2023版高考物理创新设计二轮复习讲义选考增分练(一)

选考增分练(一)

(时间：10分钟)

33.[物理——选修3–3](15分) (1)(5分)一定质量的理想气体密封在容器内，从状态A开始，经状态B、C、D又回到状态A，变化过程的p－V图线如图1所示，图中DA反向延长线过坐标原点O，AB为双曲线的一部分，BC平行于纵轴，CD平行于横轴。下列说法正确的是________。

图1

A.D到A的过程是等温变化

B.A到B的过程吸收的热量等于气体对外界做的功

C.B到C的过程压强减小的原因是分子平均动能减小

D.C到D的过程中分子平均动能不变

E.整个循环过程，气体吸收的热量大于放出的热量

(2)(10分)压力锅(也称高压锅)是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图2为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0。忽略加热过程水蒸气和食材(包括水)导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。

图2

(ⅰ)当加热至锅内温度为2T0时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，求此时锅内气压的大小；

(ⅱ)为控制火候，该厨师在听到压力阀嘶响声时立即熄火并把压力阀提起放气，求最终放气结束随即打开锅盖时，锅内剩下的气体和原来气体的质量之比(假设排气过程气体温度不变)。

答案　(1)BCE　(2)(ⅰ)2p0　(ⅱ)1∶2

解析　(1)DA直线反向延长过坐标原点，由理想气体状态方程＝C，pV的乘积增大，知此过程温度升高，A错误；AB为双曲线，说明此过程是等温变化，气体内能不变，体积增大，说明气体对外界做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，A到B的过程吸收的热量等于气体对外界做的功，B正确；B到C的过程，体积不变，温度降低，故压强减小的原因是分子平均动能减小，C正确；C到D的过程中，压强不变，但体积减小，根据理想气体状态方程＝C可知，气体的温度降低，故分子平均动能减小，D错误；p－V图象中图线与坐标轴所围的面积表示外界对气体做的功，气体经全过程回到A，内能不变，但由于全过程中气体体积增大过程对外界做功(图线与坐标轴围的面积)大于体积减小过程外界对气体做的功，由热力学第一定律可知，全过程吸热，E正确。

(2)(ⅰ)对于封闭气体，根据查理定律得

＝，解得p＝2p0。

(ⅱ)根据玻意耳定律pV0＝p0V，解得V＝V0，放气之后剩余气体与原来气体质量之比为＝，

解得＝。

34.[物理——选修3–4](15分)

(1)(5分)如图3所示，某均匀介质中有两列简谐横波A和B同时沿x轴正方向传播，在t＝0时刻两列波的波谷正好在x＝0处重合，则下列说法正确的是________。

图3

A.A、B的周期之比为5∶3

B.两列波的传播速度相同

C.t＝0时刻x＝0处质点的振动位移为40 cm

D.x＝0处质点的振动始终加强

E.t＝0时刻x轴正半轴上到原点最近的另一波谷重合处的横坐标为x＝15 m

(2)(10分)如图4，宽度足够大的水槽内水深h，一束激光垂直水面射向水底s处，发现水槽底部有一半径为r的圆形区域比其他区域暗，产生该现象的原因是光线经水槽底部漫反射后射向水面，射到b处的光线恰好发生全反射，光路见题图，求：

图4

(ⅰ)水的折射率；

(ⅱ)通过作图分析，当水深增大时暗斑半径如何变化。

答案　(1)BCE

(2)(ⅰ)　(ⅱ)变大

解析　(1)两列波在同一介质中传播，波速相同，由λ＝vT可知两列波的周期之比为TA∶TB＝λA∶λB＝3∶5，故A错误，B正确；两列波叠加，t＝0时刻，x＝0处质点的振动位移为两列波振幅之和，为40 cm，故C正确；因为两列波的频率不同，所以两列波的干涉图样不稳定，即x＝0处质点的振动并非始终加强，故D错误；两列波长最简整数比为3∶5，3和5的最小公倍数是15，所以t＝0时刻，x轴正半轴到原点最近的另一波谷重合处的横坐标为x＝5λA＝15 m，故E正确。

(2)(ⅰ)光线恰在b点发生全反射，则

sin C＝，

其中sin C＝＝，

则n＝。

(ⅱ)由光路图可知，当槽中水的深度增加时，暗斑半径变大。