选考题——智能、满分练(3)（Word练习）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

选考题——智能、满分练(3) 33．[物理——选修3－3](2023·河南洛阳二模)(1)一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，这一过程称为一个循环。在这一循环中，对于该气体，下列说法正确的有________。 A．从状态A变化到状态B，分子的平均动能增大 B．从状态B变化到状态C，气体的内能减小 C．从状态C变化到状态A，气体吸收热量 D．从状态B变化到状态C，分子的平均动能逐渐减小 E．从状态A变化到状态B，气体放出热量 (2)如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知篮球内部容积为7.5 L，环境温度为27 ℃，大气压强为1.0 atm，打气前球内气压等于外界大气压强，手持式打气筒每打一次气能将0.5 L、1.0 atm的空气打入球内，当球内气压达到1.6 atm时停止打气(1 atm＝1.0×105 Pa)。 ①已知温度为0 ℃、压强为1 atm标准状态下气体的摩尔体积为V0＝22.4 L/mol，求打气前该篮球内空气的分子数n(取阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023mol-1，计算结果保留两位有效数字)； ②要使篮球内气压达到1.6 atm，求需打气的次数N(设打气过程中气体温度不变)。 答案：(1)ABD　(2)①1.8×1023(个)　②9(次) 解析：(1)从状态A变化到状态B，气体的温度升高，则分子的平均动能增大，A正确；从状态B变化到状态C，气体的温度降低，因理想气体的内能只与温度有关，则内能减小，B正确；从状态C变化到状态A，气体温度降低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，C错误；从状态B变化到状态C，气体的温度逐渐降低，则分子的平均动能逐渐减小，D正确；从状态A变化到状态B，气体温度升高，内能增大；气体体积变大，对外做功，则气体吸收热量，E错误。 (2)①设球内空气在标准状况下的体积为V′，由盖­吕萨克定律有＝ 其中T1＝300 K，T2＝273 K，又n＝NA 解得n＝1.8×1023(个) ②由玻意耳定律，有p0(V＋NΔV)＝pV 解得N＝9(次) 34．[物理——选修3－4](2023·河南洛阳二模)(1)一列简谐横波，在t ＝0.6 s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1 cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是________。 　 A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的波速是 m/s C．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m D．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置 E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物不能发生明显衍射现象 (2)有一种发光二极管，它由半径为R的半球体介质ABC和发光管芯组成，管芯发光区域是半径为r的圆面PQ，其圆心与半球体的球心O重合，过球心的横截面如图所示。图中发光圆面发出的某条光线射向D点，入射角为30°，折射角为45°。 ①求半球体介质对光的折射率及光从该介质射入空气中的临界角； ②为使从发光圆面PQ射向半球面上所有的光都不会发生全反射，管芯发光区域面积最大值为多少？ 答案：(1)ABD　(2)①　45°　② 解析：(1)由题图乙读出t＝0.6 s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由题图甲判断出波的传播方向为沿x轴正方向，故A正确；由题图甲读出波长为λ＝20 m，由题图乙周期T＝1.2 s，则波速度为v＝＝ m/s＝ m/s，故B正确；Δt＝0.6 s＝0.5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程为4倍振幅，则经过Δt＝0.6 s，A质点通过的路程是s＝2A＝4 cm，故C错误；图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，所以质点P将比质点Q早回到平衡位置，将此图像与正弦曲线进行对比可知，P点横坐标为xP＝ m，Q点的横坐标xQ＝ m，根据波形的平移法可知质点P比质点Q早回到平衡位置时间为t＝，故D正确；发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为20 m，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物能发生明显衍射现象，故E错误。 (2)①根据折射定律得n＝ 解得n＝ 根据sin C＝ 解得临界角C＝45° ②如图，由正弦定理可知，从P或Q点垂直于圆面发出的光射到球面时的入射角最大，设为α，由几何关系有sin α＝ 设光发生全反射的临界角为C，则有sin C＝ 为使从发光圆面PQ射向半球面上所有的光都不发生全反射，应满足sin α<sin C 解得r<＝ 管芯发光区域面积应满足S＝πr2< 所以管芯发光区域面积最大值为。 学科网（北京）股份有限公司