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1、选考题专练(1)
1.选修3-3
(1)(2019广西梧州检测)节日放飞的氢气球,升到高空后会破裂。氢气球在破裂之前的上升过程中,下列说法正确的是( )
A.气球内氢气的内能减小
B.气球内氢分子的速率都在减小
C.气球内的氢气对外做功
D.气球内的氢分子的速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律
E.气球内的氢分子的运动也叫布朗运动
(2)(2019江西南昌二模)如图所示,一汽缸固定在水平地面上,通过活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与缸壁的摩擦可忽略不计,活塞的横截面积S=100 cm2。活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=62
2、.5 kg,两物块与平台间的动摩擦因数均为μ=0.8。两物块间距为d=10 cm。开始时活塞距缸底L1=10 cm,缸内气体压强等于大气压强p0(p0=1×105 Pa),温度t1=27 ℃。现对汽缸内的气体缓慢加热。求:(g=10 m/s2)
①物块A开始移动时,汽缸内的温度;
②物块B开始移动时,汽缸内的温度。
答案 (1)ACD (2)①450 K ②1 200 K
解析 (1)在气球上升过程中,随着高度的增加,温度降低,空气的密度减小,大气压强逐渐减小,球内氢气的压强大于外界大气压,会使得氢气球向外膨胀,气球的体积变大,气体对外做功,其内能减小,故A、C正确;氢气温度降低,
3、分子平均动能减小,平均速率减小,速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律,不一定所有分子的速率都减小,故B错误,D正确;布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,故E错误。
(2)①物块A开始移动前气体做等容变化,则有
p2=p0+μmgS=1.5×105 Pa
由查理定律有p1T1=p2T2
解得T2=450 K
②物块A开始移动后,气体做等压变化,到A与B刚接触时
p3=p2=1.5×105 Pa,V3=(L1+d)S
由盖—吕萨克定律有V2T2=V3T3,解得T3=900 K
之后气体又做等容变化,设物块A和B一起开始移动时气体的温度为T4
p4=p0+2μmgS=2.0×105
4、 Pa
V4=V3
由查理定律有p3T3=p4T4
解得T4=1 200 K
2.选修3-4
(2019广西钦州质检)(1)如图甲所示,沿波的传播方向上有间距均为0.1 m的六个质点a、b、c、d、e、f,均静止在各自的平衡位置。t=0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,其振动图像如图乙所示,形成的简谐横波以0.1 m/s的速度水平向右传播,则下列说法正确的是( )
A.这列波的周期为4 s
B.0~4 s时间内质点b运动路程为6 cm
C.4~5 s时间内质点c的加速度在减小
D.6 s时质点e的振动方向沿y轴正方向
E.质点d起振后的运动方向始终与质点
5、b的运动方向相反
(2)如图所示为一个半径为R的透明介质球体,M、N两点关于球心O对称,且与球心的距离均为2R。一细束单色光从M点射出穿过透明介质球体后到达N点,真空中的光速为c。求:
①若介质的折射率为n0,光线沿MON传播到N点,光传播的时间t为多少;
②已知球面上的P点到MN的距离为PA=35R,若光束从M点射出后到达P点,经过球体折射后传播到N点,那么球体的折射率n等于多少。(取 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
答案 (1)ABE (2)①(n0+1)2Rc ②253
解析 (1)由题图乙知,波的传播周期为4 s,A正确;根据x=vt得振动形式传播到b点
6、需时间1 s,所以在0~4 s内b质点振动3 s,运动路程为3A=6 cm,B正确;同理可知在第2 s末质点c开始振动,起振的方向与质点a开始振动的方向相同,在4~5 s时间内质点c从平衡位置向负向最大位移处运动,加速度增大,C错误;4 s末质点e开始振动,6 s时到达平衡位置向下振动,D错误;由题图知,质点b、d相距半个波长,振动方向始终相反,所以E正确。
(2)①光在介质球外的传播时间t1=2Rc
光在介质球中的传播速度v=cn0
光在介质球中的传播时间t2=2Rv
光传播的时间t=t1+t2=(n0+1)2Rc
②光路图如图所示
其中sin θ=0.6,又β=θ+α
根据折射定律有sin β=n sin θ
所以n=sin(θ+α)sinθ=43 sin α+ cos α
又MA=MO-AO=2R-R cos θ=65R
MP=PA2+MA2=355R
sin α=PAMP=55,cos α=MAMP=255
解得n=253
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