《教学考试》物理命题研究中心
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《选修3-3》
1.(1)(2017·宁夏罗平中学适应性考试改编)下列说法正确的是 ( )
A.当分子间作用力表现为斥力时,若分子间的距离减小,则分子间的斥力增大,引力减小
B.用油膜法测出油酸分子直径后,还需知道油酸的摩尔体积就可估算出阿伏加德罗常数
C.所有晶体都表现为各向异性,所有非晶体都表现为各向同性
D.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
E.人们通常所说的干爽与潮湿是指空气的相对湿度,不是绝对湿度
(2)(2017·安徽省皖南八校高三第二次联考)如图所示,某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面100cm不变,因上部混有少量的空气使读数不准,当气温为27℃时,实际大气压为76cmHg,而该气压计读数为70cmHg。求:
①若气温为27℃时,该气压计中水银柱高度为64cm,则此时实际气压为多少cmHg?
②在气温为-3℃时,该气压计中水银柱高度变为73cm,则此时实际气压应为多少cmHg?
2.(1)(2017·四川省成都经济技术开发区实验中学月考)关于气体的内能,下列说法正确的是 ( )
A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同
B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大
C.气体被压缩时,内能可能不变
D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
①稳定后活塞D下降的距离;
②改变气缸内气体的温度使活塞D再回到初位置,则气体的温度应变为多少?
3.(1)(2017·广西桂林中学月考)一定质量的理想气体,从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知气体处于状态A时的温度为300K,则下列判断正确的是 ( )
A.气体处于状态B时的温度是900K
B.气体处于状态C时的温度是300K
C.从状态A变化到状态C过程气体内能一直增大
D.从状态A变化到状态B过程气体放热
E.从状态B变化到状态C过程气体放热
(2)(2016·怀化模拟)如图所示,两端开口的气缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞,可在气缸内无摩擦滑动,面积分别为S1=20cm2,S2=10cm2,它们之间用一根细杆连接,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg的重物C连接,静止时气缸中的气体温度T1=600K,气缸两部分的气柱长均为L,已知大气压强p0=1×105Pa,取g=10m/s2,缸内气体可看作理想气体。
①活塞静止时,求气缸内气体的压强;
4.(1)(2017·安徽省皖南八校第二次联考)下列说法正确的是 ( )
A.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
B.若两个分子只受到它们之间的分子力作用,当分子间的距离减小时,分子的动能一定增大
C.系统吸收热量时,它的内能不一定增加
D.根据热力学第二定律可知,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁频繁碰撞引起的
《选修3-4》
1.(1)(2017·安徽省皖南八校第二次联考)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚平行玻璃砖,单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°,其光路如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.射出折射光线1和2一定是平行光
B.单色光1的波长大于单色光2的波长
C.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
D.图中单色光1、2通过玻璃砖所需的时间相等
E.单色光1从玻璃射到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃射到空气的全反射临界角
(2)两质点所在的直线传播,其间距为Δx=6m。如图所示为这两质点的振动图象,已知这列波的波长满足4m<λ<5m,求这列波的传播速度。
2.(1)(2016·山东青岛第一次模拟)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图,此时a波上某质点P的运动方向如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.两列波具有相同的波速
B.此时b波上的质点Q正向上运动
C.一个周期内,Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍
D.在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动
E.a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样
(ⅰ)求该平行光进入AB界面时的入射角θ。
3.(1)如图所示,图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为介质中x=2m处的质点P此时此刻为计时起点的振动图象,质点Q的平衡位置位于x=3.5m处,下列说法正确的是 ( )
A.这列波的沿x轴正方向传播
B.这列波的传播速度是20m/s
C.在0.3s时间内,质点P向右移动了3m
D.t=0.1s时,质点P的加速度大于质点Q的加速度
E.t=0.25s时,x=3.5m处的质点Q到达波峰位置
(2)(2017·重庆市第八中学第一次适应性考试)如图所示,MN下方足够大的空间有长方体玻璃介质,其折射率玻璃介质的上边界MN是屏幕,玻璃中有一个正三棱柱的空气泡,三棱柱轴线垂直于纸面,图中竖直截面正三角形的边长l=40cm,顶点与屏幕相距底边AB与屏幕平行,一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现了两个光斑(光在真空中的传播速度c=3×108m/s)。求:
①该激光在玻璃介质中传播的速度;
②两个光斑之间的距离x。
4.(1)综合运用相关知识,分析下列说法,其中正确的是 ( )
A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由光的薄膜干涉造成的
B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场
C.狭义相对论认为光在真空中的传播速度是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变
D.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时,以减小实验误差
E.沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的
(2)为从军事工事内部观察到外面的目标,在工事壁上开一长方形孔。设工事壁厚d=34.64cm,孔的宽度L=20cm,孔内嵌入折射率的玻璃砖如图所示,试问:
①嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?
②要想使外界180°范围内景物全被观察到,应嵌入多大折射率的玻璃砖?
参考答案及解析
《选修3-3》
1.(1)BDE (2)①69cmHg ②79cmHg
【解析】当分子间作用力表现为斥力时,若分子间的距离减小,则分子间的斥力增大,引力也增大,A项错误;已知油酸的摩尔体积,用油膜法测出油酸分子的直径后,可以估算出阿伏加德罗常数,B项正确;所有单晶体都表现为各向异性,所有非晶体和多晶体都表现为各向同性,C项错误;根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,D项正确;人们通常所说的干爽与潮湿是指空气的相对湿度,不是绝对湿度,E项正确。
(2)①根据平衡知识得上部混有少量的空气压强为
p1=(76-70)cmHg=6cmHg
上部混有少量的空气体积为
V1=(100-70)cm·S=30cm·S
若在气温为27℃时,用该气压计测得的气压读数为64cmHg,
空气体积为V2=(100-64)cm·S=36cm·S
气体温度不变,根据玻意耳定律得
其中p1=6cmHg,V1=(100-70)cm·S,T1=273+27K=300K,p3=p-73cmHg,V3=(100-73)cm·S=27cm·S,T3=(273-3)K=270K,
解得p=79cmHg。
kl1=(p2-p0)S
根据玻意耳定律,得p04lS=p2xS
3.(1)ABE (2)①1.2×105Pa ②500K
(2)①设静止时气缸内气体压强为p1,活塞受力平衡p1S1+p0S2=p0S1+p1S2+Mg
代入数据解得p1=1.2×105Pa。
代入数据解得T2=500K。
4.(1)CDE (2)281.25K
【解析】(1)在完全失重的情况下,分子运动不停息,气体对容器壁的压强不为零,A项错误;分子力做功等于分子势能的减少量,若两个分子只受到它们间的分子力作用,在两分子间距离减小的过程中,如果是引力,分子的动能一定增大,如果是斥力,分子的动能一定减小,故B项错误;物体吸收热量时,可能同时对外做功,根据热力学第一定律,它的内能不一定增加,故C项正确;根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化,如电冰箱要耗电,故D项正确;容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的,取决于分子的数密度和分子热运动的平均动能,故E项正确。
(2)设初状态时两部分气体体积均为V0,对下面部分气体,等温变化,根据玻意耳定律得p0V0=pV,
对上面部分气体,初态:
解得T=281.25K。
《选修3-4》
1.(1)ADE (2)12m/s
(2)由振动图象可知这列波的周期为T=0.4s
若波由A向B传播,则有
又因为4m<λ<5m,
所以n=1,λ=4.8m
若波由B向A传播,则有
在4m<λ<5m时,n无解
故波由A向B传播,波速为12m/s。
由几何关系可知光线在BC界面的入射角β=60°,在AB界面的折射角α=30°,解得θ=45°。
解得γ=45°
②画出光路图如图所示。
在界面AC,a光的入射角i=60°
由光的折射定律有sinr/sini=n
代入数据求得折射角为r=30°
由光的反射定律得,反射角为i′=i=60°
由几何关系易得△DOE是直角三角形,∠D=60°,∠E=30°
故两光斑之间的距离为x=hcot60°+htan60°=80cm。
4.(1)ACD
(2)①120° ②2
【解析】(1)水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由光的薄膜干涉造成的,A项正确;根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生磁场,但不一定产生变化的磁场,根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,B项错误;狭义相对论认为光在真空中的传播速度是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变,C项正确;在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时,以减小实验误差,D项正确;沙漠中的“蜃景”现象是光的折射和全反射现象引起的,E项错误。
(2)当人眼处于底端呈对角线向外看时,视野最大,光路如图所示,又d=34.64cm,L=20cm,则
所以视野最大张角为120°。