高考物理三轮冲刺考前抢分选考题专练(选修3－3、3-4)

这是一份高考物理三轮冲刺考前抢分选考题专练(选修3－3、3-4)，共12页。试卷主要包含了070 N/m，命题特点，应考策略，0 m，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。


命题形式
例题展示
(1)(2016·全国乙卷·33(1))(5分)关于热力学定律，下列说法正确的是____.(填正确答案标号.选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.气体吸热后温度一定升高
B.对气体做功可以改变其内能
C.理想气体等压膨胀过程一定放热
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
(2)(2016·全国乙卷·33(2))(10分)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝eq \f(2σ,r)，其中σ＝0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2.
(ⅰ)求在水下10 m处气泡内外的压强差；
(ⅱ)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.
解析 (1)气体内能的改变ΔU＝Q＋W，故对气体做功可改变气体内能，B选项正确；气体吸热为Q，但不确定外界做功W的情况，故不能确定气体温度变化，A选项错误；理想气体等压膨胀，W<0，由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C，p不变，V增大，气体温度升高，内能增大，ΔU>0，由ΔU＝Q＋W，知Q>0，气体一定吸热，C选项错误；由热力学第二定律，D选项正确；根据热平衡性质，E选项正确.
(2)(ⅰ)由公式Δp＝eq \f(2σ,r)得Δp＝eq \f(2×0.070,5×10－3) Pa＝28 Pa
水下10 m处气泡内外的压强差是28 Pa.
(ⅱ)气泡上升过程中做等温变化，由玻意耳定律得
p1V1＝p2V2①
其中，V1＝eq \f(4,3)πreq \\al( 3,1)②
V2＝eq \f(4,3)πreq \\al( 3,2)③
由于气泡内外的压强差远小于10 m深处水的压强，气泡内压强可近似等于对应位置处的水的压强，所以有
p1＝p0＋ρgh1＝1×105 Pa＋1×103×10×10 Pa
＝2×105 Pa＝2p0④
p2＝p0⑤
将②③④⑤代入①得，2p0×eq \f(4,3)πreq \\al( 3,1)＝p0×eq \f(4,3)πreq \\al( 3,2)
2req \\al( 3,1)＝req \\al( 3,2)
eq \f(r2,r1)＝eq \r(3,2)
答案 (1)BDE (2)(ⅰ)28 Pa (ⅱ)eq \r(3,2)
命题分析与对策
1.命题特点
选择题知识考查较为琐碎，如分子动理论、温度、压强、内能、固体的微观结构、晶体和非晶体等基础知识.计算题考查重点多为气体实验定律(尤其是玻意耳定律)，常与热力学定律、力的平衡等知识点相结合.考题设置的情景多为汽缸、液柱模型，其中压强的力学分析与计算是解题关键.试题分值为5＋10或6＋9的形式.
2.应考策略
教学和复习一定要紧扣考纲和教材，强化基础和核心知识，考纲中所列的考点，要一个一个过，做到非常熟悉.重点知识要强化训练，零碎知识要加强记忆 .
重视基本概念和基本规律的掌握，如阿伏加德罗常数、分子动理论、内能与热力学第一定律、压强计算、气体实验定律、热力学第二定律等.
例题展示
(1)(2016·全国乙卷·34(1))(5分)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是________.(填正确答案标号.选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.水面波是一种机械波
B.该水面波的频率为6 Hz
C.该水面波的波长为3 m
D.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
(2)(2016·全国乙卷·34(2))(10分)如图1，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m.从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为eq \f(4,3).
图1
(ⅰ)求池内的水深；
(ⅱ)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m.当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).
解析 (1)水面波是机械振动在水面上传播，是一种典型机械波，A对；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为15秒，所以其振动周期为T＝eq \f(15,9) s＝eq \f(5,3) s，频率为0.6 Hz，B错；其波长λ＝vT＝1.8 m/s×eq \f(5,3) s＝3 m，C对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能量随着波的向前传播而传递出去，D错，E对.
(2)(ⅰ)光由A射向B发生全反射，光路如图甲所示.
甲
则sin θ＝eq \f(1,n)，得sin θ＝eq \f(3,4)
由|AO|＝3 m，由几何关系可得：|AB|＝4 m，|BO|＝eq \r(7) m
所以水深eq \r(7) m.
(ⅱ)光由A点射入救生员眼中光路图如图乙所示.
乙
由折射定率n＝eq \f(sin 45°,sin α)，可知sin α＝eq \f(3\r(2),8)
tan α＝eq \f(3,\r(23))＝eq \f(3\r(23),23)
设|BE|＝x m，得tan α＝eq \f(|AQ|,|QE|)＝eq \f(3－x,\r(7))
代入数据得x＝(3－eq \f(3\r(161),23)) m≈1.3 m，
由几何关系得，救生员到池边水平距离为
|BC|＝(2－x) m≈0.7 m
答案 (1)ACE (2)(ⅰ)eq \r(7) m (ⅱ)0.7 m
命题分析与对策
1.命题特点
组合模式基本稳定，选择题加计算题的模式.选择题多是振动和波，计算题是几何光学；也有选择题是几何光学，计算题是振动和波.光学都是考查折射、全反射，而其他内容如物理光学没有涉及.试题分值为5＋10或6＋9的形式.
2.应考策略
(1)几何光学的折射、全反射很重要，会画光路图(几何光学与物理光学没有结合).各种形状的玻璃砖中的光的折射情况分析，寻找几何关系是考查的重点也是难点.
(2)振动和波依然是热点问题，注意周期性特点，掌握平移法，并会画波的图象.理解机械振动和机械波、振动图象和波动图象的区别和联系，理解简谐运动的对称性、周期性和机械波的产生过程.
(3)其他内容也要兼顾(可能以选择题的形式出现)，如物理光学、电磁振荡、电磁波、相对论(狭义相对论的基本假设、质速关系、质能关系)等.
选考题专练(选修3－3)
1.近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中正确的是( )
A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
C.温度越低PM2.5活动越剧烈
D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度
E.PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈
答案 DE
解析 氧分子的尺寸的数量级在10－10 m左右，则PM2.5的尺寸要远大于空气中氧分子的尺寸，选项A错误；PM2.5在空气中受到浮力作用而漂浮，故它的运动不属于布朗运动，选项B错误；温度越高PM2.5活动越剧烈，选项C错误；倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度，选项D正确；PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，选项E正确；故选D、E.
2.如图1所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在17 ℃的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为2 L，充气前的气压为1 atm，充气筒每次充入0.2 L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，求：
图1
(1)充气多少次可以让气体压强增大至3 atm；
(2)室外温度达到了－13 ℃，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少？
答案 (1)20(次) (2)2.7 atm
解析 (1)设充气n次可以让气体压强增大至3 atm，据题充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得：
p1(V＋nΔV)＝p2V
代入：1×(2＋n×0.2)＝3×2
解得n＝20(次)
(2)当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律得：
eq \f(p2,T2)＝eq \f(p3,T3)
可得p3＝eq \f(T3,T2)p2＝eq \f(－13＋273,17＋273)×3 atm≈2.7 atm.
3.下列说法正确的是( )
A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化
B.足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果
C.一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加
D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E.一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，虽然温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变
答案 ACD
解析 单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，A正确；足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因，与气体的分子之间的作用力无关，B错误；一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，没有对外做功，根据热力学第一定律可知，其内能一定增加，故C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大，E错误.
4.如图2所示，汽缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d.筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部eq \f(d,2)的高度，外界大气压强为1.0×105 Pa，温度为27 ℃，现对气体加热.求：
图2
(1)当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；
(2)气体温度达到387 ℃时气体的压强.
答案 (1)600 K (2)1.1×105 Pa
解析 (1)以封闭气体为研究对象：
p1＝p0
V1＝Seq \f(d,2)
T1＝300 K
设温度升高到T0时，活塞刚好到达汽缸口，此时：
p2＝p0
V2＝Sd
此过程为等压变化，根据盖—吕萨克定律：
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)
解得T2＝600 K
(2)T3＝387 ℃＝660 K＞T2，封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化
此时有V3＝Sd，T3＝660 K
由理想气体状态方程：
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p3V3,T3)
解得p3＝1.1×105 Pa.
5.下列说法中正确的是( )
A.晶体具有确定的熔点
B.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
C.某物体温度高，组成该物体的某些分子速率可能很小
D.理想气体从外界吸热，则内能一定增大
E.压缩气体需要力表明气体分子间存在斥力
答案 ABC
解析 晶体具有确定的熔点，非晶体无确定的熔点，选项A正确；露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，选项B正确；某物体温度高，分子的平均速率变大，但是组成该物体的某些分子速率可能很小，选项C正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，理想气体从外界吸热，则内能不一定增大，选项D错误；压缩气体需要力是气体压强作用的结果，并不能表明气体分子间存在斥力，选项E错误；故选A、B、C.
6.一上端开口、下端封闭的细长玻璃管倾斜放置，与水平面夹角θ＝30°.玻璃管的中间有一段长为l2＝50 cm的水银柱，水银柱下部封有长l1＝25 cm的空气柱，上部空气柱的长度l3＝60 cm.现将一活塞从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气长度变为l1′＝20 cm，如图3所示.假设活塞下推过程中没有漏气，已知大气压强为p0＝75 cmHg，环境温度不变，求活塞下推的距离Δl.
图3
答案 20 cm
解析 以cmHg为压强单位.在活塞下推前，玻璃管下部空气柱压强为p1＝p0＋l2sin 30°
设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1′，由玻意耳定律得：p1l1＝p1′l1′
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2′，则：
p2′＝p1′－l2sin 30°
由玻意耳定律得： p0l3＝p2′l3′
设活塞下推距离为Δl时即：Δl＝l1＋l3－(l1′＋l3′)
得Δl＝20 cm.
选考题专练(选修3－4)
1.有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的DIS系统较准确的探究了单摆周期T和摆长L的关系.然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T2—L图象，如图1甲所示，已知天津市比上海市的纬度高.另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示.则下列说法正确的是( )
图1
A.甲图中“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是B
B.甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度
C.由乙图可知，a、b两摆球振动周期之比为3∶2
D.由乙图可知，a、b两单摆摆长之比为4∶9
E.由乙图可知，t＝2 s时b球振动方向是沿＋y方向
答案 ADE
解析 根据单摆的周期公式T＝2πeq \r(\f(L,g))，eq \f(T2,L)＝eq \f(4π2,g)，即甲图中图象的斜率为eq \f(4π2,g)，纬度越高，重力加速度越大，斜率越小，所以“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是B，选项A对.斜率不是重力加速度而是eq \f(4π2,g)，选项B错.a、b两摆球振动周期之比为2∶3，选项C错.由于都在同一地，重力加速度相等，根据eq \f(T2,L)＝eq \f(4π2,g)可判断周期平方与摆长成正比，所以摆长之比为4∶9，选项D对.t＝2 s时，质点b在平衡位置，后一时刻质点b在平衡位置以上，所以t＝2 s时b球振动方向是沿＋y方向，选项E对.
2.一块底面镀银的矩形玻璃砖放入水槽中，一细光束以入射角i＝53°斜射入水中，经过折射和反射后从水面射出.测得光束入射点和出射点的距离为x，玻璃砖厚度为d，玻璃砖上表面到水面高度为h，如图2所示.已知水的折射率为n1＝eq \f(4,3)，sin 53°＝0.8.
图2
(1)求细光束在玻璃砖上表面的入射角.
(2)玻璃砖的折射率n2与测得量d、h、x的关系式.
答案 见解析
解析 (1)根据题述，画出光路图如图所示.
由折射定律，n1＝eq \f(sin i,sin α)，
解得：sin α＝0.6，α＝37°.
即细光束在玻璃砖上表面的入射角为37°.
(2)细光束射向玻璃砖的上表面，由折射定律，eq \f(n1,n2) ＝eq \f(sin α,sin β)，
解得sin β＝0.45n2.
由图中几何关系，x＝2htan α＋2dtan β，
联立解得：x＝1.5h＋eq \f(0.9dn2,\r(1－0.45n22)).
3.综合运用相关知识，分析下列说法，其中正确的是( )
A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的
B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场
C.狭义相对论认为：光在真空中的传播速度是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变
D.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，以减小实验误差
E.沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的
答案 ACD
解析 水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的，选项A正确.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定产生变化的磁场；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，选项B错误.狭义相对论认为：光在真空中的传播速度是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变，选项C正确.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，以减小实验误差，选项D正确.沙漠中的“蜃景”现象是光的折射和全反射现象引起的，选项E错误.
4.两质点所在的直线传播，其间距为Δx＝6 m.如图3所示为这两质点的振动图象，已知这列波的波长满足4 m<λ<5 m，求这列波的传播速度.
图3
答案 见解析
解析 由振动图象可知这列波的周期为T＝0.4 s
若波由A向B传播，则有
Δx＝(n＋eq \f(1,4))λ (n＝0、1、2、3...)
又因为4 m<λ<5 m，所以n＝1，λ＝4.8 m
则波速由v＝eq \f(λ,T)可得v＝12 m/s
若波由B向A传播，则有Δx＝(n＋eq \f(3,4))λ(n＝0、1、2、3…)
在4 m<λ<5 m时，n无解
故波由A向B传播，波速为12 m/s.
5.一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5 m，如图4所示，图中实线表示a点的振动图象，图中虚线表示b点的振动图象，则下列说法中正确的是 ________.
图4
A.质点a的振动方程为y＝2sin (10πt＋eq \f(π,6)) cm
B.从0时刻起经过0.40 s，质点a、b运动的路程均为16 cm
C.在t＝0.45 s时质点b又回到平衡位置
D.在0.1～0.15 s内，质点b向y轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动
E.此波的传播速度可能为1.2 m/s
答案 ABD
解析 由图象可知，周期T＝0.2 s.在t＝0.40 s时质点b又回到平衡位置，在t＝0.45 s时质点b到达最大位移处，选项C错误.根据题述a、b两点的平衡位置相距2.5 m，可得eq \f(λ,12)＋nλ＝2.5 m，解得：λ＝eq \f(30,1＋12n) m.此波的传播速度可能为v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(150,1＋12n) m/s，其中n＝0,1,2,3…，故传播速度不可能为1.2 m/s，选项E错误.
6.一立方体透明物体横截面如图5所示，底面BC和右侧面CD均镀银(图中粗线)，P、M、Q、N分别为AB边、BC边、CD边、AD边的中点，虚线在ABCD所在的平面内并与AB平行.虚线上有一点光源S，从S发出一条细光线射到P点时与PA的夹角成30°，经折射后直接射到M点，从透明物体的AD面上射出后刚好可以回到S点.试求：(计算中可能会用到eq \r(2)＝1.41，eq \r(6)＝2.45，sin 15°＝0.26)
图5
(1)透明物体的折射率n；(2)若光在真空中的速度为c，正方形ABCD的边长为a，则光从S点发出后，经过多长时间射回S点？
答案 见解析
解析 (1)根据题意作光路图，光线在P点发生折射时，入射角为60°，折射角为45°
故透明物体的折射率n＝eq \f(sin 60°,sin 45°)＝eq \f(\r(6),2)≈1.225
(2)连接PN，由几何关系可得PN、PM、QN、QM的长均为eq \f(\r(2),2)a，∠PSN＝30°，SN＝SP＝eq \f(\f(PN,2),sin 15°)
光在透明物体中的速度v＝eq \f(c,n)
光在透明物体中传播所用的时间
t1＝eq \f(PM＋QM＋QN,v )
光在透明物体外传播所用的时间t2＝eq \f(SP＋SN,c)
故光从S点发出到射回S点所经历的总时间
t＝t1＋t2≈5.3eq \f(a,c) s
年份
3－3
3－4
2013
选择题
计算题(2问)
选择题
计算题(2问)
2014
选择题
计算题(1问)
选择题
计算题(2问)
2015
选择题
计算题(2问)
填空题
计算题(2问)
2016(乙卷)
选择题
计算题(2问)
选择题
计算题(2问)