Question

【選做題】請(qǐng)從A、B兩模塊中選定一個(gè)模塊作答，如都作答則按A模塊評(píng)分，本題選擇題4分，非選擇題8分，共12分．
A、（選修模塊3-4）
（1）圖一中所示是用光學(xué)的方法來檢查一物體表面平整程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查的物體，C為單色入射光．如要說明能檢查平面平整程度的道理，則需要用到下列哪些光學(xué)概念？

A

A．反射和干涉B．全反射和干涉
C．反射和衍射D．全反射和衍射
（2）下列說法中正確的是

CD

A．x射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)
B．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長變長、顏色不變
C．狹義相對(duì)論認(rèn)為物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
D．觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接受到聲波的頻率可能發(fā)生變化
（3）在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，波向右傳播，在0.1s時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，波形如圖二中實(shí)線所示，且再經(jīng)過0.6s，P點(diǎn)也開始振動(dòng)．

求：
①該列波的周期T；
②從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過的路程s0各為多少？
B、（選修模塊3-5）
（1）．人們?cè)谘芯吭�子結(jié)構(gòu)時(shí)提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，它們的模型示意圖如圖所示．

下列說法中正確的是

B

A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)
B．科學(xué)家通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型
C．科學(xué)家通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了棗糕模型
D．科學(xué)家通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，建立了波爾的原子模型
（2）從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜．1885年瑞士中學(xué)教師巴爾末對(duì)當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的在可見光區(qū)的譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個(gè)公式表示．如果采用波長λ的倒數(shù)，這個(gè)公式可寫作：

1

λ

=Rn(

1

22

-

1

n2

)(n=3，4，5，6，…)(RH為常數(shù)）
自巴爾末系發(fā)現(xiàn)后，人們又在紫外區(qū)和紅外區(qū)發(fā)現(xiàn)了一些新的譜線，這些譜線也可以用類似巴爾末的簡單公式來表示，例如賴曼系公式：

1

λ

=RH(

1

12

-

1

n2

)(n=2，3，4，5，…)（R_H為常數(shù)）
1913年丹麥物理學(xué)家玻爾提出了著名的原子結(jié)構(gòu)和氫光譜理論．上述兩個(gè)公式中的n在波爾理論中被稱為量子數(shù)．玻爾氫原子理論的能級(jí)圖如圖所示．

閱讀了上面的資料后，你認(rèn)為巴爾末系是氫原子能級(jí)圖中的

B

A．線系I    B．線系II    C．線系III D．線系IV
（3）在光滑水平面上有一個(gè)靜止的質(zhì)量為M的木塊，一顆質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊而沒有穿出，子彈射入木塊的最大深度為d．設(shè)子彈射入木塊的過程中木塊運(yùn)動(dòng)的位移為s，子彈所受阻力恒定．試證明：s＜d．

Answer 1

分析：A、（1）根據(jù)常見的光現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：反射，干涉、衍射、偏振、全反射等，分析作出選擇．
（2）X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比Y射線更弱．紅光由空氣進(jìn)入水中，頻率不變，波速變小，根據(jù)波速公式分析波長的變化．狹義相對(duì)論認(rèn)為物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)．觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接受到聲波的頻率可能發(fā)生變化．
（3）由B到P點(diǎn)傳播時(shí)間和距離求出波速，再由波速公式可求出周期．由P點(diǎn)到左邊最近的波峰距離求出：從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰的時(shí)間，結(jié)合O點(diǎn)的振動(dòng)方向，可分析出O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y₀及其所經(jīng)過的路程s₀．
B、（1）盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；
（2）由題意可以知道巴爾末系都是氫原子能級(jí)圖中從高能級(jí)躍遷到第二能級(jí)的；
（3）由動(dòng)量守恒的條件可知系統(tǒng)總動(dòng)量守恒；分別對(duì)M、m由動(dòng)能定理可得出s與d的關(guān)系．

解答：解：A、（1）利用A為標(biāo)準(zhǔn)平板的下表面與B為被檢查其上表面進(jìn)行光的反射，從而出現(xiàn)光的干涉現(xiàn)象．由此可以能檢查平面光滑程度．故選：A
（2）A、X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比Y射線更弱．故A錯(cuò)誤．
B、紅光由空氣進(jìn)入水中，頻率不變，顏色不變，而波速變小，根據(jù)波速公式v=λf分析得知，波長與波速成正比，則波長變�。�故B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)狹義相對(duì)論得知，物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，速度越大，物體的質(zhì)量越大．故C正確．
D、觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果兩者距離變化時(shí)，接受到聲波的頻率可能發(fā)生變化．故D正確．
故選CD
（3）①由圖象可知，λ=2 m，
波速v=

x

△t1

=

6

0.6

m/s=10m/s由v=

λ

T

，得T=

λ

v

=0.2s
②△t=

△s

v

=

7.5

10

=0.75s．P點(diǎn)到達(dá)波峰的時(shí)刻為△t+0.1=0.85s
由題意可知t=0時(shí)刻波剛好傳到O點(diǎn)，起振方向向下，即O點(diǎn)振動(dòng)了t=0.85s
t=4T+

T

4

．所以y₀=-2cm，路程s₀=34cm
B、（1）盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了棗糕模型，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故B正確；
故選B
（2）由題意可以知道巴爾末系都是氫原子能級(jí)圖中從高能級(jí)躍遷到第二能級(jí)的，故B正確
故選B
（3）解：如圖所示，
m沖擊M的過程，m、M組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，動(dòng)量守恒mv₀=（m+M）v
設(shè)子彈所受阻力的大小為F，由動(dòng)能定理得：
對(duì)M：Fs=

1

2

Mv²-0
對(duì)m：-F（s+d）=

1

2

mv²-

1

2

mv₀²
聯(lián)立上式解得：s=

m

M+m

d
因?yàn)?span id="bomhyhm" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

m

M+m

＜1
所以s＜d．
故答案為：A、（1）A．    （2）CD．
（3）①該列波的周期為0.2s；
②從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移為=-2cm，其所經(jīng)過的路程為34cm；
B、（1）B；（2）B；（3）證明如上．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了選修3-4，3-5的內(nèi)容，涉及的知識(shí)點(diǎn)多，容量大，難度適中，對(duì)同學(xué)們的知識(shí)面的要求較高．