2020高三物理三轮冲刺：选考题保分练(七)

选考题保分练(七)

33．(1)如图1所示为分子间的引力和斥力随分子间距离变化的图象，当r＝r0时，引力和斥力大小相等，以下说法正确的是________．

图1

A．r>r0时，随着分子间距离的增大，引力和斥力的合力逐渐减小

B．r＝r0时，引力和斥力的合力最小

C．r＝r0时，分子势能最小

D．r>r0时，随着分子间距离的增大，分子势能一直增大

E．气体相邻分子间的距离约等于r0

(2)如图2所示，内壁光滑的固定导热汽缸竖直放置，内部横截面积为S，上部A、B间有多个较宽缝隙与外部相通，缝隙下端B与汽缸底部D的距离为H.现用一质量为m，厚度不计的活塞封闭一定量的气体，稳定时活塞所处位置C距汽缸底部D的距离为.已知此时封闭气体的热力学温度为T0，外部的大气压强为p0，当地重力加速度为g.现对封闭气体缓慢加热，求：

图2

①随着封闭气体温度升高，活塞会缓慢上升，活塞刚上升到B点时封闭气体的热力学温度多大；

②继续缓慢加热一段时间，封闭气体温度达2T0时停止加热，再经一段时间后封闭气体恢复至原来的温度T0，此时若将活塞缓慢拉离汽缸，拉离过程中封闭气体的温度视为不变，至少应施加多大的拉力．

答案　(1)BCD　(2)①　②

解析　(1)分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r＝r0时，引力等于斥力，分子力为零，当r>r0时，分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快，分子力表现为引力，引力和斥力的合力先增大后减小，故选项A错误，B正确；当分子间距离r>r0时，分子力表现为引力，随距离r增大，引力做负功，分子势能增大，当分子间距离r<r0时，分子力表现为斥力，随距离增大，斥力做正功，分子势能减小，当r＝r0时分子势能最小，故选项C、D正确；气体分子间的距离远大于r0，故选项E错误．

(2)①活塞缓慢上升过程中封闭气体压强不变，根据盖－吕萨克定律可得：＝

解得封闭气体的热力学温度：T＝T0

②刚停止加热时有：p1S＝p0S＋mg

将活塞缓慢拉离汽缸至B处时所需拉力最大，则有：

F＋p2S＝p0S＋mg

由查理定律可得：＝

联立可得至少应施加的拉力：F＝.

34．(1)如图3，透明半球体的圆心为O，半径为R，折射率为.在半球体的轴线O′O上有一点光源S，它发出一细光束射向半球体上的A点，光束经半球体折射后从B点射出．已知SA与SO、OB与OO′之间的夹角均为60°，光在真空中的传播速度为c，则AB与SO之间的夹角为______，光从A点传播到B点所用的时间为________．

图3

(2)如图4是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图．已知该波波源的位移y与时间t的关系式为y＝Asin (10πt＋)，波源的平衡位置与图中质点P的平衡位置之间的距离小于2.4 m．求：

图4

①该波的传播速度的大小；

②该波波源平衡位置的x坐标．

答案　(1)30°　　(2)① 6 m/s　②－1.1 m.

解析　(1)光线在A点的入射角为：i＝60°

根据折射定律有：n＝

可得，折射角为：r＝30°

根据几何关系可知AB与SO之间的夹角为30°.

由几何知识可知∠ABO＝∠AOB＝30°，△AOB是等腰三角形，则有：＝＝R

光在半球体中的传播速度为：v＝＝c

光从A点传播到B点所用的时间为：t＝＝.

(2)①由题图可知，该波的波长λ＝1.2 m①

设波源的振动周期为T，则有＝10π②

波的传播速度v＝③

由①②③式得v＝6 m/s④

②设t1时刻波源的位移为＋A，则y＝Asin (10πt1＋)⑤

波源平衡位置的x坐标x＝vt1⑥

波沿x轴正方向传播，且波源的平衡位置与题图中质点P的平衡位置之间的距离小于2.4 m，由④⑤⑥式得x＝－1.1 m.