综合题24.0分
物理

请考生从以下三题中任选二题作答。如果多做,则按所做的第一、二题计分。

【选修3-3】(请回答22、23题)

【选修3-4】(请回答24、25题)

【选修3-5】(请回答26、27、28题)

22.(4分)一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p-V图像如图所示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程,下列说法正确的是____。(填入正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得3分,选对3个得4分,有错选的得0分)

23.(8分)如图,密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连,汽缸壁导热;U形管内盛有密度为的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积,取重力加速度大小,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。

24.(4分)下列说法正确的是________________。(填入正确答案序号。选对1个得2分,选对2个得3分,选对3个得4分:有选错的得0分)

25.(8分)如图,半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内(入射面即纸面),入射角为45°,出射光线射在桌面上B点处。测得AN之间的距离为 .现将入射光束在纸面内向左平移,求摄入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时,光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。

26.(4分)下列说法正确的是_________。(填入正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得3分,选对3个得4分;有选错的得0分)

27.(8分)如图,物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下,初始时静止;从发射器(图中未画出)射出的物块B沿水平方向与A相撞,碰撞后两者粘连在一起运动,碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器(图中未画出)测得。某同学以h为纵坐标,v2为横坐标,利用实验数据作直线拟合,求得该直线的斜率为k=1.92 ×10-3s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA=0.400kg和mB=0.100kg,重力加速度大小g=9.8m/s2

若碰撞时间极短且忽略空气阻力,求h-v2直线斜率的理论值k0

28.求k值的相对误差×100%,结果保留1位有效数字。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

ABE

解析

由图像找到不变量,根据PV/T=K分析,结合热力学第一定律分析

考查方向

PV/T=K、热力学第一定律

解题思路

图像找到不变量、热力学第一定律

易错点

不变量,

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

设初始状态时汽缸左气室的体积为V01,右气室的体积为V02;当活塞至汽缸中某位置时,左、右气室的压强分别为p1、p2,体积分别为V1、V2,由玻意耳定律得

p0V01=p1V1  ①

p0V02=p2V2②

依题意有

V01+V02=V1+V2③

由力的平衡条件有

p2–p1=ρgh④

联立①②③④式,并代入题给数据得

由此解得

(另一解不合题意,舍去)⑥

由③⑥式和题给条件得

V1:V2=1:1⑦

解析

初始状态时汽缸左气室的体积为V01,右气室的体积为V02;当活塞至汽缸中某位置时,左、右气室的压强分别为p1、p2,体积分别为V1、V2,由玻意耳定律、由力的平衡条件解

考查方向

热学规律,难度适中

解题思路

找到不变量,由受力分析、玻意耳定律计算

易错点

平衡方程

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

ABD

解析

单摆做简谐振动的周期与摆球质量无关,已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,由于不知道运动形式,故无法求振子在任意时刻运动速度的方向

考查方向

简谐振动的物理规律,难度不大

解题思路

单摆、弹簧振子振动周期

易错点

振动周期决定因素

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

当光线经球心O入射时,光路图如图(a)所示。设玻璃的折射率为n,由折射定律有

式中,入射角i=45°,为折射角。

△OAB为直角三角形因此

发生全反射时,临界角C满足

在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时,光路图如图(b)所示。设此时光线入射点为E,折射光线射到玻璃体球面的D点。由题意有

内,根据正弦定理有

联立以上各式并利用题给条件得

解析

当光线经球心O入射时,光路图如图(a)所示。设玻璃的折射率为n,由折射定律解,以及全反射和临界角的考查

考查方向

光学问题,难度较大

解题思路

正确做出光路图,由物理规律求解

易错点

作图

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

ACD

解析

康普顿效应表明光子只具有能量,又具有动量,德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越短

考查方向

康普顿效应、德布罗意波

解题思路

原子物理的相关概念考查

易错点

康普顿效应

第6小题正确答案及相关解析

正确答案

设物块A和B碰撞后共同运动的速度为,由动量守恒定律有

在碰撞后A和B共同上升的过程中,由机械能守恒定律有

联立①②式得

由题意得

代入题给数据得

解析

物块A和B碰撞后共同运动的速度为,由动量守恒定律有

在碰撞后A和B共同上升的过程中,由机械能守恒定律列方程求解

考查方向

考察了动量问题的两个守恒,难度适中

解题思路

研究系统是AB,物理方法是动量守恒定律、机械能守恒定律

易错点

联系方程

第7小题正确答案及相关解析

正确答案

按照定义

由⑤⑥式和题给条件得

解析

k值的相对误差×100%,

考查方向

相对误差

解题思路

由相对误差定义走

易错点

相对误差的计算