高考物理选考题15分满分练(一)

选考题15分满分练(一)

33.【物理——选修3－3】(15分)

(1)(5分)下列说法中正确的是________。(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)

A.图1为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态①的温度比状态

②的温度高

B.图2为一定质量的理想气体状态变化的p－V图线，由图可知气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能先增大后减小

C.图3为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，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

D.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大；附着层内液体分子间的距离比液体内部分子间的距离小

E.能量耗散反映了与热现象有关的宏观自然过程具有不可逆性

(2)(10分)如图4所示，绝热汽缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，汽缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时，封闭气体温度为T，活塞距离汽缸底部的高度为h0，细管内两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，重力加速度为g，求：

图4

(ⅰ)U 形管内两侧水银柱的高度差；

(ⅱ)通过加热装置缓缓提高气体温度使活塞下降Δh 0，则此时的温度为多少？此加热过程中，若气体吸收的热量为Q ，则气体内能的变化为多少？

解析 (1)速率大的分子所占比例大的状态温度高，故选项A 正确；由pV T ＝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，故气体温度先升高后降低，而温度是分子平均动能大小的标志，故选项B 正确；由图3可知，r >r 0时分子力表现为引力，则随分子间距离增大分子力做负功，分子势能是增加的，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)设封闭气体的压强为p ，对活塞受力分析：

p 0S ＝pS ＋Mg (1分)

气体的压强p ＝p 0－ρg Δh (1分)

解得：Δh ＝M Sρ(1分)

(ⅱ)加热过程中气体的变化是等压变化

h 0S T 0＝（h 0＋Δh 0）S T

(2分) T ＝h 0＋Δh 0h 0

T 0(1分) 气体对外做功为W ＝pS Δh 0＝(p 0S －Mg )Δh 0(1分)

根据热力学第一定律：ΔU＝Q－W(2分) 可得：ΔU＝Q－(p0S－Mg)Δh0(1分)

答案(1)ABE(2)(ⅰ)M

Sρ(ⅱ)

h0＋Δh0

h0T0

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＝0.2 s时的波形图，A、B、C、D是介质中的四个质点，且质点B的振动方程为y B＝10sin 5πt(cm)，下列关于这列简谐波的说法正确的是________。(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

A.该列波沿x轴正方向传播

B.该列波沿x轴负方向传播

C.质点A的振动速度一定为5 m/s

D.质点D比质点C先回到平衡位置

E.再经过0.2 s，质点B的路程为20 cm

(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，其中光线Ⅰ沿半径方向从A处射入玻璃砖后，恰好在O点发生全反射。另一条光线Ⅱ平行于光线Ⅰ从最高点B射入玻璃砖后，

折射到MN边界上的P点，测得OP＝

3

3R。

图6 (ⅰ)求该玻璃砖的折射率；

(ⅱ)求光线能够从MN 边界射出的区域长度。

解析 (1)由质点B 的振动方程可知，下一时刻质点B 朝y 轴负方向运动，即可

得波沿着x 轴负方向传播，选项A 错误，B 正确；该波的周期T ＝2πω＝0.4 s ，波

长λ＝2 m ，则该波的传播速度v ＝λT ＝5 m/s ，波的传播速度并不等于质点的振动

速度，选项C 错误；因为质点D 朝着平衡位置振动，质点C 远离平衡位置振动，

故质点D 先回到平衡位置，选项D 正确；在0.2 s 时间内，质点B 的路程s ＝0.20.4

×4×10 cm ＝20 cm ，选项E 正确。

(2)(ⅰ)设光线Ⅱ的入射角和折射角分别为θ和β，因为光线Ⅰ恰好发生全反射，

则有sin θ＝1n (1分)

对光线Ⅱ，在△OPB 中，tan β＝3

3R R ＝33，

则β＝30°，sin β＝12(2分)

由折射定律可得n ＝sin θsin β＝1n 12

(1分)

解得n ＝2(1分)

(ⅱ)因为光线Ⅰ恰好在O 点发生全反射，则其左侧的光线在MN 边界上全部发生全反射，光线Ⅰ右侧光线均射到MN 边界上O 点的右侧，入射光线与圆弧相切时，经玻璃砖折射后能够到达MN 边界上的Q 点，则

OQ 即为光线射出的区域，光路如图所示，则有

sin 90°

sin α＝n ＝2(1分)

则sin α＝

2

2，α＝45°(2分)

由几何关系知，光线平行OB射出，

则l OQ＝R sin 45°＝

2

2R(2分)

答案(1)BDE(2)(ⅰ)2(ⅱ)

2 2R