ 

 A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

 B、汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

 C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

 D、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大

 E、E=mc²表明物体具有的能量与其质量成正比

 F、 β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

（2）在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰，已知甲的质量为1kg，乙的质量为3kg，碰前碰后的位移时间图像如图所示，碰后乙的图像没画，则碰后乙的速度大小为  ▲  m/s，碰撞前后乙的速度方向   ▲  （填“变”、“不变”）

（3）从某金属表面逸出光电子的最大初动能与入射光的频率的图像如下图所示，则这种金属的截止频率是____▲____H_Z；普朗克常量是 _▲___Js．