2024年课标版高考物理第二轮专题
选考题专项练(六)
请在下面的选修3-3和选修3-4模块中任选一个模块作答。
选修3-3
(1)夏天,经过太阳暴晒后的车窗关闭的汽车,车厢内温度会迅速升高,气体内能 (选填“减小”“不变”或“增大”), (选填“每个”“大部分”或“极少数”)气体分子运动速率增大,车厢内气体分子单位时间内与单位面积厢壁撞击的次数 (选填“增多”“不变”或“减少”),气体压强增大。
(2)一气象探测气球,充有温度为27.0 ℃的氦气,缓慢上升至海拔6.50 km高空时体积为6.0 m3,上升过程中气球内部因启动一持续加热程序而维持温度不变。此后停止加热,气球保持高度不变,气球内的氦气温度逐渐减小到此高度处的气温,已知在这一海拔高度气温为-48.0 ℃、大气压强为0.5×105 Pa,求:
(ⅰ)氦气最终的体积;
(ⅱ)停止加热后氦气温度逐渐减小的过程中大气对气球做的功。
选修3-4
(1)在x轴上有两个波源,分别位于x=-0.1 m和x=0.5 m处,振幅均为A=4 cm,由它们产生的两列简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。如图所示为t=0时刻两列波的波形,此刻平衡位置处于x=0.1 m和x=0.3 m处的M、N两质点刚开始振动,经0.1 s后x=0.2 m处的P质点开始振动,则P质点振动 (选填“加强”或“减弱”),0~0.25 s时间内,P质点运动的路程为 cm。
(2)如图所示,将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方,O为球心,直径平行于桌面,轴线OO'垂直于水平桌面。位于O点正上方某一高度处有一点光源S,从S发出一束单色光射向半球体上的A点,该光线与SO'成60°角,且通过半球体后垂直射到桌面上的B点。已知O'B=,O'O=,光在真空中传播速度为c,不考虑半球体内光的反射,求:
(ⅰ)透明半球体对该单色光的折射率n;
(ⅱ)该光从S发出到射到桌面B点经历的时间t。
选考题专项练(六)
选修3-3
答案 (1)增大 大部分 增多
(2)(ⅰ)4.5 m3 (ⅱ)7.5×104 J
解析 (1)对于车窗内封闭的气体,车厢内温度升高,分子平均动能增大,气体内能增大;一定质量的气体温度升高,气体分子的平均动能增大,气体分子的运动速率增大,但不是每个分子的运动速率都增大,是大部分气体分子的运动速率增大;车厢内大部分分子的运动速率增大,则车厢内气体分子单位时间内与单位面积厢壁撞击的次数增多。
(2)(ⅰ)在停止加热后氦气的温度逐渐从T1=300 K下降到T2=225 K,为等压过程,设最终体积为V2,根据盖-吕萨克定律有
代入数据得V2=4.5 m3。
(ⅱ)大气对气球做的功为W=pΔV
ΔV=V1-V2
代入数据得W=7.5×104 J。
选修3-4
答案 (1)加强 24
(2)(ⅰ) (ⅱ)
解析 (1)两机械波在同一介质中传播,波速相同,传到P时均使该质点向下振动,故该点为振动加强点,其振幅为A'=8 cm,由题意知两机械波的波速v==1 m/s,波长均为λ=0.2 m,两列波的周期T==0.2 s,0~0.25 s时间内,P质点振动的时间为0.15 s=T,P质点运动的路程为3A'=24 cm。
(2)(ⅰ)光路图如图所示
单色光射向半球体上的A点,该光线与SO'成60°角,则入射角θ=60°
光由空气射向半球体,由折射定律,有n=
因sin ∠COD=
所以∠COD=60°
由几何关系可知γ=∠COD=60°
光由半球体射向空气,由折射定律,有n=
联立可得α=β
由几何知识得α+β=60°
故α=β=30°
则n=。
(ⅱ)光在半球体中传播的速度为v=c
由几何关系AC=AO=R
OD=OCsin β=Rsin 30°=
CB=OO'-OD==R
SA=
则光从S发出到射到桌面B点经历的时间t=
联立可得t=。
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