统考版高考物理二轮专项分层特训卷10分钟选考题专练3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3含答案，共6页。
(1)如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞(截面积分别为S1和S2)封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m.在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变．整个过程环境温度和大气压强p0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g.下列说法正确的是________．(填正确答案标号．)
A．整个过程，外力F做功大于0，小于mgh
B．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变
C．整个过程，理想气体的内能增大
D．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于(p0S1h＋mgh)
E．左端活塞到达B位置时，外力F等于 eq \f(mgS2,S1)
(2)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示．导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量m1＝600 g、截面积S＝20 cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量m2＝1 200 g的铁块，并将铁块放置到电子天平上．当电子天平示数为600.0 g时，测得环境温度T1＝300 K．设外界大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2.
(ⅰ)当电子天平示数为400.0 g时，环境温度T2为多少？
(ⅱ)该装置可测量的最高环境温度Tmax为多少？
2．[2021·湖南卷，16][物理——选修3－4]
(1)均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆．t＝0时刻，波面分布如图(a)所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷．A处质点的振动图像如图(b)所示，z轴正方向竖直向上．下列说法正确的是________．(填正确答案标号．)
A．该波从A点传播到B点，所需时间为4 s
B．t＝6 s时，B处质点位于波峰
C．t＝8 s时，C处质点振动速度方向竖直向上
D．t＝10 s时，D处质点所受回复力方向竖直向上
E．E处质点起振后，12 s内经过的路程为12 cm
(2)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播．身高1.6 m的人站在水平地面上，其正前方0.6 m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0 cm、深度为1.4 cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半．此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示．现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射．
(ⅰ)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？
(ⅱ)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？
10分钟选考题专练（3）
1．答案：（1）BDE （2）（ⅰ）297 K （ⅱ）309 K
解析：（1）整个过程中右边活塞的位置始终不变，外力F不做功，A错误；整个过程中系统的温度不变，所以一定质量的理想气体的分子平均动能不变，内能不变，B正确，C错误；当左边活塞到达B位置时汽缸内气体的压强最大，最大压强p＝ eq \f(mg,S1) ＋p0，所以外界对气体做的功小于p0S1h＋mgh，由于内能不变，故理想气体向外界释放的热量小于（p0S1h＋mgh），D正确；根据左、右两边气体的压强相等，有p0＋ eq \f(mg,S1) ＝p0＋ eq \f(F,S2) ，解得F＝ eq \f(mgS2,S1) ，E正确．
（2）（ⅰ）整个系统处于平衡状态，汽缸内的气体发生等容变化，当电子天平的示数为600.0 g时，细绳对铁块的拉力大小F1＝m2g－6 N，根据牛顿第三定律可知右端细绳对轻杆的拉力大小为F1，对轻杆根据平衡条件可得左端细绳对轻杆的拉力大小也为F1，根据牛顿第三定律可知左端细绳对活塞向上的拉力大小为F1，
对活塞根据平衡条件有F1＋p1S＝p0S＋m1g，解得p1＝p0，
当电子天平的示数为400.0 g时，右端细绳对铁块的拉力大小F2＝m2g－4 N，
同理，对活塞有F2＋p2S＝p0S＋m1g，
解得p2＝0.99×105Pa，
由查理定律得 eq \f(p1,T1) ＝ eq \f(p2,T2) ，
解得T2＝297 K.
（ⅱ）分析可知，气体的温度越高绳的张力越小，当绳中的张力为零时，系统的温度最高，此时对活塞有p3S＝p0S＋m1g，解得p3＝1.03×105Pa，
由查理定律得 eq \f(p1,T1) ＝ eq \f(p3,Tmax) ，解得最高温度Tmax＝309 K．
2．答案：（1）ACE （2）（ⅰ） eq \f(4\r(74),25) （ⅱ） eq \f(\r(74),5)
解析：（1）由题图（b）可知该波的振动周期T＝4 s，由题意结合题图（a）知波长λ＝10 m，故波速v＝ eq \f(λ,T) ＝ eq \f(10,4) m/s＝2.5 m/s，所以波从A点传播到B点，所需时间t＝ eq \f(10,2.5) s＝4 s，A正确；t＝0时，A处质点处于波峰，经过4 s，B处质点处于波峰，再过2 s，B处质点处于波谷，B错误；波面分布如图所示，t＝8 s时，实线表示波峰，虚线表示波谷，C处质点在波峰与波谷之间，之后要重复前面质点的运动，故C处质点向正向最大位移处运动，所以C处质点振动速度方向竖直向上，C正确；t＝10 s时，实线表示波谷，虚线表示波峰，D处质点距离波峰更近，所以D处质点在平衡位置上方，所受回复力方向竖直向下，D错误；E处质点起振后12 s内经过3个周期，所以这12 s内经过的路程s＝3×4A＝12 cm，E正确．
（2）（ⅰ）如图所示，若人脚处反射的光恰能成像，则透明介质的折射率最小，由几何关系得此时入射角的正弦值sin i＝ eq \f(0.8,1.0) ＝0.8，
折射角的正弦值sin r＝ eq \f(1.0,\r(1.02＋1.42)) ＝ eq \f(5,\r(74)) ，
所以nmin＝ eq \f(sin i,sin r) ＝ eq \f(4\r(74),25) .
（ⅱ）光从光疏介质向光密介质传播，入射角接近90°时为掠射．分析可知，当掠射的光恰好从洞的边缘射出时折射率最小，
则有n′min＝ eq \f(1,sin r) ＝ eq \f(\r(74),5) .