2024年课标版高考物理第二轮专题
选考题专项练(二)
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)(2023河南商丘模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态P(4×105 Pa,2×10-3 m3,300 K)经热力学过程PQ、QS、SP后又回到状态P,则下列说法正确的是 。
A.P、Q、S三个状态中,Q状态的温度最高且为600 K
B.P、S两状态的气体内能相等
C.SP过程中,气体分子的平均动能保持不变
D.QS过程中,气体内能的减少量大于气体向外界放出的热量
E.整个过程中,气体需要从外界吸收200 J的热量
(2)(2023湖南邵阳模拟)如图所示,高为h=14.4 cm、截面积S=5 cm2的绝热汽缸开口向上放在水平面上,标准状况(温度t0=0 ℃、压强p0=1×105 Pa)下,用质量为m0=1 kg的绝热活塞Q和质量不计的导热性能良好的活塞P将汽缸内的气体分成甲、乙两部分,活塞Q与固定在汽缸底部、劲度系数为k=1 000 N/m的轻弹簧连接,系统平衡时活塞Q位于汽缸的正中央且弹簧的形变量为零,此时活塞P刚好位于汽缸的顶部。现将一质量为m=1 kg的物体放在活塞P上,活塞P下移。不计一切摩擦,外界环境的温度和大气压恒定,重力加速度g取10 m/s2。
(ⅰ)当活塞P不再下移时,气体甲的长度为多少
(ⅱ)稳定后,如果用一加热装置对气体乙缓慢加热使活塞P回到汽缸顶部,此时气体乙的温度为多少摄氏度 (结果保留整数)
选修3-4
(1)(2023四川成都模拟)关于光现象及其应用,下列说法正确的是 。
A.光照到不透光小圆盘,在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑,证明光具有波动性
B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的衍射形成的
C.光导纤维利用了全反射原理,其内芯的折射率大于外套折射率
D.分别用紫光和绿光,用同一装置做双缝干涉实验,紫光的干涉条纹间距大
E.在玻璃片表面涂上增透膜,可大大减少反射光的强度,这是利用了光的干涉原理
(2)(2023四川二模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻波形如图所示,图中质点A在t=1 s时刻第三次出现在波峰。
(ⅰ)求该波的波速;
(ⅱ)写出质点B的振动方程并求出t=0时刻以后质点B出现在波峰的时刻。
选考题专项练(二)
选修3-3
答案 (1)ABE (2)(ⅰ)6 cm (ⅱ)162 ℃
解析 (1)由理想气体状态方程可得=C,从P到Q,等压膨胀,温度升高,从Q到S,等容降压,温度降低,由于S与P对应的pV乘积相等,故温度相等,可知Q状态的温度最高,从P到Q可得,解得T2=600 K,A正确;P、S两状态的温度相等,由于是理想气体,内能只跟温度有关,故两状态的气体内能相等,B正确;从S到P,pV乘积先增大后减小,故温度先升高再降低,故SP过程中,气体分子的平均动能先增大再减小,初末状态相等,C错误;QS过程中,温度降低,内能减小,体积不变,气体没有做功,故气体内能的减少量等于气体向外界放出的热量,D错误;P到Q气体对外做的功为W1=p1ΔV1=800 J,S到P过程中,p-V图线与横轴所围的面积表示外界对气体做的功,故S到P外界对气体做的功为W2=×2×10-3 J=600 J,而初末状态温度相等,内能相等,故整个过程中,气体需要从外界吸收200 J的热量,E正确。
(2)(ⅰ)气体甲的初态压强为p1=p0=1×105 Pa
体积为V1=S
末态压强为p1',体积为V1'=l1'S
此时对活塞P有p0S+mg=p1'S
解得p1'=p0+=1.2×105 Pa
对气体甲,根据玻意耳定律有p1V1=p1'V1'
代入解得l1'=6 cm。
(ⅱ)气体乙的初态压强为p2,体积为V2=S
温度为T2=273 K
此时对活塞Q有p1S+m0g=p2S
解得p2=p1+=1.2×105 Pa
P不再下降时气体甲的长度为l1'=6 cm,故要使活塞P返回到汽缸顶部,气体乙末状态时的气柱长为l2'=8.4 cm
此时弹簧伸长,形变量x=l2'-=1.2 cm
气体乙的末态压强为p2',体积为V2'=l2'S
温度为T2',此时对活塞Q,有p1'S+m0g+kx=p2'S
解得p2'=1.64×105 Pa
对气体乙,由理想气体状态方程有
解得T2'=435 K
则t=(435-273) ℃=162 ℃。
选修3-4
答案 (1)ACE
(2)(ⅰ)5 m/s
(ⅱ)y=0.2sin m t= s(n=0,1,2…)
解析 (1)光照到不透光小圆盘,在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑,证明光具有波动性,故A正确;雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的,故B错误;全反射从光密介质进入光疏介质才可能发生,故其内芯的折射率大于外套折射率,故C正确;根据Δx=可知,分别用紫光和绿光,用同一装置做双缝干涉实验,紫光波长小,紫光的干涉条纹间距小,故D错误;在玻璃片表面涂上增透膜,可大大减少反射光的强度,这是利用了光的干涉原理,故E正确。
(2)(ⅰ)由题图可知,波长为λ=2 m
根据题意可得+2T=1 s
解得T=0.4 s
波速v==5 m/s。
(ⅱ)设质点B的振动方程为y=0.2sin t+φ
t=0时y=0.1 m
解得φ=
则y=0.2sin m
当y=0.2 m时t= s
根据波的周期性,可知t=0时刻以后质点B出现在波峰的时刻为
t= s+nT= s(n=0,1,2…)。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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