高考物理一轮复习题及答案解析选修3-3.doc

选考题专练卷 [选修3－3] 1．(1)以下说法正确的是________。 A．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 B．液体的分子势能与液体的体积有关 C．水的饱和汽压不随温度变化 D．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵” (2)如图1所示，在内径均匀两端开口、竖直放置的细U形管中，两边都灌有水银，底部封闭一段空气柱，长度如图所示，左右两侧管长均为h＝50 cm，现在大气压强为p0＝75 cmHg，气体温度是t1＝27 ℃，现给空气柱缓慢加热到t2＝237 ℃，求此时空气柱的长度。 图1 2．(1)下列有关热学知识的论述正确的是________。 A．两个温度不同的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传给低温物体，也可以自发地从低温物体传给高温物体 B．无论用什么方式都不可能使热量从低温物体向高温物体传递 C．第一类永动机违背能量的转化和守恒定律，第二类永动机不违背能量的转化和守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来 D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动却是有规律的 (2)如图2所示，可自由滑动的活塞将圆筒形汽缸分成A和B两部分，汽缸底部通过阀门K与另一密封容器C相连，活塞与汽缸顶部间连一弹簧，当A、B两部分真空，活塞位于汽缸底部时，弹簧恰无形变。现将阀门K关闭，B内充入一定质量的理想气体，A、C内均为真空，B部分的高度L1＝0.10 m，此时B与C的体积正好相等，弹簧对活塞的作用力恰等于活塞的重力。若把阀门K打开，平衡后将整个装置倒置，当达到新的平衡时，B部分的高度L2是多少？(设温度保持不变) 图2 [选修3－4] 1．(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图3甲所示，波此时恰好传播到M点。图乙是质点N(x＝3 m)的振动图像，则Q点(x＝10 m)开始振动时，振动方向为________，从t＝0开始，终过________s，Q点第一次到达波峰。 图3 (2)如图4所示是一透明的折射率为n＝的圆柱体，其半径R＝20 cm，O点为圆心，AB为其中的一直径。今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体，已知真空中光速为c＝3.0×108m/s。假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达B点，求该光线在圆柱体中的传播时间。 图4 2．(1)如图5所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波的传播速度v＝2 m/s。试回答下列问题：写出x＝0.5 m处的质点做简谐运动的表达式：________ cm；x＝0.5 m处质点在0～5.5 s内通过的路程为________ cm。 图5 (2)如图6所示，一水池深为h，一根长直木棍竖直地插入水底，棍露出水面部分的长度为L，当太阳光与水平面夹角为60°斜射到水面时，求棍在水底的影子的长度。(已知水的折射率为n) 图6 [选修3－5] 1．(1)据央视报道，中科院等离子体物理研究所经过八年的艰苦努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克装置并调试成功，这种装置被称为“人造太阳”(如图7所示)，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是________。 图7 A.eqN＋He→O＋H B.eqH＋H→He＋n C.eqU→Th＋He D.eqU＋n→Ba＋Kr＋3n (2)如图8所示，在光滑水平直导轨上，静止放置三个质量均为m＝1 kg的相同小球A、B、C。现让A球以v0＝2 m/s的速度向B球运动，A、B两球碰撞后粘在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度vC＝1 m/s，则： 图8 (1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度为多大； (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能。 2．(1)电子俘获即原子核俘获1个核外轨道电子，使核内1个质子转变为中子。一种理论认为地热是镍58(Ni)在地球内部的高温高压环境下发生电子俘获核反应生成钴(Co)58时产生的，则镍58电子俘获的核反应方程为____________________；生成的钴核处于激发态，会向基态跃迁，辐射γ光子的频率为ν，已知真空中的光速和普朗克常量是c和h，则此核反应过程中的质量亏损为________。 图9 (2)如图9所示，一质量为1 kg的物块静止在水平地面上，它与地面的动摩擦因数为0.2，一质量为10 g的子弹以水平速度500 m/s射入物块后水平穿出，物块继续滑行1 m距离停下。求子弹射穿物块过程中系统损失的机械能。(g取10 m/s2) 答 案 [选修3－3] 1．(1)选B　晶体分单晶体和多晶体，单晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征，而多晶体无规则形状，且各向同性，选项A错误；物体(包括固体、液体和气体)的分子势能与物体的体积有关，选项B正确；水的饱和汽压随温度的升高而增大，所以C错误；只有晶体的分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”，选项D错误。 (2)解析：对于封闭的空气柱，初始状态： p1＝p0＋25 cmHg＝100 cmHg，l1＝21 cm，T1＝300 K 设当温度升到T2＝t2＋273 K＝510 K时，左边水银全部进入竖直管中，且没有水银溢出，空气柱的长度为l2，则p2＝p0＋30 cmHg＝105 cmHg。 根据理想气体状态方程得：＝ 解得l2＝＝34 cm 此时左侧水银距管口还有17 cm，所以没有水银溢出，假设正确 综上所述，给空气柱缓慢加热到t2＝237 ℃时空气柱的长度为34 cm 答案：34 cm 2．(1)选D　根据热力学第二定律，热传递具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，不可以自发地从低温物体传给高温物体，但在外界的影响下，热量能从低温物体向高温物体传递，选项A、B错误；第一类永动机是不消耗能量的机器，这违背能量的转化和守恒定律，所以制造不出来，而第二类永动机虽然不违背能量的转化和守恒定律，但违背热力学第二定律，所以第二类永动机也是制造不出来的，选项C错误；分子动理论告诉我们，物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，但大量分子的运动遵从一定的统计规律，如温度升高，所有分子的平均动能增大，故D正确。 (2)解析：对B内密封的气体，初状态：p1＝＝，V1＝L1S 最终平衡时：p2＝＝，V2＝(L1＋L2)S 由玻意耳定律得：·L1S＝·(L2＋L1)S 即2L＝L－L， 解得：L2＝L1＝0.173 m 答案：0.173 m [选修3－4] 1．解析：(1)Q点开始振动时振动方向为y轴负方向，因为在t＝0时刻，处于波前的质点M振动方向为y轴负方向，故Q点开始振动时振动方向也为y轴负方向。从图甲可以看出波长λ＝4 m，从乙图可以看出周期T＝4 s，所以波速为v＝λ/T＝1 m/s，最前面的波峰距离Q点的距离为Δx＝8 m，最前面的波峰传播到Q点就是Q点第一次出现波峰的时刻，需要的时间为t＝Δx/v＝8 s。 (2)光在该圆柱体中的传播速度为v＝＝×108m/s 假设PC经折射后经过B点，光路图如图所示。 假设入射角为α，折射角为β，则由折射定律有：n＝＝ 又由几何关系有：α＝2β 解得：α＝60°，β＝30° 则BC＝2Rcos β＝R＝ m 所以t＝ 代入数据得：t＝2×10－9s 答案：(1)y轴负方向　8　(2)2×10－9s 2．(1)解析：由波动图像可知波长为λ＝2.0 m，周期T＝λ/v＝1.0 s，x＝0.5 m处的质点做简谐运动的表达式：y＝5cos 2πt(cm)；x＝0.5 m处的质点在0～5.5 s内通过的路程：22A＝22×5 cm＝110 cm。 答案：y＝5cos 2πt　110 (2)解析：依题意画出如图所示的光路示意图，AO长为L，因∠AO′O＝60°，所以BC＝O′O＝Ltan 30°＝L 因为＝n 所以sin γ＝＝ CD＝htan γ＝＝h＝ 所以水底的影子长为BD＝CD＋BC＝L＋ 答案：L＋ [选修3－5] 1．(1)选B　A项是发现质子的核反应方程，C项是铀238的衰变方程，D项是铀235的裂变方程，B项正确。 (2)解析：(1)A、B相碰满足动量守恒定律：mv0＝2mv1 则A、B两球与C球碰前的共同速度为v1＝1 m/s (2)两球与C碰撞同样满足动量守恒定律： 2mv1＝mvC＋2mv2 代入数据后可得两球与C球碰后的速度v2＝0.5 m/s ΔEk＝mv－mv－·2mv＝2 J－0.5 J－0.25 J＝1.25 J 答案：(1)1 m/s　(2)1.25 J 2．(1)解析：镍核(Ni)俘获1个核外轨道电子，使核内1个质子转变为中子，核反应方程为Ni＋e→Co，该核反应过程释放的能量激发核反应产物钴(Co)，故Co跃迁到基态，以光子形式释放出来的能量值等于核反应过程中因质量亏损而产生的能量，根据质能方程E＝hν＝Δmc2，故质量亏损Δm＝。 答案：Ni＋e→Co　 (2)解析：设子弹射穿物块后的速度为v1，物块的速度为v2，对物块与子弹组成的系统，由动量守恒定律得： mv0＝mv1＋Mv2 对物块，由动能定理得：μMgx＝Mv 则子弹射穿物块过程中系统损失的机械能ΔE＝mv－mv－Mv 联立以上方程并代入数据解得ΔE＝798 J 答案：798 J