统考版高考物理二轮专项分层特训卷10分钟选考题专练11含答案

这是一份统考版高考物理二轮专项分层特训卷10分钟选考题专练11含答案，共6页。试卷主要包含了[物理——选修3－3]，[物理——选修3－4]等内容，欢迎下载使用。
(1)如图所示，天平的左盘有一装有一定质量水银的水银槽，用支架固定一竖直绝热细管，细管上部分封闭有一定质量的理想气体，下端开口并插入水银槽中，右盘放砝码，初始状态天平平衡．则当外界大气压强稍增大时，天平右盘将________(填“上升”“下降”或“不动”)，细管上部的理想气体的内能将________(填“增大”“减小”或“不变”)，温度将________(填“升高”“降低”或“不变”).
(2)如图所示，“7”字形玻璃管中注有一段水银，水银柱在玻璃管中封闭一段竖直的气柱B，活塞与水平水银柱间也封闭一段气柱A，开始时气柱A长为L＝5 cm，压强为76 cmHg，竖直管中水银柱长h1＝14 cm，竖直气柱B长h2＝8 cm，玻璃管处处粗细相同，活塞气密性良好，且与玻璃管内壁无摩擦，玻璃管水平部分足够长，A、B两段为相同气体，温度始终与外界温度相同．
(ⅰ)求A、B两段气柱中气体质量之比；
(ⅱ)若向右缓慢推活塞，使气柱B的压强等于120 cmHg，则活塞需要向右移动多大的距离？(结果保留三位有效数字)
2．[物理——选修3－4]
(1)某种透明材料制成的空心球体外径是内径的两倍，其过球心的某截面(纸面内)如图所示，一束单色光(纸面内)从外球面上A点射入，入射角为45°时，光束经折射后恰好与内球面相切于B点．已知真空中的光速为c，下列分析判断正确的是________．(填正确答案标号．)
A．该光在该透明材料中的折射率n＝ eq \r(2)
B．该光在该透明材料中的传播速度v＝ eq \r(2) c
C．该光束从A点入射，入射角变为i′＝30°时，恰好在内球面上发生全反射
D．该光束从A点入射，入射角不论多大都不会在外球面上发生全反射
E．若用频率更高的单色光照射，光在透明材料中的传播速度可能为 eq \f(c,\r(2))
(2)如图所示，S1、S2为相距l＝6 m的两个波源，t＝0时刻，S1开始自平衡位置向下振动，规定向上为正方向，波源S1的振动方程为x1＝－20sin eq \f(4,3) πt cm，S2开始自平衡位置向上振动，波源S2的振动方程为x2＝10sin eq \f(4,5) πt cm，产生的两列波在介质中传播的速度均为2 m/s，求：
(ⅰ)两列波的波长λ1和λ2；
(ⅱ)从t＝0时刻开始，S1、S2连线中点处的质点P第一次偏离平衡位置位移为－30 cm的时间．
10分钟选考题专练（11）
1．答案：（1）下降 增大 升高 （2）（ⅰ） eq \f(19,36) （ⅱ）3.35 cm
解析：（1）天平称的是水银槽和槽中的水银的质量，而管中的水银受大气压强所产生的向上的力、封闭理想气体压强产生的向下的力和自身的重力而保持平衡，大气压强稍增大时，进入细管中的水银质量增加，使水银槽中的水银质量减小，水银槽及槽中的水银所受的重力减小，故左盘上升，右盘下降；细管中理想气体体积减小，外界对气体做功，气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，细管上部理想气体内能增大，温度升高．
（2）（ⅰ）开始时，气柱A的压强为pA＝76 cmHg，
气柱B的压强为pB＝（76 ＋14） cmHg＝90 cmHg
设玻璃管的横截面积为S，将B部分气体等效成压强为76 cmHg的气体，气体体积为V′B＝hBS，根据玻意耳定律得pAhBS＝pBh2S
同种气体温度和压强相同时，由气体压强微观意义分析可知密度相同，则 eq \f(mA,mB) ＝ eq \f(VA,V′B) ＝ eq \f(LS,hBS) ＝ eq \f(19,36)
（ⅱ）当气柱B的压强为p′B＝120 cmHg时，设气柱B的高度为h，由玻意耳定律得
pBh2S＝p′BhS
解得h＝ eq \f(pB,p′B) h2＝6 cm
这时气柱A的压强为p′A＝（120－16） cmHg＝104 cmHg
设这时气柱A的长度为L′，根据玻意耳定律有pALS＝p′AL′S
解得L′＝3.65 cm
则活塞向右移动的距离为x＝（h2－h）＋（L－L′）＝3.35 cm
2．答案：（1）ACD （2）（ⅰ）3.0 m 5.0 m （ⅱ）3.375 s
解析：（1）光束经折射后到达内球面上B点恰好与内球面相切，由题意知，入射角i＝45°，折射角满足sin γ＝ eq \f(OB,OA) ＝ eq \f(1,2) ，根据折射定律得n＝ eq \f(sin i,sin γ) ＝ eq \r(2) ，选项A正确；该束单色光在该透明材料中的传播速度v＝ eq \f(c,n) ＝ eq \f(c,\r(2)) ，选项B错误；光束从A点入射，入射角为i′时光束经折射到达内球面上的C点，如图所示，恰好发生全反射，由sin ∠DCA＝ eq \f(1,n) ，知∠DCA＝45°，由正弦定理得 eq \f(R,sin ∠CAO) ＝ eq \f(2R,sin ∠ACO) ，解得sin ∠CAO＝ eq \f(\r(2),4) ，由折射定律得n＝ eq \f(sin i′,sin ∠CAO) ，解得i′＝30°，选项C正确；光束从A点入射，是从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，其他情况下，光束在外球面上的入射角都不会超过临界角，因此入射角不论多大，都不会在外球面上发生全反射，选项D正确；若用频率更高的单色光照射，折射率增大，光在透明材料中的传播速度小于 eq \f(c,\r(2)) ，选项E错误．
（2）（ⅰ）根据题给条件及波速公式可得
λ1＝vT1＝v· eq \f(2π,ω1) ＝3.0 m
λ2＝vT2＝v· eq \f(2π,ω2) ＝5.0 m
（ⅱ）设两列波传播到P点所用的时间均为t0，则
t0＝ eq \f(l,2v) ＝1.5 s
根据周期公式得T1＝ eq \f(2π,ω1) ＝1.5 s，T2＝ eq \f(2π,ω2) ＝2.5 s
S1产生的波的波谷传到P点再用的时间为
t1＝（ eq \f(1,4) ＋n1）T1（n1＝0，1，2，…）
S2产生的波的波谷传到P点再用的时间为
t2＝（ eq \f(3,4) ＋n2）T2（n2＝0，1，2，…）
当P点的位移为－30 cm时，有（ eq \f(1,4) ＋n1）T1＝（ eq \f(3,4) ＋n2）T2
得n1＝ eq \f(5,3) n2＋1，n2＝0时，n1＝1，再用的时间最短为
t′1＝1.875 s
则P点位移第一次为－30 cm的时间为t＝t0＋t′1＝3.375 s