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选考题——智能、满分练(1)
33.[物理——选修3-3](2022·河南郑州二模)(1)关于一些热学现象的物理解释,下列说法正确的是( )
A.树叶上露珠呈球形是水的表面张力作用的结果
B.当人们感到潮湿时,水蒸发慢,空气的绝对湿度一定较大
C.空调既能制热又能制冷,说明热量可以从低温物体向高温物体传递
D.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
E.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
(2)如图所示,圆柱形绝热汽缸固定在倾角为θ的斜面上,汽缸深度为H,汽缸口有固定卡槽。汽缸内用质量为m、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体,此时活塞到汽缸底部的距离为,汽缸内气体温度为T0。现缓慢对气体加热,一直到气体温度升高到3T0,加热过程中电热丝产生热量Q。若电热丝产生的热量全部被气体吸收,大气压强恒为p0,不计活塞及固定卡槽的厚度,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。重力加速度为g,求:
①气体温度升高到3T0时的压强;
②气体温度从T0升高到3T0的过程中增加的内能。
答案:(1)ACE (2)①(p0+)
②Q-(p0S+mg sin θ)
解析:(1)树叶上露珠呈球形是水的表面张力作用的结果,A正确;当人们感到潮湿时,水蒸发慢,空气的相对湿度一定较大,B错误;空调既能制热又能制冷,说明热量可以从低温物体向高温物体传递,C正确;在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,势能增大,内能变大,D错误;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,E正确。
(2)①初始时活塞受力平衡,有p1S=p0S+mg sin θ
解得p1=p0+
活塞达到卡槽前压强恒为p1,由盖吕萨克定律得
=
解得T1=2T0
活塞达到卡槽后体积不变,由查理定律得=
解得p2=(p0+)。
②电热丝产生的热量为Q,气体对外做功W=p1S
由热力学第一定律知,气体增加的内能,ΔU=Q-W
解得ΔU=Q-(p0S+mg sin θ)。
34.[物理——选修3-4](2022·河南郑州二模)(1)关于机械振动和机械波,下列说法正确的是( )
A.做简谐运动的物体,位移与时间的关系遵从正弦函数的规律
B.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟物体固有频率无关
C.机械波从一种介质进入另一种介质,若波速变小,波长一定变大
D.3D眼镜是利用了薄膜干涉的原理
E.医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应
(2)如果玻璃中有个小气泡,看起来会特别明亮,是因为光从玻璃射向气泡时,一部分光线发生了全反射的缘故。一个半径为R、折射率为n=的球形玻璃中有一个同心球形气泡,气泡半径为R,O为球形玻璃的球心,AB为过球心的一个轴线,如图所示。一束平行于AB轴线的光束射向球形玻璃,其中与AB距离为d=R的入射光线从球形玻璃的M点射入。若气泡和玻璃周围空间均可看成真空。
①判断该光线在气泡界面上能否发生全反射(写出判断过程);
②求该光线在玻璃中的传播时间(已知光在真空中的速度为c)。
答案:(1)ABE (2)①能 ②
解析:(1)根据简谐运动的定义可知,做简谐运动的物体,位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,A正确;根据受迫振动的特点可知,物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟物体固有频率无关,B正确;机械波从一种介质进入另一种介质,由于机械波的频率不会发生改变,根据v=λf,若波速变小,波长一定变小,C错误;3D眼镜是利用了光的偏振的原理,D错误;医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应,E正确。
(2)①该光线的光路示意图如图所示,
入射光线到AB距离d=R
可知入射角sin θ==
解得θ=60°
由n=可得α=30°
由正弦定理=
β为锐角,可得β=60°
由题意可知,该玻璃的折射率为n=
反射临界角sin C==
sin β >sin C
可知该光线在气泡界面上能发生全反射。
②由△OMN中几何关系可知MN=R
光线在玻璃中传播的距离l=2MN=2R
由n=可得v=
光线在玻璃中的传播时间t==。
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