选考题保分练(六)(选修3-3和3-4)
高中物理选修3-3、3-5试题汇编含答案汇总
高三物理选修3-3、3-5试题汇编含答案一、A ．（选修模块3－3）（12分）⑴关于下列现象的说法正确的是 ▲A ．甲图说明分子间存在引力B ．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好C ．丙图说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关D ．丁图水黾停在水面上的缘由是水黾受到了水的浮力作用⑵如图所示，两个相通的容器A 、B 间装有阀门S ，A 中充溢气体，分子与分子之间存在着微弱的引力，B 为真空。
打开阀门S 后，A 中的气体进入B 中，最终达到平衡，整个系统与外界没有热交换，则气体的内能 （选填“变小”、“不变”或“变大”），气体的分子势能 （选填“削减”、“不变”或“增大”）。
⑶2015年2月，美国科学家创建出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。
假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10-6g 的水分解为氢气和氧气。
已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M =1.8×10-2 kg/mol ，阿伏伽德罗常数N A =6.0×1023mol -1。
试求（结果均保留一位有效数字）：①被分解的水中含有水分子的总数N ； ②一个水分子的体积V 。
C ．（选修模块3－5）（12分）⑴下列说法正确的是A ．链式反应在任何条件下都能发生B ．放射性元素的半衰期随环境温度的上升而缩短C ．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的D ．依据E =mc 2可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简洁的正比关系⑵如图为氢原子的能级图，大量处于n =4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能 量不同的光子，其中频率最大的光子能量为 eV ，若用此光照耀到逸出功为2.75 eV 的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为 V 。
⑶太阳和很多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程110111e H H X e b a ν+→++是太阳内部的很多核反应中的一种，其中01e 为正电子，v e 为中微子，① 确定核反应方程中a 、b 的值；②略二、A.（选修模块3－3）（12分）⑴下列说法正确的是 .A ．液晶既具有液体的流淌性，又具有光学的各向异性B ．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显C ．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果S A B模拟气体压强产朝气理 丙 水黾停在水面上 丁 压紧的铅块会“粘”在一起 甲 油膜法测分子大小 乙 E /eV0 -0.54 -0.85 -13.612 3 4 5∞ n -3.40-1.51甲UIO 乙 D ．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数削减，气体的压强肯定减小⑵如图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶内快速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J ，橡皮塞的质量为20g ，橡皮塞被弹出的速度 为10m/s ，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体作为志向气体。
高中物理选修3-3：高中物理《选修3-3》全册基础过关题(含解析)
高中物理《选修3-3》全册基础过关题(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)1．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成．当稳压阀打开以后，燃气以气态从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则()A．燃气由液态变为气态的过程中不一定对外做功B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程D．燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用2．关于永动机不可能制成的下列说法中正确的是()A．第一类永动机违反了能量守恒定律B．第二类永动机违反了能量守恒定律C．第一类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性D．第二类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性3．下列关于分子间引力和斥力的说法中，错误的是()A．两张纸潮湿后很难分开说明分子间存在引力B．只有同种物质的分子间才存在分子力的作用C．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小D．表面平滑的太空船很容易“黏合”灰尘是因为分子力的作用4．被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿，就会重新鼓起来．这一过程乒乓球内的气体()A．吸热，对外做功，内能不变B．吸热，对外做功，内能增加C．温度升高，体积增大，压强不变D．压强增大，单位体积内分子数增多5．以下说法正确的是()A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的6．如图所示，对于液体在器壁附近发生的弯曲现象，下列说法中正确的是()A．表面层1内分子的分布比液体内部疏B．表面层2内分子的分布比液体内部密C．附着层1内分子的分布比液体内部疏D．附着层2内分子的分布比液体内部密7．在某一容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是() A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的C．容器以9.8 m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强为零D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强不一定相等8．一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化1→2→3过程，则三个状态的温度之比是()A．1∶3∶5 B．3∶6∶5C．3∶2∶1 D．5∶6∶39．如图所示，活塞将汽缸分成两个气室，汽缸壁、活塞、拉杆是绝热的，且都不漏气，U A和U B分别表示A、B气室中气体的内能．则将拉杆向外拉动的过程中()A．U A不变，U B变小B．U A增大，U B不变C．U A增大，U B变小D．U A不变，U B增大10.如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水．在水加热升温的过程中，被封闭的空气() A．内能增大B．压强增大C．分子间引力和斥力都减小D．所有分子运动速率都增大11.如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是()A．从状态d到c，气体不吸热也不放热B．从状态c到b，气体放热C．从状态a到d，气体对外做功D．从状态b到a，气体吸热12.如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则()A．A管内空气柱将变长B．A管内空气柱将变短C．两管内水银柱高度差将增大D．两管内水银柱高度差将减小明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(9分)体积为1.2×10－3cm3的油滴在静止的水面上扩展为4 m2的单分子油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为____________m，1 mol这种油的体积为____________m3，油分子质量为____________．(油的密度为0.8×103kg/m3) 14．(9分) 若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.15．(10分)一高压气体钢瓶，容积为V0，用绝热材料制成，开始时封闭的气体压强为p0，温度为T0＝300 K，内部气体经加热后温度升至T1＝350 K，求：(1)温度升高至T1时气体的压强；(2)若气体温度保持T1＝350 K不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强再回到p0，此时钢瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值为多少？16．(12分)如图所示，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S.在t时间内集热箱里气体膨胀对外做的功数值为W，其内能增加了ΔU，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收，求：(1)这段时间内集热箱内气体共吸收的热量；(2)此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率．参考答案与解析1．164] C2．165]解析：选AD.第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热传递的方向性．因此，正确选项为A、D.3．166]解析：选BC.两张潮湿的纸靠得很近，使分子间的距离变得很小，进入了分子力的作用范围，分子力表现为引力，A正确；不同物质的分子间也存在相互作用力，B错误；当分子间的距离减小时，分子斥力和引力都增大，斥力增大得快，C错误；当表面平滑的太空船在太空中与灰尘相互摩擦时，可以使飞船表面与灰尘的距离达到分子力的作用范围而发生“黏合”，因此是分子力的作用，D正确．所以选B、C.4．167]解析：选B.乒乓球内的气体吸收热量后，温度升高，内能增加，体积变大，对外做功，A错误，B正确．乒乓球能鼓起来，说明内部气体的压强一定增大，单位体积内分子数减少，C、D均错误．5．168]解析：选A.热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能虽然是可再生能源，由热力学第二定律可知，效率不可能达到100%，C错；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，D错．6．169]解析：选A.表面层1、2内的分子分布都比液体内部疏，分子引力起主要作用，出现表面张力．而附着层1内分子的分布比液体内部密，出现浸润现象，附着层2内分子的分布比液体内部疏，出现不浸润现象，所以B、C、D都错．7．170]解析：选B.气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的平均动能和单位体积内的分子数决定，故A、C、D错误，B正确．8．171]解析：选B.根据理想气体状态方程计算可得B项正确．9．172]解析：选C.该题中的汽缸壁、活塞、拉杆是绝热的，说明汽缸中的气体与外界不发生热交换．对A气室中的气体，若以ΔU A表示其内能的增量，则由热力学第一定律有ΔU A＝Q A＋W A，因为Q A＝0，则ΔU A＝W A.在题述过程中，因A气室中气体的体积减小，外界(活塞)对气体做功，W A>0，所以ΔU A>0，即U A增大．同理，B气室中气体的体积增大，气体对外界(活塞)做功，W B<0，所以ΔU B<0，即U B 减小．故选C.10．173]解析：选AB.空气体积不变，故做功为0，即W＝0.又因为外壁隔热，而内壁由于水的升温会吸收热量，故Q>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可得ΔU>0，内能增加，A正确；空气体积不变，分子数密度不变，气体内能增加，温度升高，分子热运动变剧烈，对器壁撞击加强，故压强变大，B 正确；分子间距离不变，故作用力大小不变，C 错误；气体温度升高，分子的平均热运动速率加快，不代表每一个分子运动都加快，D 错误．11．174] 解析：选BCD.从状态d 到c ，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故选项A 错；气体从状态c 到状态b 是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)，就一定要伴随放热的过程，故选项B 对；气体从状态a 到状态d 是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，选项C 对；气体从状态b 到状态a 是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故选项D 对．12．175] 解析：选BC.将B 管慢慢地提起，可以认为气体温度不变．封闭气体的压强增大，体积减小，所以空气柱将变短，而p A ＝p 0＋p h ，所以高度差将增大．13．176] 解析：油分子的直径d ＝V S ＝1.2×10－3×10－64m ＝3×10－10m 一个油分子的体积V ＝16πd 3 1 mol 油的体积V 0＝V ·N A ＝16×3.14×(3×10－10)3×6.02×1023m 3≈8.5×10－6m 3 1 mol 油的质量M 0＝ρV 0一个油分子的质量m ＝M 0N A ＝ρVN A N A ＝ρ·16πd 3≈1.1×10－26kg. 答案：3×10－10 8.5×10－6 1.1×10－26kg14．177] 解析：热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，温度不变ΔU ＝0，W ＝－0.6 J ，则Q ＝0.6 J ，所以吸热．W ′＝－0.1 J ，Q ′＝0.3 J ，ΔU ′＝0.2 J ，内能增加．答案：吸收 0.6 0.215．178] 解析：(1)由查理定律可得：p 0T 0＝p 1T 1，解得：p 1＝T 1T 0p 0＝76p 0. (2)由玻意耳定律可得：p 1V 0＝p 0V ，解得：V 0V ＝67，因此剩余气体的质量与原来质量的比值为6∶7.答案：(1)76p 0 (2)6∶7 16．179] 解析：(1)设吸收的热量为Q ，根据热力学第一定律得：ΔU ＝－W ＋Q ，Q ＝ΔU ＋W .(2)在垂直集热板单位面积上的辐射功率：P ＝Q Stη＝ΔU ＋W St ×50%＝2（ΔU ＋W ）St.2（ΔU＋W）答案：(1)ΔU＋W(2)St。
2018年高考物理二轮复习保分小题自主演练：专题六第14讲选修3-3部分 含解析 精品
专题六选修部分第14讲选修3-3部分(均为“5选3”选择题型)1．下列说法正确的是()(导学号57180071)A．分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小B．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果C．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面的观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显E．由热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传到高温物体解析：分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小，A正确；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，主要是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热，从而温度降低的缘故，故B正确；漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是由于表面张力的作用，故C错误；悬浮在液体中的布朗颗粒越小，布朗运动越明显，故D 错误；在外界做功的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱，E正确．答案：ABE2．以下说法正确的有()(导学号57180072)A．布朗运动是悬浮在液体中固体分子所做的无规则运动B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小E．温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大解析：布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒所做的无规则运动，不是固体分子的运动，选项A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项B正确；液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点，选项C正确；当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越大，选项D错误；温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，选项E正确；故选BCE.答案：BCE3．下列说法正确的是()(导学号57180073)A．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低B．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高解析：温度是分子平均动能的标志，减弱气体分子热运动的剧烈程度，则气体的温度可以降低，故A正确；气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，故B正确；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，故C错误；若气体吸收热量的同时，对外做功，若对外做功大于吸收的热量，则内能可能减小，故D错误；气体在等压膨胀过程中由理想气体状态方程可知，温度一定升高，故E正确．答案：ABE4．下列说法正确的是()(导学号57180074)A．对于一定质量的理想气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大B．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性C．把一枚针放在水面上，它会浮在水面上，这是水表面存在表面张力的缘故D．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力E．单晶体的各向异性是由晶体微观结构决定的解析：根据理想气体状态方程p1V1T1＝p2V2T2，体积不变，温度越高，则压强越大，故A正确；热传递的方向性指的是自发传递热量的情况，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故B错误；水的表面层分子间距较大，分子力表现为引力，这种分子之间的引力使液面具有收缩的趋势，针轻放在水面上，它会浮在水面上，正是由于水表面存在表面张力的缘故，故C正确；分子间的引力和斥力是同时存在的，故D错误；单晶体各向异性是由晶体微观结构决定的，故E 正确；故选ACE.答案：ACE一、选择题(均为“5选3”多选题)1．(2017·武汉调研)关于固体和液体，下列说法正确的是()A．晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，其有空间周期性，因而原子是固定不动的B．毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D．在密闭容器中，液面上方的蒸汽达到饱和状态时，从宏观上看蒸发现象停止E．空气中水蒸气的实际压强越大，相对湿度就越大解析：单晶体中的原子都是按照一定的规律周期性排列的，但原子并不是固定不动的，而是在其平衡位置附近振动，故A错误；毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果，B正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故C正确；液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，D正确；在温度一定的条件下，水蒸气的实际压强越大，相对湿度越大，故E错误．答案：BCD2．下列说法正确的是()(导学号57180140)A．空气中PM2.5的运动属于分子热运动B．与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行C．一定质量理想气体等温膨胀，一定从外界吸热D．利用液晶的各向同性可以制作显示元件E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢解析：“PM2.5”是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，PM2.5尺度大于空气中分子的尺寸的数量级，A错误；热力学第二定律的微观意义是“一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行”，B正确；根据热力学第一定律，等温膨胀，内能不变，气体对外做功，一定从外界吸热，C正确；利用液晶的各向异性可以制作显示元件，D错误；空气相对湿度是指空气绝对湿度与饱和汽压的比值，相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，E正确．故选BCE.答案：BCE3．(2017·晋城二模)将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图象如图所示，则下列说法正确的是()A．分子Q由A运动到C的过程中，先加速再减速B．分子Q在C点时分子势能最小C．分子Q在C点时加速度大小为零D．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大E．该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律解析：分子Q由A运动到C的过程中，两分子一直受吸引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，选项A错误，选项B正确；分子Q在C点时受到的分子力为零，故Q在C点时加速度大小为零，选项C正确；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，分子先是吸引力先增后减，然后到C 点左侧时分子力为斥力逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，选项D正确；该图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变化的规律，气体分子距离一般大于10r0，选项E错误；故选BCD.答案：BCD4．下列说法正确的是()(导学号57180141)A．气体的温度降低，每个气体分子的速度都一定有不同程度的减小B．气体的温度降低，不一定放出热量C．气体的温度升高，气体分子的平均动能一定增大，气体压强可能不变D．一定量气体的体积减小，气体分子之间的作用力一定减小E．一定量理想气体，经历等温膨胀过程，气体一定吸热解析：A.温度是分子平均动能的标志，但温度升高，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，并不是每个分子的速率都增大，这是统计规律，同理：气体温度降低时，不是每个气体分子的运动速率一定都减小，故A错误；B．气体对外做功时，气体温度也会降低，所以气体温度降低不一定是放出热量的结果，故B正确；C．气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，那么压强不一定增大，还与体积有关，C正确；D．一定量气体的体积减小，气体分子之间的作用力不一定减小，有可能增大，故D错误；E．一定质量的理想气体在等温膨胀时，对外做功，内能不变，故由热力学第一定律可知，气体要吸热，故E正确．答案：BCE5．(2017·南昌十校二模)下列说法正确的有()A．1 g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多B．气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C．物体内能增加，温度不一定升高D．物体温度升高，内能不一定增加E．能量在转化过程中守恒，所以我们可以将失去的能量转化回我们可以利用的能量，以解决能源需求问题解析：水的摩尔质量为18 g/mol，故1 g水的分子数为N＝118×6×1023＝3.3×1022(个)，远大于地球的总人口数，故A错误；气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的，取决于分子数密度和平均动能，故B正确；物体内能与温度和体积有关，故物体内能增加，温度不一定升高，故C正确；物体内能与温度和体积有关，物体温度升高，内能不一定增加，故D正确；能量在转化过程中守恒，总能量守恒，但能源可利用的品质是下降的，故我们不可能将失去的能量转化回我们可以利用的能量，故E错误；故选BCD.答案：BCD6.一定质量的理想气体从状态a开始，经历等压过程a→b，等温过程b→c，然后从c→a，回到原状态，其p–T图象如图所示，其中ca是直线，其延长线过原点O.下列判断正确的是()A．气体在a、c两状态的体积相等B．气体在状态b时的内能等于它在状态c时的内能C．在过程a→b中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D．在过程b→c中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E．在过程c→a中气体向外界放出的热量等于气体内能的减少解析：根据pVT＝C可知：p＝CV T，故若pT线为直线时V恒定，则气体在a、c两状态的体积相等，选项A正确；在b、c两个状态的温度相同，则气体在状态b时的内能等于它在状态c时的内能，选项B正确；在过程a→b中气体压强不变，温度升高，内能增加，则体积变大，气体对外做功，则气体吸收的热量大于气体对外做的功，选项C错误；在过程b→c中气体温度不变，内能不变，压强变大，体积减小，外界对气体做功等于气体放出的热量，选项D错误；在过程c→a中气体体积不变，温度降低，内能变小，气体向外界放出的热量等于气体内能的减小，选项E正确；故选ABE.答案：ABE二、计算题7.(2017·赣中南五校联考)如图所示，用质量为m、面积为S的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的气缸中，当环境的热力学温度为T0时，活塞与气缸底部的高度差为h0，由于环境温度逐渐降低，活塞缓慢向上移动距离Δh.若外界大气压恒为p0，密封气体的内能U与热力学温度T的关系为U＝kT(k为取正值的常数)，气缸导热良好，与活塞间的摩擦不计，重力加速度大小为g，求此过程中：(导学号57180142)(1)外界对密封气体做的功W ；(2)密封气体向外界放出的热量Q .解析：(1)塞缓慢移动的过程，封闭气体做等压变化，有W ＝pS Δh ，其中pS ＝p 0S －mg解得W ＝(p 0S －mg )Δh .(2)根据热力学第一定律可知，该过程中气体减少的内能为ΔU ＝Q －W由U ＝kT 可知ΔU ＝k ΔT ，此处ΔT 仅为数值根据盖—吕萨克定律可得h 0S T 0＝（h 0－Δh ）S T 0－ΔT解得Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0S －mg ＋kT 0h 0Δh . 答案：(1)(p 0S －mg )Δh (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0S －mg ＋kT 0h 0Δh 8.如图所示，“13”形状的各处连通且粗细相同的细玻璃管竖直放置在水平地面上，只有竖直玻璃管FG 中的顶端G 开口，并与大气相通，水银面刚好与顶端G 平齐．AB ＝CD ＝L ，BD ＝DE ＝L 4，FG ＝L 2.管内用水银封闭有两部分理想气体，气体1长度为L ，气体2长度为L 2，L ＝76 cm.已知大压压强p 0＝76 cmHg ，环境温度始终为t 0＝27 ℃，现在仅对气体1缓慢加热，直到使BD 管中的水银恰好降到D 点，求此时：(1)气体2的压强p 2为多少厘米汞柱？(2)气体1的温度需加热到多少摄氏度？(计算结果保留三位有效数字)?解析：(1)加热气体1时，气体2的温度、压强、体积均不改变，p 2＝p 0＋L 4＝⎝ ⎛⎭⎪⎫76＋764 cmHg ＝95 cmHg. (2)对于气体1，设玻璃管横截面积为S ，则有p 0V 1T 0＝p 2V T 2V 1＝LS ，V 2＝54LS ，p 0＝76 cmHg ，p 2＝95 cmHg ，T 0＝t 0＋273＝300 K ，解得T 2≈468.75 Kt 2≈196 ℃.答案：(1)95 cmHg (2)196 ℃9．(2017·张家口模拟)一端封闭而另一端开口的玻璃管总长L ＝62 cm ，初始时玻璃管开口向上竖直静止放置，管中有一段高h ＝5 cm 的水银柱封闭了一段长l 1＝35 cm 的空气柱，如图甲．接着将玻璃管缓慢旋转至开口向下的竖直位置，如图乙，此时上端空气柱的长度变为l 2＝40 cm.气体的温度保持不变．(1)求大气压强p 0为多少 cmHg ；(2)从玻璃管管口塞入一个薄活塞，活塞不漏气，缓慢向上推动活塞，直到上端空气柱的长度恢复为l1＝35 cm，如图丙，求此时活塞离管口的距离d.解析：(1)空气柱原来的气压为p1＝p0＋h，倒立后空气柱的气压为p2＝p0－h，气体发生等温变化有：p1l1S＝p2l2S，代入数据解得大气压强p0＝75 cmHg.(2)上端空气柱的长度恢复为l1，气压恢复为p3＝p1＝75 cmHg＋5 cmHg＝80 cmHg下方封闭的气柱压强为p′＝p3＋h气体同样发生等温变化，有：p0(L－l2－h)S＝p′l′S代入数据解得最后下方封闭的气柱长度为l′＝15 cm此时活塞离管口的距离：d＝L－l1－h－l′＝7 cm.答案：(1)75 cmHg(2)7 cm10．一粗细均匀的J形玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端(足够长)开口向上，短臂内封有一定质量的理想气体，初始状态时管内各段长度如图甲所示，密闭气体的温度为27 ℃，大气压强为75 cmHg.求：(1)若沿长臂的管壁缓慢加入5 cm长的水银柱并与下方的水银合为一体，为使密闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？(2)在第(1)问的情况下，再使玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180°，稳定后密闭气体的长度为多少？(3)在图乙所给的pT坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程．解析：(1)已知p1＝p0＝75 cmHg，T1＝(273＋27)K＝300 K，p2＝p0＋5 cmHg＝80 cmHg，则由p1T1＝p2T2，解得T2＝320 K.(2)假设玻璃管旋转180°后短臂内无水银，水平管内水银柱长为x，则有p2＝80 cmHg，p3＝p0－(10＋10＋10＋5－x)cmHg＝(40＋x)cmHgV3＝S(18＋10＋10－x)＝S(38－x)由p2V2＝p3V3可得80×18＝(40＋x)(38－x)解得x＝8 cm与假设相符，故假设成立．则密闭气体的长度为(18＋10＋10－x)＝30 cm.(3)p3＝48 cmHg，变化过程如图所示：答案：(1)320 K(2)30 cm(3)见解析。
新人教版高考物理一轮复习题及答案解析 选修3-3
选考题专练卷[选修3－3]1．(1)以下说法正确的是________。
A．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征B．液体的分子势能与液体的体积有关C．水的饱和汽压不随温度变化D．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”(2)如图1所示，在内径均匀两端开口、竖直放置的细U形管中，两边都灌有水银，底部封闭一段空气柱，长度如图所示，左右两侧管长均为h＝50 cm，现在大气压强为p0＝75 cmHg，气体温度是t1＝27 ℃，现给空气柱缓慢加热到t2＝237 ℃，求此时空气柱的长度。
图12．(1)下列有关热学知识的论述正确的是________。
A．两个温度不同的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传给低温物体，也可以自发地从低温物体传给高温物体B．无论用什么方式都不可能使热量从低温物体向高温物体传递C．第一类永动机违背能量的转化和守恒定律，第二类永动机不违背能量的转化和守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动却是有规律的(2)如图2所示，可自由滑动的活塞将圆筒形汽缸分成A和B两部分，汽缸底部通过阀门K与另一密封容器C相连，活塞与汽缸顶部间连一弹簧，当A、B两部分真空，活塞位于汽缸底部时，弹簧恰无形变。
现将阀门K关闭，B内充入一定质量的理想气体，A、C内均为真空，B部分的高度L1＝0.10 m，此时B与C的体积正好相等，弹簧对活塞的作用力恰等于活塞的重力。
若把阀门K打开，平衡后将整个装置倒置，当达到新的平衡时，B部分的高度L2是多少？(设温度保持不变)图2[选修3－4]1．(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图3甲所示，波此时恰好传播到M点。
图乙是质点N(x＝3 m)的振动图像，则Q点(x＝10 m)开始振动时，振动方向为________，从t＝0开始，终过________s，Q点第一次到达波峰。
2019年高考物理三轮冲刺考前抢分必做选考题专练(选修3-4)
解析根据单摆的周期公式T＝2πL T24π2选考题专练(选修3－4)1.有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的D IS系统较准确的探究了单摆周期T和摆长L的关系.然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T2—L图象，如图1甲所示，已知天津市比上海市的纬度高.另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示.则下列说法正确的是()图1A.甲图中“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是BB.甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度C.由乙图可知，a、b两摆球振动周期之比为3∶2D.由乙图可知，a、b两单摆摆长之比为4∶9E.由乙图可知，t＝2s时b球振动方向是沿＋y方向答案ADEg，L＝g，即甲图中图象的斜4π2率为g，纬度越高，重力加速度越大，斜率越小，所以“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是B，选项A对.斜率不是重力加速度4π2B错.a、b两摆球振动周期之比为2∶3，选项C错.由而是g，选项T24π2于都在同一地，重力加速度相等，根据L＝g可判断周期平方与摆长成正比，所以摆长之比为4∶9，选项D对.t＝2s时，质点b在平衡位置，后一时刻质点b在平衡位置以上，所以t＝2s时b球振动方向是沿＋y方向，选项E对.2.一块底面镀银的矩形玻璃砖放入水槽中，一细光束以入射角i＝53°斜射入水中，经过折射和反射后从水面射出.测得光束入射点和出射点的距离为x，玻璃砖厚度为d，玻璃砖上表面到水面高度为h，如图24所示.已知水的折射率为n1＝3，sin53°＝0.8.图2(1)求细光束在玻璃砖上表面的入射角.(2)玻璃砖的折射率n与测得量d、h、x的关系式.2答案见解析解析(1)根据题述，画出光路图如图所示.sin i＝sinα，由折射定律，n1解得：sinα＝0.6，α＝37°.即细光束在玻璃砖上表面的入射角为37°.1(2)细光束射向玻璃砖的上表面，由折射定律，n ＝sin β，n sin α 2解得 sin β＝0.45n 2.由图中几何关系，x ＝2h tan α＋2d tan β，联立解得：x ＝1.5h ＋ 0.9dn 2 . 1－(0.45n 2)23.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答案 ACD解析 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，选项 A 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，选项 B 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，选项 C 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Δx＝(n＋)λ(n＝0、1、2、3...)始计时，以减小实验误差，选项D正确.沙漠中的“蜃景”现象是光的折射和全反射现象引起的，选项E错误.4.两质点所在的直线传播，其间距为Δx＝6m.如图3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.图3答案见解析解析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14又因为4m<λ<5m，所以n＝1，λ＝4.8mλ则波速由v＝T可得v＝12m/s3若波由B向A传播，则有Δx＝(n＋4)λ(n＝0、1、2、3…)在4m<λ<5m时，n无解故波由A向B传播，波速为12m/s.5.一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5m，如图4所示，图中实线表示a点的振动图象，图中虚线表示b点的振动图象，则下列说法中正确的是________.λ 此波的传播速度可能为 v ＝T ＝ m /s ，其中 n ＝0,1,2,3，故传播1＋12ns图 4π A.质点 a 的振动方程为 y ＝2sin (10πt ＋6) cmB.从 0 时刻起经过 0.40 s ，质点 a 、b 运动的路程均为 16 cmC.在 t ＝0.45 s 时质点 b 又回到平衡位置D.在 0.1～0.15 s 内，质点 b 向 y 轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动E.此波的传播速度可能为 1.2 m/s答案 ABD解析 由图象可知，周期 T ＝0.2 s.在 t ＝0.40 s 时质点 b 又回到平衡位置，在 t ＝0.45 s 时质点 b 到达最大位移处，选项 C 错误.根据题述 a 、 λ 30 b 两点的平衡位置相距 2.5 m ，可得12＋nλ＝2.5 m ，解得：＝1＋12n m. λ 150 …速度不可能为 1.2 m/，选项 E 错误. 6.一立方体透明物体横截面如图 5 所示，底面 BC 和右侧面 CD 均镀银(图中粗线)，P 、M 、Q 、N 分别为 AB 边、BC 边、CD 边、AD 边的中点，虚线在 ABCD 所在的平面内并与 AB 平行.虚线上有一点光源 S ，从 S 发出一条细光线射到 P 点时与 P A 的夹角成 30°，经折射后直接射到 M 点，从透明物体的 AD 面上射出后刚好可以回到 S 点.试求：(计算中可能会用到 2＝1.41， 6＝2.45，sin 15°＝0.26)图 5(1)透明物体的折射率 n ；(2)若光在真空中的速度为 c ，正方形 ABCD的边长为 a ，则光从 S 点发出后，经过多长时间射回 S 点？答案 见解析解析 (1)根据题意作光路图，光线在 P 点发生折射时，入射角为 60°，折射角为 45°sin 60°6故透明物体的折射率 n ＝sin 45°＝ 2 ≈1.2252(2)连接 PN ，由几何关系可得 PN 、PM 、QN 、QM 的长均为 2 a ，∠PSN PN2＝30°，SN ＝SP ＝sin 15°c光在透明物体中的速度 v ＝n光在透明物体中传播所用的时间PM ＋QM ＋QNt 1＝ vSP ＋SN光在透明物体外传播所用的时间 t 2＝ c故光从 S 点发出到射回 S 点所经历的总时间at ＝t 1＋t 2≈5.3c s。
高三物理选修3-4专项练习
高三物理选修3-4专项练习1、【物理一选修 3-4】（15分）（1） （6分）A 、B 两列简谐横波均沿 x 轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、 乙所示，经过时间t （t 小于A 波的周期T A ），这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁 所示，则A 、B 两列波的波速V A 、V B 之比可能是 _____________________（2）（9分）如上图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC. AC 边长为L , / B=30 0 ,光线P 、Q 同时由AC 中点射入玻璃砖，其中光线 直BC 边射出。
光速为 c,求：① 玻璃砖的折射率；② 光线P 由进人玻璃砖到第一次由 BC 边出 射经历的时间。
2、【物理一选修 3-4】（15分）（1） （ 5分）下列说法正确的是（ ）A .机械波的振幅与波源无关B •机械波的传播速度由介质本身的性质决定C .一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短D •禾U 用紫外线可以进行电视机等电器的遥控E .在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变窄 （2） （10分）半径为 R 的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，0点为圆心，00'为边夹角为45°。
发现光线Q 第一次到达BC 边后垂 A . 1:1C . 1:2 B . 2:1D . 3:1E . 1:3P 方向垂直AC 边，光线Q 方向与AC直径MN的垂线•足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与径方向与00成0= 30°角射向0点，已知复色光包含有折射率从m= 2到n2= ,3的光束，因而光屏上出现了彩色光带.（1）求彩色光带的宽度；（2）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求B 角至少为多少?3、【物理一一选修3-4】（15分）（1） （6分）一列沿着x 轴正方向传播的横波， 在t=0时刻的波形如图甲所示， 图甲中某质点的振动图像如图乙所示。
2021届高考一轮模块总复习单元训练试题之选修3-3,3-4(word版 含答案)
2021届高考一轮模块总复习单元训练题之选修3-3，3-4一、选择题(本题包括8小题，在每小题给出的选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的．)1．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法正确的是()A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C．温度越低PM2.5活动越剧烈D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒的运动更为剧烈2．下列说法正确的是()A．当两分子间的距离大于r0时，分子间的距离越大，分子势能越小B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．在空气中一定质量的100 ℃的水吸收热量后变为100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能D．对一定质量的气体做功，气体的内能不一定增加E．热量不能从低温物体向高温物体传递3．下列说法正确的是()A．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体B．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加C．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故D．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子间的势能增加E．布朗运动是指在显微镜下看到的液体分子的无规则运动4．一定质量的理想气体从状态a开始，其变化过程的V－T图象如图所示，其中ab和cd均与T轴平行．对此气体，下列说法正确的是()A．在过程ab中气体的压强增大B．在过程bc中气体对外做功，内能减小C．在过程cd中气体对外放出热量，内能减小D．在过程da中气体吸收热量，内能增大E．气体在状态b的压强是在状态c的压强的2倍5．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是()A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻的位移相等，则这两个时刻的加速度也一定相等B．单摆运动到最低处时，速度达到最大，加速度为零C．做受迫振动的物体，当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大D．机械波传播时，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移E．在两列波的叠加区域，若某一质点到两列波的波源的距离相等，则该质点的振动一定加强6．下列说法正确的是()A．偏振光可以是横波，也可以是纵波B．泊松亮斑支持了光的波动说C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象D．光学镜头上的增透膜的原理是光的干涉E．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射7．一简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，t＝0时刻，O点开始由平衡位置沿y轴正方向运动，经t＝0.2 s，O点第一次到达正方向最大位移处，某时刻该波的波形图如图所示，下列说法正确的是()A．该波的波速为5 m/sB．质点M与质点N的运动方向总是相反C．在0～0.2 s的时间内质点M通过的路程为1 mD．在t＝2.6 s时刻，质点M处于平衡位置，且沿y轴负方向运动E．图示波形图可能是t＝1.2 s时刻的波形图8．白光是由多种单色光构成的复合光，点光源S发出的一束白光由空气斜射到横截面为矩形acdb的玻璃砖上的O点，S、O和d三点位于同一直线上，θ为入射角，如图所示，下列说法正确的是()A．当θ增大时，光可能在ab界面上发生全反射B．当θ增大时，光可能射到bd界面上，并可能在bd界面上发生全反射C．射到cd界面上的光，一定不能在cd界面上发生全反射D．从cd界面射出的各种色光一定互相平行E．若所有色光均能从cd界面射出，则从cd界面射出的所有色光会再次复合成白光二、非选择题9．如图所示，用“插针法”测定一块两面不平行的玻璃砖的折射率，以下是几个主要操作步骤：a．在平木板上固定白纸，将玻璃砖放在白纸上；b．用笔沿玻璃砖的边缘画界面AA′和BB′(如图甲所示)；c．在AA′上方竖直插针P1、P2；d．在BB′下方竖直插针P3、P4，使P1、P2、P3、P4在一条直线上如图甲．(1)以上步骤有错误的是________(填步骤的字母代号)．(2)改正了错误操作并进行正确的操作和作图后，该同学作的光路图如图乙所示，其中P1、P2垂直于AA′，测量出了θ、β的角度，则该玻璃砖的折射率n＝________.10．用双缝干涉实验测光的波长，实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝的距离L1＝60 mm，双缝到屏的距离L2＝700 mm，单缝宽d1＝0.10 mm，双缝间距d2＝0.25 mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心之间的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心，如图乙所示，记下此时手轮的读数，转动手轮，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮的刻度．(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1＝_______ mm，对准第4条时读数x2＝_______ mm，相邻两条亮纹间的距离Δx ＝________ mm.(2)计算波长的公式λ＝________，求得的波长值是________ nm(保留三位有效数字)．11.如图所示，上端开口的光滑圆柱形绝热汽缸竖直放置，质量m＝5 kg、横截面积S＝50 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，在汽缸内某处设有体积可忽略的卡环a、b，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强，温度为300 K．现通过内部电热丝缓慢加热缸内气体，直至活塞恰好离开a、b.已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2.(1)求汽缸内气体的温度；(2)继续加热汽缸内的气体，使活塞缓慢上升H＝0.1 m(活塞未滑出汽缸)，气体的内能的变化量为18 J，则此过程中气体是吸热还是放热？传递的热量是多少？12.如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°，BC边长度为L.一束垂直于AB边的光线自AB边的P点射入三棱镜，AP长度d<L，光线在AC边同时发生反射和折射，反射光线和折射光线恰好相互垂直．已知光在真空中的速度为c.求：(1)三棱镜的折射率；(2)光从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间．参考答案一.选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 BDEBCD ABD ACD ACD BDE ADE BCD二.非选择题9． (1)b 、d (2)cos θcos β(2)n ＝sin i sin γ＝sin (90°－θ)sin (90°－β)＝cos θcos β. 10． (1)2.190 7.868 1.893 (2)d 2L 2Δx 676 11．解：(1)气体的状态参量为T 1＝300 K ，p 1＝p 0＝1.0×105 Pa.对活塞由平衡条件得p 2S ＝p 0S ＋mg ，解得p 2＝1.1×105 Pa ，由查理定律得p 1T 1＝p 2T 2，解得T 2＝330 K. (2)继续加热时，气体做等压变化，体积增大，则温度升高，内能增大，气体膨胀对外界做功，则外界对气体做的功W ＝－p 2SH ＝－55 J.根据热力学第一定律有ΔU ＝W ＋Q ，气体吸收的热量Q ＝ΔU －W ＝73 J.12．解： (1)光线到达AC 边的Q 点，入射角为i ，折射角为r ，根据题意可知i ＋r ＝90°，由几何知识可得i ＝30°，则r ＝60°，由折射定律n ＝sin r sin i 可得三棱镜的折射率为n ＝3；(2)光线反射到AB 边的M 点，入射角为i ′＝60°，因为sin i ′＝32>1n ＝sin C ，所以光在M 点发生全反射，光线反射到BC 边的N 点，恰好垂直于BC 边第二次射出三棱镜，由几何知识得PQ ＝d tan30°＝33d ，QM ＝2PQ ，MN ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L sin 30°－2d cos30°＝3(L －d )，光在三棱镜中的传播速度v ＝c n ， 光从P 点射入到第二次射出三棱镜经过的时间为t ＝PQ ＋QM ＋MN v ， 解得t ＝3L c .。
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四、选考题增分练选修3－3 增分练(一)1．[物理——选修3－3](15分)(1)(6分)关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是________(填正确答案标号．选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分．每选错一个扣3分，最低得分为0分)A ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B ．当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大C ．一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少D ．水的饱和汽压随温度的升高而增大E ．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用(2)(9分)如图所示，竖直放置的足够长圆柱形绝热汽缸内封闭着1 mol 单原子分子理想气体，气体温度为T 0.活塞的质量为m ，横截面积为S ，与汽缸底部相距h ，现通过电热丝缓慢加热气体，活塞上升了h .已知1 mol 单原子分子理想气体内能表达式为U ＝32RT ，大气压强为p 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸的摩擦．求：①加热过程中气体吸收的热量；②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m 1时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度．解析：(2)①加热前，活塞平衡，有：p 1S ＝mg ＋p 0S ①加热过程，气体等压膨胀，由盖-吕萨克定律，得：hS T 0＝2hS T 1②解得：T 1＝2T 0由题给条件得，加热过程气体内能的增量为：ΔU＝32R(T1－T0)＝32RT0 ③此过程，气体对外做功为：W＝－p1Sh ④由热力学第一定律ΔU＝W＋Q解得，气体吸收的热量为：Q＝32RT0＋(p0S＋mg)h②添加砂粒后，活塞平衡，有：p2S＝(m＋m1)g＋p0S ⑤由查理定律有：p1 T0＝p2T2⑥解得：T2＝mg＋m1g＋p0Smg＋p0ST0答案：(1)CDE(2)①32RT0＋(p0S＋mg)h②mg＋m1g＋p0Smg＋p0ST02．[物理——选修3－3](15分)(1)(5分)下列说法正确的是________．(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) A．物体的内能是物体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和B．布朗运动就是液体分子或者气体分子的热运动C．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的D．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小E．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同(2)如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为l A＝40 cm，右管内气体柱长为l B＝39 cm.先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg，求：①A端上方气柱长度；②稳定后右管内的气体压强．解析：(1)物体的内能是物体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和，A 正确；布朗运动是悬浮颗粒的运动，不是液体分子或者气体分子的热运动，B错误；利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的，不违背能的转化守恒定律和热力学第二定律，C正确；气体分子间距离减小时，分子间引力、斥力都增大，D错误，E正确．(2)①设A端上方气柱长度为l1.由题可知，插入水银槽后左管内气体压强为p1＝p0＋ρgΔh＝80 cmHg由玻意耳定律得p0l a＝p1l1所以A端上方气柱长度为l1＝38 cm②设右管水银面上升h，则右管内气柱长度为l B－h，气体压强为p1－2ρgh.由玻意耳定律得p0l B＝(p1－2ρgh)(l B－h)解得h＝1 cm所以右管内气体压强为p2＝p1－2h＝78 cmHg答案：(1)ACE(2)①38 cm②78 cmHg选修3－3增分练(二)1．[物理——选修3－3](15分)(2018·河南省平顶山市高三二模)(1)(5分)下列说法正确的是________．(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) A．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性的光学性质C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律D．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高E．晶体熔化时吸收热量，其分子平均动能不变(2)(10分)如图所示，直立的汽缸中有一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，周围环境温度保持不变．开始时活塞恰好静止在A处，现轻放一物体在活塞上，活塞下移．经过足够长时间后，活塞系统停在B点，已知AB＝h，B处到汽缸底部的距离为h，大气压强为p0，重力加速度为g.求：①物体将活塞压至B处平衡时，缸内气体的压强p2；整个过程中，缸内气体是吸热还是放热，简要说明理由；②已知初始温度为27 ℃，若升高环境温度至T1，活塞返回A处达稳定状态，T1的值是多大．解析：(2)①设活塞静止在A处时，气体压强为p1.对活塞受力分析，由平衡条件可得p1S＝p0S＋mg物体将活塞压至B处平衡时，缸内气体的压强为p2，对封闭气体由理想气体状态方程可得p2Sh＝p1S·2h联立解得p2＝2p0＋2mg S理想气体温度不变，则内能不变，压缩气体，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体向外放热．②环境温度升高，汽缸中气体体积增大，此过程中压强不变，由盖－吕萨克定律可得V 0T 0＝V 1T 1， 由于T 0＝27 ℃＝300 K ，V 1＝2V 0代入数据解得T 1＝600 K ＝327 ℃.答案：(1)ACE (2)①2p 0＋2mg S 放热 理由见解析②327 ℃2．[物理——选修3－3](15分)(1)(5分)一定质量的理想气体从状态a 开始，经历三个过程a 到b 、b 到c 、c 到a 回到原状态，其V -T 图象如图所示，p a 、p b 、p c .分别表示状态a 、b 、c 的压强，下列说法正确的是________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为0分)A ．由a 到b 的过程中，气体一定吸热B ．p c ＞p b ＝p aC ．由b 到c 的过程中，气体放出的热量一定大于外界对气体做的功D ．由b 到c 的过程中，每一个气体分子的速率都减小E ．由c 到a 的过程中气体分子的平均动能不变(2)(10分)如图所示，水平放置且两端开口的柱形汽缸AB 由左、右两部分组成，两部分汽缸截面积分别为S 、2S ，缸内有两个厚度不计的活塞，两活塞间封闭着一定质量的理想气体，平衡时两活塞距连接处的距离均为L ，气体温度为T 0，已知外界气体压强恒为p 0，B 部分汽缸和活塞之间的最大静摩擦力为2p 0S ，A 部分汽缸内壁光滑，且距汽缸连接处左侧2L 处有一活塞销．现缓慢升高气体温度，求：①A部分汽缸中活塞刚好被活塞销卡住时气体的温度；②B部分汽缸中活塞刚要滑动时气体的温度．解析：(2)①A中活塞被活塞销卡住之前，B中活塞静止不动，理想气体做等压变化，压强始终为p0初态：体积V1＝LS＋L·2S＝3LS，温度T1＝T0A中活塞刚好被活塞销卡住时：体积V2＝2LS＋L·2S＝4LS，温度为T2则V1T1＝V2T2得T2＝4 3T0②B中活塞刚要滑动时，设被封闭气体压强为p，对B中活塞受力分析得p·2S＝p0·2S＋f得p＝2p0从A中活塞刚好被活塞销卡住到B中活塞刚要滑动，被封闭气体做等容变化，设此时温度为T3则p0T2＝pT3得T3＝8 3T0答案：(1)ACE(2)①43T0②83T0选修3－3增分练(三)1．[物理——选修3－3](15分)(2018·山东省济宁市高三二模)(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．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小B．布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在永不停息地做无规则的热运动C．雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用D ．一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E ．一定量的理想气体，如果体积不变，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减少(2)(10分)如图所示，开口向上竖直放置内壁光滑的汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m 的密闭活塞，活塞A 导热，活塞B 绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l 0，温度为T 0.设外界大气压强p 0保持不变，活塞的横截面积为S ，且mg ＝0.1p 0S ，环境温度保持不变．在活塞A 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m 时，两活塞在某位置重新处于平衡．求：①此时第Ⅱ部分气体的长度；②若只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A 回到初始位置，求此时Ⅱ气体的温度．解析：(2)①初状态Ⅱ气体压强p 2＝p 0＋2mg S ＝1.2p 0添加铁砂后Ⅱ气体压强p 2′＝p 0＋4mg S ＝1.4p 0由玻意耳定律p 2l 0S ＝p 2′l 2S解得l 2＝67l 0 ②初状态Ⅰ气体压强p 1＝p 0＋mg S ＝1.1p 0添加铁砂后Ⅰ气体压强p 1′＝p 0＋3mg S ＝1.3p 0由玻意耳定律p 1l 0S ＝p 1′l 1S解得l 1＝1113l 0 当活塞A 回到原来位置时，Ⅱ气体长度为l 2′＝2l 0－l 1＝1513l 0由盖－吕萨克定律得l 2S T 0＝l 2′S T 2 解得T 2＝3526T 0答案：(1)CDE (2)①67l 0 ②3526T 02．[物理——选修3－3](15分)(2018·河北衡水中学押题卷)(1)(5分)下列说法正确的是________．(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) A．达到热平衡的两个系统一定具有相同的内能B．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度一定越大C．毛细现象可能表现为液体在细管中的上升，也可能表现为下降D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故其一定不可能制成E．生产半导体元件时，可以在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素(2)(10分)如图所示，质量m＝10 kg、横截面积S＝50 cm2、厚度不计的活塞被汽缸光滑内壁上的卡栓(体积不计)托住，将汽缸分成体积均为V的A、B两部分，两部分空间内均封闭着一定量的理想气体．初始状态时两部分气体温度均与环境温度相同，其中A中气体压强p A＝2×105 Pa，B中气体压强p B＝1×105 Pa.汽缸底端安装有可充、放气的阀门及用来加热的电热丝，环境温度保持27 ℃不变，重力加速度g取10 m/s2，T＝t＋273 K.①若仅有汽缸上表面导热良好，其他部分及活塞绝热，现对B中气体缓慢加热，当B中气体温度升高至多少时，A中气体体积减小为45V?②若整个汽缸及活塞均导热良好，现通过阀门向B中充气，每次充入压强p0＝1×105 Pa、体积V0＝V5的气体，则在充气多少次后活塞才开始向上运动？解析：(1)选CDE.达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度，即相同的分子平均动能，内能不一定相等，A错误；相对湿度等于空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值，所以在水蒸气的压强大但温度不确定的情况下，空气的相对湿度大小不能确定，B错误；发生毛细现象时，浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，C正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故其一定不可能制成，D正确；生产半导体元件时，可以在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素，E正确．(2)①对A中气体由玻意耳定律可知p A V＝p A′·4 5V解得p A′＝2.5×105 Pa对活塞由平衡条件得p A′S＋mg＝p B′S 解得p B′＝2.7×105 Pa对B中气体由理想气体状态方程可知p B VT＝p B′·65VT B解得T B＝972 K②活塞与卡栓间弹力恰好为0时，对活塞由平衡条件得p A S＋mg＝p B″S解得p B″＝2.2×105 Pa对B中气体由玻意耳定律得p B V＋np0V0＝p B″V解得n＝6答案：(1)CDE(2)①972 K②6选修3－4增分练(一)1．[物理——选修3－4](15分)(2018·山东省济宁市高三二模)(1)(5分)一列简谐横波在弹性介质中沿x轴传播，波源位于坐标原点O，t ＝0时刻波源开始振动，t＝3 s时波源停止振动，如图所示为t＝3.2 s时靠近波源的部分波形图．其中质点a的平衡位置离原点O的距离为x＝2.5 m．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．波速为5 m/sB ．波长为2.0 mC ．波源起振方向沿y 轴正方向D ．在t ＝3.3 s ，质点a 位于波谷E ．从波源起振开始计时，3.0 s 内质点a 运动的总路程为2.5 m(2)(10分)如图所示，MN 为半圆形玻璃砖的对称轴，O 为玻璃砖的圆心，某同学在与MN 平行的直线上插上两枚大头针P 1、P 2，在MN 上插大头针P 3，从P 3一侧透过玻璃砖观察P 1、P 2的像，调整P 3位置使P 3能同时挡住P 1、P 2的像，确定P 3位置如图所示，他测得玻璃砖直径D ＝8 cm ，P 1、P 2连线与MN 之间的距离d 1＝2 cm ，P 3到O 的距离d 2＝6.92 cm.(取3＝1.73)．求该玻璃砖的折射率．解析：(2)作出光路图如图所示，sin i ＝ABOA ＝12得i ＝30°则∠OAB ＝60°OB ＝OA sin 60°＝3.46 cm根据几何关系有P 3B ＝d 2－OB ＝3.46 cmtan ∠BAP 3＝P 3B AB ＝1.73，得∠BAP 3＝60°因此r ＝180°－∠OAB －∠BAP 3＝60°据折射定律得n ＝sin r sin i 解得n ＝1.73答案：(1)ABE (2)1.732．[物理——选修3－4](15分)(2018·河北省荆台市高三二模)(1)(5分)某质点在竖直方向上做简谐运动，规定竖直向上为正方向，质点的振动图象如图所示，则质点在10 s 时的速度方向为________(选填“竖直向上”或“竖直向下”)，0.5～1.5 s 时间内的位移为________cm ，0～154 s 内运动的路程为________cm.(2)(10分)两个横截面半径均为R 的半圆柱形玻璃砖ABC 和DEF 拼接在一起，形成一个圆柱形玻璃砖A (D )BC (F )E ，一束单色光从左侧玻璃砖上的M 点入射，M 点到AC (DF )的距离d ＝32R ，入射光线的延长线经过A (D )点，左侧玻璃砖ABC 对该单色光的折射率n 1＝3，右侧玻璃砖DEF 对该单色光的折射率n 2＝22，真空中的光速为c .①若将该单色光第一次在玻璃砖DEF 与空气的界面上的入射点记为N (图中未标出)，分析判断该单色光在N 点能否发生全反射．②求该单色光从M 点传播至N 点的时间．解析：(1)由图可得，该质点振动的周期为2 s ，由简谐运动时间的周期性可知，10 s 时的运动情况与t ＝0时相同，速度方向为x 轴正方向，即竖直向上；该质点的振动方程为x ＝40sin πt cm ，t 1＝0.5 s 时，x 1＝40 cm ，t 2＝1.5 s 时，x 2＝－40 cm ，0.5～1.5 s 时间内质点的位移x ＝x 2－x 1＝－80 cm ；t 3＝154 s 时，x 3＝－20 2 cm ，质点在0～154s 内运动的路程s ＝8A －|x 3|＝(320－202)cm. (2)①如图(a)所示，cos θ＝32R R ＝32，则θ＝30°，∠MOA ＝60°，△MAO 为等边三角形，所以光线在M 点的入射角α＝60°由折射定律n 1＝sin αsin β可得折射角β＝30°光路图如图(b)所示，由β＝θ可知折射光线恰好垂直AC (DF )面射入玻璃砖DEF ，由几何关系可得光线在N 点的入射角γ＝β＝30°sin C ＝1n 2＝122＜12故临界角C ＜30°所以该单色光在N 点能发生全反射②该单色光在玻璃砖ABC 中的传播时间 t 1＝d v 1＝32R c 3＝3R 2c在玻璃砖DEF 中的传播时间t 2＝d ′v 2＝32R c 22＝6R c 则该单色光从M 点传播至N 点的时间t ＝t 1＋t 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫32＋6R c 答案：(1)竖直向上 －80 (320－202)(2)①能 ②⎝ ⎛⎭⎪⎫32＋6R c选修3－4 增分练(二)1．[物理——选修3－4](15分)(2018·湖北省武汉市高三二次质检)(1)(5分)一列横波沿x轴传播，传播方向未知，t 时刻与t ＋0.4 s 时刻波形相。
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》(精品整理含答案)
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化， 有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。
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第七章 分子动理论第1节 物体是由大量分子组成的刷基础题型1 对分子的认识1．（多选）下列说法正确的是（ ） A ．分子是保持物质化学性质的最小微粒B ．物质是由大量分子组成的C ．本节所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包含原子和离子D ．无论是有机物质，还是无机物质，分子大小数量级都是1010 m2．（多选）关于分子，下列说法正确的是A ．把分子看成小球，是对分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的是球B ．所有分子的直径都相同C ．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致D ．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种方法题型2 油膜法估测分子直径3．［河北张家口2019高二下月考］（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）.（2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大．出现这种情况的原因可能是________．A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化C ．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D ．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1ml 溶液的滴数多记了10滴（3）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的________．A ．摩尔质量B ．摩尔体积C ．质量D ．体积题型3 阿伏加德罗常数的应用及相关计算高中物理必刷题适用高二年级 选修3-3、3-4合订全册word 电子档4．由下列物理量可以算出氧气的摩尔质量的是（ ）A ．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数B ．氧气分子的体积和氧气分子的质量C ．氧气的密度和阿伏加德罗常数D ．氧气分子的体积和氧气的密度5．［江苏无锡2019高二上期末］（多选）若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，A N 表示阿伏加德罗常数，0m 、0V 分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有 （ ）A ．A 0V N m ρ=B ．0N V μρΛ=C ．A 0N V μρ< D ．0Am N μ= 6．［江苏盐城新丰中学2019高二下期中］已知水的密度331.010kg /m ρ=⨯，其摩尔质量21.810kg /mol M -=⨯，阿伏加德岁常数231A 6.010mol N -=⨯．求：（1）320cm 的水内含的水分子数；（2）若将水分子看成一个接一个紧密排列的小球，则一个水分子的直径为多大.（结果均保留一位有效数字）7．［山东泰安2018高二下期末］在标准状况下，有体积为V 的水和体积为V 的氧气（可视为理想气体），已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，水的摩尔质量为M ，在标准状况下1mol 氧气的体积为0V ．求（1）水和氧气中各有多少个分子；（2）水分子的直径和氧气中相邻两个分子之间的平均距离．刷易错易错点 将气体分子间距误认为是分子直径8．下列各组物理量可以估算出一团气体中分子间的平均距离的是（ ）A ．该气体的密度、体积和摩尔质量B ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量C ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度D ．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 第2节 分子的热运动刷基础题型1 扩散现象1．［重庆巴蜀中学2019高二下月考改编］（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是 （ ）A ．温度越高，扩散进行得越快B ．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D ．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的2．（多选）下列关于扩散现象的说法中正确的是 （ ）A．扩散现象只能发生在气体与气体之间B．扩散现象是永不停息的C．在热水中滴入墨水，热水很快变色，属于扩散现象D．靠近梅花能闻到梅花的香味属于扩散现象E．空气流动形成风属于扩散现象题型2 布朗运动3．［江西南昌七校2019高二下期中］关于布朗运动，下列说法正确的是（）A．固体小颗粒的体积越大，布朗运动越明显B．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显C．布朗运动的无规则性，反映了液体分子运动的无规则性D．布朗运动就是液体分子的无规则运动4．［甘肃静宁一中2019高二下月考］（多选）较大的悬浮颗粒不做布朗运动，是由于（）A．液体分子不与颗粒相撞B．各个方向的液体分子对颗粒冲力的平均效果相互平衡C．颗粒分子本身的热运动缓慢D．颗粒的质量大，不易改变运动状态5．［四川遂宁2019高二下期末］用显微镜观察悬浮在水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔30s记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示．则①从图中可看出花粉颗粒的运动是________．（填“规则的”或“不规则的”）②关于花粉颗粒所做的布朗运动，下列说法正确的是________．A．图中的折线就是花粉颗粒的运动轨迹B．布朗运动反映液体分子的无规则运动C．液体温度越低，花粉颗粒越大，布朗运动越明显D．布朗运动是由于液体分子从各个方向对花粉颗粒撞击作用的不平衡引起的题型3 热运动6．分子热运动是指（）A．分子水不停息地做无规则运动B．扩散现象C．热胀冷缩现象D．布朗运动7．（多选）下列哪些现象属于分子热运动（）A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间把它们再分开，会看到它们相接触的一面都是灰蒙蒙的B．把胡椒粉撒入菜汤中，最后胡椒粉会沉在汤碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道C ．含有泥沙的水经一定时间会澄清D ．用砂轮打磨而使零件温度升高8．［山东枣庄2019高二下期末］我国已开展空气中 2.5PM 浓度的监测工作． 2.5PM 是指空气中直径等于或小于2.5m μ的悬浮颗粒物，其悬浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧的排放物是形成 2.5PM 的主要原因．下列关于 2.5PM 的说法正确的是 （ ）A ． 2.5PM 在空气中的运动属于分子热运动B ． 2.5PM 的质量越大，其无规则运动越剧烈C ．温度越低， 2.5PM 的无规则运动越剧烈D ． 2.5PM 的运动轨迹是由大量空气分子对 2.5PM 无规则碰撞的不平衡和气流运动决定的刷易错易错点 布朗运动在显微镜下的现象9．［山东泰安2018高二下期末］（多选）把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（ ） A ．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒B ．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动C ．越小的炭粒，运动越明显D ．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的 第3节 分子间的作用力刷基础题型1 分子间的作用力1．［福建莆田九中2019开学测试］两滴水银相互接近时能自动结合为一滴较大的水银滴，这说明（ ） A ．分子间存在斥力B ．分子间有间隙C ．物质间有扩散的现象D ．分子间存在引力 2．［山东新泰二中2019高二下期中］分子甲和分子乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略．现让分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到平衡位置，在这一过程中 （ ）A ．先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功B ．分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功C ．分子力总是对乙做正功D ．分子乙总是克服分子力做功3．［北京市西城区2019高二下期末］（多选）分子间作用力和分子间距离的关系如图所示关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是 （ ）A ．分子间的引力总是比分子间的斥力小B ．在0r r =处，分子间的引力和斥力大小相等C 当分子间的作用力做正功时，分子势能减小D ．当分子问的作用力做负功时，分子势能减小4．［江苏南京六校联合体2018高二下期末］（多选）两分子间的作用力F 与分子间距离r 的关系如图中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为，0F >时表现为斥力，0F <时表现为引力．若将甲分子固定在坐标原点O ，乙分子从图中a 点处由静止释放，在它向甲分子靠近的过程中，下列说法正确的是（ ）A ．乙分子将一直做加速运动B 在0r r >阶段，乙分子做加速运动C ．当乙分子到达0r 位置时，其加速度最大D ．在0r r >阶段，两分子的势能一直减小5．（多选）如图所小，横坐标r 表示两个分子间的距离，纵坐标F 表示两个分子间引力斥力的大小，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法中正确的是 （ ）A ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为1010-mB ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为1010-mC ．若两个分子间距离增加，分子间斥力减小得比引力更快D ．若0r r =，则分子间没有引力和斥力题型2 分子动理论6．下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是（ ）A ．气体容易被压缩B ．高压密封的钢桶中的油从桶壁渗出C ．两块纯净的铅块紧压后合在一起D ．滴入水中的墨汁炭粒向不同方向运动7．物质由大量分子构成，下列说法正确的是 （ ）A ．1mol 的液体和1mol 的气体所含的分子数目不同B ．分子间的引力和斥力均随分子间的距离减小而增大C ．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小D ．当分子间距离减小时，一定克服分了力做功8．［江西南昌二中2019高二下月考］下列说法错误．．的是 （ ） A ．两分了间的距离在增大时，分子引力和斥力的合力必减小B ．两分子从相距无穷远到无穷近的过程中，分子间的合力先增大后减小再增大C 两分子从相距无穷远到无穷近的过程中，分子间的合力先做正功后做负功D ．两分子从相距无穷远到无穷近的过程屮，分子动能先增大后减小刷易错易错点 分子力作用范围9．［重庆市江津区第六中学2019高二下期中］关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是（0r 表示分子间平衡距离） （ ）A ．当分子问的距离0r r =时，分子力为零，说明此时分子间的引力和斥力都为零B ．当0r r >时，随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增加得快，故分子力表现为引力C ．当0r r >时，随着分子间距离的增人，分子间引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力D ．我们将充满气的气球压扁时需要用力，这是因为分子间存在斥力的缘故第4节 温度和温标刷基础题型1 平衡态与热平衡1．［陕西西安中学2018高二下期末］关于热平衡及热力学温度，下列说法正确的是 （ ）A ．处于热平衡的几个系统的压强一定相等B ．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理C ．温度变化1℃，也就是热力学温度变化273.15KD ．摄氏温度与热力学温度都可能取负值2．（多选）下列关于状态参量说法正确的是（ ） A ．体积是几何参量B ．压强是力学参量C ．温度是热学参量D ．压强是热学参量3．［山东微山二中2018高二下段考］（多选）两个原来处于热平衡状态的系统分开后，由于外界的影响，其中一个系统的温度升高了5K ，另一个系统温度升高了5℃，则下列说法不正确的是 （ ）A ．两个系统不再是热平衡系统了B ．两个系统仍处于热平衡C ．两个系统的状态都发生了变化D ．两个系统的状态没有变化题型2 温度、温标与温度计4．有关热力学温度的说法中正确的是（ ）A ．热力学温度的零度为-273.15℃B ．热力学温标表示的温度数值和摄氏温标表示的温度数值不同，说明温度不同C ．绝对零度即为0℃D ．1℃就是1K5．根据下图判断，人们选择的温度计中的测量物质及其依据是 （ ）A ．水，水的密度小B ．水，水的密度随温度变化明显C．汞，汞的密度大D．汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系6．［陕西褕林二中2019高二下期末］（多选）关于温度的物理意义，下列说法中正确的是（）A．温度是物体冷热程度的客观反映B．人如果感觉到某个物体很冷，就说明这个物体的温度很低C热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体D．热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体7．（多选）实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片压合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图所示．已知甲图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有（）A．该温度计的测温物质是铜铁两种热膨胀系数不同的金属B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C．由甲图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D．由乙图可知，双金属的内层一定为铜，外层一定为铁刷易错易错点平衡态与热平衡的辨析8．［江苏沭阳2019高二下期中调研］关于平衡态和热平衡下列说法正确的是（）A．热平衡就是平衡态B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态C．处于热平衡的两个系统内能一定相同D．处于热平衡的两个系统温度一定相同第5节内能刷基础题型1 分子动能1．［江苏苏州高新区一中2018高二下期中］关于分子热运动的动能，下列说法中正确的是（）A．物体运动速度大，物体内分子热运动的动能一定大B．物体的温度降低，物体内分子热运动的平均动能一定减小C．物体的温度升高，物体内每个分子热运动的动能都增大D．1g100℃的水变成1g100℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大2．［重庆市巴蜀中学2019高二下期中］（多选）某房间，上午9时的温度为18℃，下午3时的温度为26℃．假定房间内气压无变化，则下午3时与上午9时相比较，房间内的（）A．气体分子单位时间撞击墙壁单位面积的数目减少B．所有空气分子的速率都增大C．气体密度减小D．空气分子的平均动能增大3．有关“温度”的概念，下列说法中正确的是（）A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B．温度是分子平均动能的标志C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D．温度较高的物体，每个分了的动能一定比温度较低的物体分子的动能大题型2 分子势能4．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E随分子间距离r变化关系P的图线是（）5．［江苏南京六校联合体2018高二下期末］当质量相等的氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是（）A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率C．两种气体分子热运动的总动能相等D．不考虑分子间的势能，则两者内能相等6．［重庆市凤鸣山中学2019高二下期中］根据分子动理论，则以下关于分子力和分子势能的说法中正确的是（）A．当分子间距离为平衡距离r时，分子具有最大势能B．当分子间距离为平衡距离r时，分子具有最小势能C．当分子间距离为平衡距离r时，引力和斥力都是最大值D．当分子间距离为平衡距离r时，引力和斥力都是零题型3 内能7．［河北形台一中2019高二下月考］（多选）关于内能和温度，下列说法正确的是（）A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体分子的平均动能大B．物体的内能跟物体的温度和体积有关C．温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大8．［江苏扬州邗江中学2019高二下期中］下列关于物体内能的说法正确的是（）A．同一个物体，运动时比静止时的内能大B．1kg 0℃的水的内能比1 kg 0℃的冰的内能大C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D．物体的内能损失时，机械能必然会减小9．（多选）现有18g水、18g水蒸气和32g氧气，在它们的温度都是100℃时（）A．它们的分子数目相同，氧气的分子平均动能大B．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同C ．它们的分子数目相同，水蒸气的内能比水大D ．它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同刷易错易错点 分子势能最小不是零10．分了势能随分子间距离r 的变化情况可以在如图所示的图象中表示出来．（1）从图中看到分子间距离为r 时分子势能最小，试说明理由；（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？（3）如果选两个分子相距0r 时分子势能为零，分子势能有什么特点？第八章 气体第1节 气体的等温变化课时1 封闭气体的玻意耳定律计算刷基础题型1 气体状态参量及气体压强1．［山东济宁鱼合一中2019高二下月考］（多选）一定质量的气体，在等温变化中，下列物理量发生变化的是（ ） A ．分子的平均速率B ．单位体积内的分子数C ．气体的压强D ．分子总数2．［吉林省吉林市第五十五中学2019高二下期中］如图所示，竖直放置的弯曲管A 端开口，B 端封闭，密度为ρ的液体将两段空气柱封闭在管内，管内液面高度差分别为1h 、2h 和3h ，则B 端气体的压强为（已知大气压强为0p ） （ ）A ．()0123p g h h h ρ-+-B ．()013p g h h ρ-+C ．()0132p g h h h ρ-+-D ．()012p g h h ρ-+3．［湖北荆州中学2019高二下月考］如图所示，一个横截面积为S 的圆桶形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为m ，不计圆板与容器内壁的摩擦若大气压强为0p ，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p 等于（ ） A ．0cos mg p S θ+ B ．0cos cos p mg S θθ+C．2cosmgpSθ+D．mgpS+题型2 液体密封气体的计算4．［广东佛山一中2018高二下段考］如图所示为两端开口的U形直管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在右侧直管中再注入一些水银，则平衡后（外界温度恒定）（）A．两侧水银面A、B高度差h减小B．两侧水银面A、B高度差h增大C．右侧封闭气柱体积变大D．两侧水银面A、B高度差h不变5．［黑龙江大庆实验中学2019高二下月考］如图所示，上端封闭的玻璃管，开口向下，竖直插在水银槽内，管内长度为h的水银柱将一段空气柱封闭，现保持槽内水银面上玻璃管的长度l不变，将管向右倾斜30°，若水银槽内水银面的高度保持不变，待再次达到稳定时，则下列说法中不正确的是（外界环境温度保持恒定）（）A．管内水银柱产生的压强变大B．管内水银柱的长度变大C．管内空气柱的密度变大D．管内空气柱的压强变大6．（多选）如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为9.0l=cm，B侧水银面比A侧的高5.0h=cm现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为13.0h=cm时将开关K关闭已知大气压强075.0p=cmHg，环境温度不变则下列说法正确的是（）A．此时A侧气体压强为72.0cmHgB．此时A侧空气柱长度为10.0cmC．此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.8cmD．此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.4cm7．［吉林吉化第一高级中学2019高二期中］（多选）如图所小是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中（外界环境温度保持恒定）（）A．A瓶中的药液先用完B．B瓶中的药液先用完C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大D．随着液而下降，A瓶内C处气体压强保持不变8．如图所示，内径均匀的玻璃管长100L=cm，其中有一段长15h=cm的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管开口向上竖直放置时，封闭气柱A的长度130L=cm，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转过180°至开口向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至B端气柱长230L=cm时为止，已知大气压强075p=cmHg，整个过程中温度保持不变，求：（1）玻璃管旋转后插入水银槽前，管内气柱B的长度；（2）玻璃管插入水银槽稳定后，管内气柱A 的长度． 题型3 活塞和汽缸内密封气体的计算9．（多选）如图所示，一导热性能良好的金属汽缸静放在水平面上，活塞与汽缸壁间的摩擦不计．汽缸内封闭了一定质量的理想气体现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（ ）A ．汽缸内气体的内能增大B ．汽缸内气体分子平均动能增大C ．汽缸内气体密度增大D ．单位时间内撞击汽缸内壁单位面积上的分子数增多10．如图所示为一导热汽缸，内封有一定质量理想气体，活塞与汽缸壁的接触面光滑，活塞上方用弹簧悬挂．活塞质量m 与汽缸质量M ，大气压0p ，活塞横截面积S 均为已知，则缸内压强为多少；另当周围环境温度不变，大气压缓慢增大后，下列说法正确的是（ ）A ，0Mgp S-，弹簧长度不变 B ．0()m M gp S ++，气体内能将增加 C ．0mgp S+，气体向外放出热量 D ．mgS，单位时间碰撞汽缸壁单位面积的分子数不变 11．［福建莆田一中2019高三上期末］如图所示，固定不动的竖直圆筒的上部是开口封闭、直径较小的细筒，下部是直径较大的粗筒，粗筒横截面积是细筒的3倍．细筒内封闭有一定质量的理想气体Ⅰ，气柱长125L =cm ；粗筒中有A 、B 两个轻质活塞，A 、B 间充满空气Ⅱ（可视为理想气体），两个活塞之间的筒壁上有一个小孔．两活塞与筒壁间密封良好，不计活塞和筒壁间的摩擦开始时，A 、B 活塞间的空气柱长228L =cm ，小孔到活塞A 、B 的距离相等，并与外面的大气相通，两个活塞都处于平衡状态，活塞A 上方有高15H =cm 的水银柱，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B 缓慢上移，直至将水银质量的13推入细筒中（设整个过程中气柱的温度不变，大气压强为075p =cmHg ）．求：（1）此时气体Ⅰ的压强； （2）活塞B 向上移动的距离．12．［湖北宜昌葛洲坝中学2019高二下月考］如图所示，活塞把密闭汽缸分成左、右两个气室，每室各与U 形管压强计的一臂相连，压强计的两臂截面处处相同，U 形管内盛有密度为237.510kg /m ρ=⨯的液体开始时左、右两气室的体积都为230 1.210m V -=⨯，气压都为30 4.010Pa p =⨯，且液体的液面处在同一高度如图所示，现缓慢向左推进活塞，直到液体在U 形管中的高度差40h =cm ，求此时左、右气室的体积1V 、2V ．（假定两气室的温度保持不变，计算时可以不计U 形管和连接管道中气体的体积，g 取210m /s ）题型4 等温变化图象13．［江苏扬州邗汇中学2019高二下期中］用注射器做“探究气体等温变化规律”的实验中，取几组p 、V 值后，用P 作纵坐标，1V 作横坐标，画出1p V-图象是一条直线，把这条直线延长后未通过坐标原点，而与横轴相交，如图所示，可能的原因是（ ）A ．各组数据的取值范围太小B ．堵塞注射器小孔的橡胶套漏气C 在实验中用手握住注射器而没能保持温度不变D ．压强的测量值偏小刷易错易错点 只考虑液体压强而忽略大气压强14．一个气泡由湖面下20m 深处缓慢上升到湖面下10m 深处，它的体积约变为原来体积的（ ）A ．3倍B ．2倍C ．1.5倍D ．710刷提升1．一U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．现在左侧活塞上放置一个能产生69.0cm g 压强的物体，使活塞下降9.42cm ．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强075.0p =cmHg ，环境温度不变．求：（结果保留三位有效数字）（1）右侧液柱上升的长度； （2）石侧气体的压强．2．在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为16h =cm 的水银柱封闭着一定质量的理想气体当玻璃管水平放置达到平衡时如图甲所示，被封闭气柱的长度123l =cm ；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度219l =cm ．已知重力加速度。
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（选修3-3和3-4）选考题保分练(六)
33．(2019·安徽皖江名校最后一卷)(1) 下列关于热现象的描述正确的是________．
A ．用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象
B ．通常金属各个方向的物理性质相同，但金属是晶体
C ．气体温度每降低1 ℃所放出的热量与气体经历的具体过程有关
D ．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越不利于水的蒸发，人感觉越潮湿
E ．小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大的趋势
(2)如图1所示，导热性能良好的柱形金属容器竖直放置，容器上端的轻质塞子将容器密闭，内有质量为m 的活塞将容器分为A 、B 两个气室，气室内气体均为理想气体，两个气室的体积均为V .活塞与容器内壁间气密性良好，且没有摩擦，活塞的横截面积为S .已知重力加速度
为g ，外界大气压强为2mg S ，A 气室内气体的压强为mg S .
图1
①拔去容器上端的塞子，求活塞稳定后B 气室的体积V B ；
②拔去塞子待活塞稳定后，室温开始缓慢升高，从活塞稳定到其恰好上升到容器顶端的过程中，B 气室气体从外界吸热为Q ，求这个过程中B 气室气体内能增量ΔU .
答案 (1)ABC (2)①23V ②Q －4mgV S
解析 (1)用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象，A 正确；通常金属各个方向的物理性质相同，但金属是晶体，B 正确；气体温度每降低1 ℃所放出的热量与气体经历的过程有关，C 正确；水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人感觉越干爽，D 错误；小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有缩小的趋势，E 错误．
(2)①拔去塞子待活塞稳定后，B 室中的气体初、末状态温度不变，故⎝⎛⎭⎫mg S ＋mg S ·
V ＝⎝⎛⎭⎫mg S ＋2mg S ·V B ，得V B ＝23
V ②B 气室的气体吸收的热量，一部分用来对外做功，一部分为其内能增量．室温缓慢升高过
程中，气体对外做功为W ＝⎝⎛⎭⎫mg S ＋2mg S ·S ·2V －V B S ＝4mgV S
根据热力学第一定律，可得ΔU ＝Q －W ＝Q －4mgV S
. 34．(2019·四川第二次诊断)(1)一列简谐横波沿x 轴传播，在t ＝0时刻的波形如图2中实线所示，t ＝0.5 s 时刻的波形如图中虚线所示，虚线恰好过质点P 的平衡位置．已知质点P 平衡位置的横坐标x ＝0.5 m ．下列说法正确的是________．
图2
A ．该简谐波传播的最小速度为1.0 m/s
B ．波传播的速度为(1.4＋2.4n ) m/s(n ＝0,1,2,3…)
C ．若波向x 轴正方向传播，质点P 比质点Q 先回到平衡位置
D ．若波向x 轴负方向传播，质点P 运动路程的最小值为5 cm
E ．质点O 的振动方程可能为y ＝10sin (5＋12n 3
πt ) cm(n ＝0,1,2,3…) (2)如图3所示，一横截面为半圆形的玻璃柱体，半径为R ＝1.2 m ，长度为L ＝1 m ．一束平行光与AG 成45°角入射，光线与横截面平行．B 、C 、D 、E 、F 将半圆周均分为6等份，经O 点的光线恰好从E 点射出．不考虑反射光线．求：
图3
①玻璃柱体的折射率；
②半圆柱体曲面有光线射出部分的面积．(结果可用π表示)
答案 (1)ADE (2)①2 ②0.6π m 2
解析 (1)0.5 s 内波传播的最短距离为0.5 m ，故最小速度为1.0 m/s ，A 选项正确．若波向x 轴正方向传播，波速为v ＝0.5＋1.2n 0.5
m /s ＝(1.0＋2.4n ) m/s(n ＝0,1,2，3…)，若波向x 轴负方向传播，波速为v ＝0.7＋1.2n 0.5
m /s ＝(1.4＋2.4n ) m/s(n ＝0,1,2,3…)，故B 选项错误．波向x 轴正方向传播，0时刻后质点P 远离平衡位置运动，质点Q 向平衡位置运动，故质点P 比质点Q 后回到平衡位置，C 选项错误；t ＝0时刻，质点P 偏离平衡位置5 cm ，若波向x 轴负方向传播，质点P 向平衡位置运动，故最短路程为5 cm ，D 选项正确；若波向x 轴正方向传播，
则周期T ＝λv ＝ 1.20.5＋1.2n 0.5
s ＝65＋12n
s(n ＝0,1,2,3…)，质点O 的振动方程y ＝10sin (5＋12n 3πt ) cm(n ＝0,1,2，3…)；若波向x 轴负方向传播，则周期T ＝λv ＝ 1.20.7＋1.2n 0.5
s ＝67＋12n
s(n ＝0,1,2,3…)，质点O 的振动方程y ＝10sin (7＋12n 3
πt ) cm(n ＝0,1,2,3，…)，故E 选项正确． (2)①因光线经O 点入射，从E 点射出，故折射角为30°
根据折射定律知n ＝sin 45°sin 30°＝ 2 ②设光从玻璃射向空气发生全反射的临界角为C
sin C ＝1n ＝22
所以C ＝45°
若从P 点入射的光线恰好在圆弧面上的Q 点发生全反射，从M 点入射的光线恰好在圆弧面上的N 点发生全反射，其光路如图所示：
OQ 为法线，则∠OQP ＝45°
根据光的折射定律可知，∠BPQ ＝30°
所以∠OPQ ＝60°
因此∠POQ ＝75°
同理可以求得：∠GON ＝15°
经分析可知，光线从QN 间圆弧射出，因此对应弧长为s ＝180°－75°－15°180°
πR ＝0.6π m 故半球形曲面有光线射出部分的面积：S ＝s ·L ＝0.6π m 2.。