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2020高三物理三轮冲刺:选考题保分练(九)
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选考题保分练(九)
33.(1)关于分子动理论,下列说法正确的有________.
A.扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B.布朗运动不是分子的运动,但间接地反映了液体分子运动的无规则性
C.压缩气体时,体积越小,压强越大,说明气体分子间存在着斥力
D.从微观角度来看,气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
E.当分子间作用力表现为引力时,分子势能随距离的增大而减小
(2)如图1所示,为了测量某刚性导热容器A的容积,用细管把它与水平固定的导热汽缸B相连,汽缸中活塞的横截面积S=100 cm2.初始时,环境温度T=300 K,活塞离缸底距离d=40 cm.现用水平向左的力F缓慢推活塞,当F=1.0×103 N时,活塞离缸底距离d′=10 cm.已知大气压强p0=1.0×105 Pa.不计一切摩擦,整个装置气密性良好.求:
图1
①容器A的容积VA;
②保持力F=1.0×103 N不变,当外界温度缓慢变化时,活塞向缸底缓慢移动了Δd=3 cm时,此时环境温度为多少摄氏度.
答案 (1)ABD (2)①2 L ②-3 ℃或-3.15 ℃
解析 (1)扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明,选项A正确.布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的运动,不是分子的运动,但间接地反映了液体分子运动的无规则性,选项B正确.压缩气体时,体积越小压强越大,这是因为体积越小时气体分子的密度越大,单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数越多,这与气体分子间的斥力无关,选项C错误.从微观角度来看,气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关,气体分子动能越大,气体分子对器壁的碰撞力越大;分子密度越大,单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数越多,压强越大,选项D正确.当分子间作用力表现为引力时,分子距离变大,分子力做负功,则分子势能增加,即分子势能随距离的增大而增大,选项E错误;
(2)①由题意,汽缸和容器内所有气体先做等温变化,有:p1V1=p2V2
其中压缩前:p1=p0,V1=VA+dS
压缩后:p2=p0+,V2=VA+d′S
带入数据解得VA=2 L;
②依题意,此后气体做等压变化,有:=
其中变化前:T2=T
变化后:V3=V2-Δd·S
T3=t3+273 K或T3=t3+273.15 K
带入数据解得t3=-3 ℃或t3=-3.15 ℃.
34.(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图如图2所示,已知该波的周期为T,a、b、c、d 为沿波传播方向上的四个质点.则下列说法中正确的是________.
图2
A.在t+时,质点c的速度达到最大值
B.在t+2T时,质点d的加速度达到最大值
C.从t到t+2T的时间间隔内,质点d通过的路程为4 cm
D.t时刻后,质点b比质点a先回到平衡位置
E.从t时刻起,在一个周期的时间内,a、b、c、d四个质点沿x轴通过的路程均为一个波长
(2)如图3所示为一个透明球体的纵截面,其半径为R,AB是其竖直直径,现有一束半径为R的圆环形平行细光沿AB方向射向球体(AB直径为圆环中心轴线),所有光线经折射后恰好经过B点而在水平光屏上形成一亮圆环,水平光屏到B点的距离为L=R,光在真空中的传播速度为c,求:
图3
①透明球体的折射率;
②光从入射点传播到光屏所用时间.
答案 (1)ABD (2)① ②
解析 (1)在t+时,质点c回到平衡位置,速度达到最大值,A正确;t时刻波离质点d的距离等于1个波长,则波传到质点d需要1个周期,传到质点d后质点d向下起振,在t+2T时,质点d到达波峰,加速度达到最大值,从t到t+2T时间间隔内,质点d运动了T,因此通过的路程为s=·4A=3A=6 cm,故B正确,C错误;简谐波沿x轴正方向传播,t时刻a、b两质点的速度方向均向上,则从t时刻起,质点b比质点a先回到平衡位置,故D正确;质点并不随着波迁移,因此从t时刻起,在一个周期的时间内,a、b、c、d四个质点沿x轴通过的路程不是一个波长,故E错误.
(2)①光路图如图所示,
由几何关系可知,Rsin α=R,
即α=60°
由图可知,α=2β,
得:β=30°
由折射定律有:n==
②光在介质中的速度为v=,光在透明球体中的传播时间t1==,由图及折射定律知,光线从B点出射后与竖直方向的夹角为α=60°,光从透明球体出射后到光屏所用的时间t2==,所以光从入射点传播到光屏所用的时间为:t=t1+t2=.