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选考题15分满分练(一)
33.【物理——选修3-3】(15分)
(1)(5分)以下说法中正确的选项是________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
,由图可知状态①的温度比状态②的温度高
-V图线,由图可知气体由状态A变化到B的过程中,气体分子均匀动能先增大后减小
,当分子间的距离r>r0时,分子势能随分子间的距离增大而减小
;附着层内液体分子间的距离比液体内部分子间的距离小
(2)(10分)如图4所示,绝热汽缸倒扣搁置,质量为M的绝热活塞在汽缸内关闭必定质量的理想气体,活塞与汽缸间摩擦可忽视不计,活塞下部空间与外界连通,汽缸底部连结一U形细管(管内气体的体积忽视不计)。初始时,关闭气体温度为T,活塞距离汽缸底部的高度为h0,细管内双侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为p0,汽缸横截面积为S,重力加快度为g,求:
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图4
(ⅰ)U形管内双侧水银柱的高度差;
(ⅱ)经过加热装置慢慢提升气体温度使活塞降落Δh0,则此时的温度为多少?此加热过程中,若气体汲取的热量为Q,则气体内能的变化为多少?
分析 (1)速率大的分子所占比率大的状态温度高,应选项A正确;由=C可知pV乘积越大气体温度越高,再由图2可知,pV乘积先增大后减小,故气体温度先高升后降低,而温度是分子均匀动能大小的标记,应选项B正确;由图3可知,r>r0时分子力表现为引力,则随分子间距离增大分子力做负功,分子势能是增添的,选项C错误;发生浸润现象时,附着层内液体分子间的距离比液体内部分子间的距离小,而发生不浸润现象时则相反,选项D错误;由热力学第二定律知E正确。
(2)(ⅰ)设关闭气体的压强为p,对活塞受力分析:
p0S=pS+Mg(1分)
气体的压强p=p0-ρgΔh(1分)
解得:Δh=(1分)
(ⅱ)加热过程中气体的变化是等压变化
=(2分)
T=T0(1分)
气体对外做功为W=pSΔh0=(p0S-Mg)Δh0(1分)
依据热力学第必定律:ΔU=Q-W(2分)
可得:ΔU=Q-(p0S-Mg)Δh0(1分)
答案 (1)ABE (2)(ⅰ) (ⅱ)T0
Q-(p0S-Mg)Δh0
34.【物理——选修3-4】(15分)
(1)(5分)如图5所示为一列简谐横波在t=,A、B、C、D是介质中的四个质点,且质点
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B的振动方程为yB=10sin5πt(cm),以下对于这列简谐波的说法正确的选项是________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
图5
,质点B的行程为20cm
(2)(10分)半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面如图6所示,O为圆心,一束平行光从玻璃砖的圆弧面射入,此中光芒Ⅰ沿半径方向从A处射入玻璃砖后,恰幸亏O点发生全反射。另一条光芒Ⅱ平行于光芒Ⅰ从最高点B射入玻璃砖后,折射到MN界限上的P点,测得OP=R。
图6
(ⅰ)求该玻璃砖的折射率;
(ⅱ)求光芒能够从MN界限射出的地区长度。
分析 (1)由质点B的振动方程可知,下一时辰质点B朝y轴负方向运动,即可得波沿着x轴负方向流传,选项A错误,B正确;该波的周期T==,波长λ=2m,则该波的流传速度v==5m/s,波的流传速度其实不等于质点的振动速度,选项C错误;由于质点D朝着均衡地点振动,质点C远离均衡地点振动,故质点D先回到均衡地点,选项D正确;,质点B的行程s=×4×10cm=20cm,选项E正确。
(2)(ⅰ)设光芒Ⅱ的入射角和折射角分别为θ和β,由于光芒Ⅰ恰巧发生全反射,则有sin
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θ=(1分)
对光芒Ⅱ,在△OPB中,tanβ==,
则β=30°,sinβ=(2分)
由折射定律可得n==(1分)
解得n=(1分)
(ⅱ)由于光芒Ⅰ恰幸亏O点发生全反射,则其左边的光芒在MN界限上所有发生全反射,光芒Ⅰ右边光芒均射到MN界限上O点的右边,入射光芒与圆弧相切时,经玻璃砖折射后能够抵达MN界限上的Q点,则OQ即为光芒射出的地区,光路以以下图,则有
=n=(1分)
则sinα=,α=45°(2分)
由几何关系知,光芒平行OB射出,
则lOQ=Rsin45°=R(2分)
答案 (1)BDE (2)(ⅰ) (ⅱ)R