2021高考物理人教版一轮考评训练：《3－3》《3－4》检测题 12页

www.ks5u.com ‎《3－3》《3－4》检测题 ‎(本试卷满分100分)‎ 一、单项选择题(本题包括8小题，每小题3分，共24分)‎ ‎1．如图所示，玻璃球体的折射率n＝、半径为R，O为球体球心且位置坐标为(R,0)．在P点(与原点重合)有一能发射出直线光束的光源(方向能够在竖直面内转动)．在横坐标为x＝3R的位置有一足够大的竖直光屏MN.在光束转动过程中，当刚要发生全反射时(不考虑二次反射)，光束在屏上留下的光斑到x轴的距离(　　)‎ A.R B.R C.R D.R ‎2．有一点光源在水中竖直向下匀速运动，在水面形成一圆形透光区域，已知光源的速度为v，水的折射率为n＝，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是(　　)‎ A．光在水中传播的速度为c B．当点光源距离水面h时，圆形透光区域面积为πh2‎ C．圆形透光区域边缘上的点运动的速度为v D．圆形透光区域面积与时间成线性关系 ‎3．[2020·山东济南一中检测下列说法正确的是(　　)‎ A．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 B．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能可能减少 C．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 D．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子的动能增加 ‎4．如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为该简谐横波在t＝0时刻的波形，虚线为该简谐横波在t＝0.75 s时刻的波形，已知振源在x＝9 m的位置，那么下列说法正确的是(　　)‎ A．振源处的质点在t＝0时向上振动 B．该简谐波的周期可能为3 s C．波的传播速度可能为 m/s D．振源的起振方向是向下的 ‎5．一简谐波沿x轴正方向传播．t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点从该时刻开始计时的振动图象．下列说法中正确的是(　　)‎ A．t＝0时，质点a的速度和质点b的速度相同 B．t＝1 s时，质点b沿x轴移动到x＝7 m处 C．质点b在t＝22 s时速度为零 D．图乙可以表示质点b的振动 ‎6．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为0.5 m/s，两列波在t＝0时的波形曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．甲波的振动周期为0.5 s B．t＝0时刻，坐标x＝300 cm处的质点的位移为16 cm C．t＝0时刻，没有偏离平衡位置位移为－16 cm的质点 D．t＝0.1 s，最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm的质点 ‎7．[2020·四川南充一诊]如图所示，一定量的理想气体从状态a变化到状态b.在此过程中下列说法错误的是(　　)‎ A．气体温度一直降低 B．气体内能一直增加 C．气体一直对外做功 D．气体一直从外界吸热 ‎8．[2020·河北省级示范性高中联考]一定质量的理想气体从状态a开始，其变化过程的V－T图象如图所示，其中ab和cd均与T轴平行．对此气体，下列说法正确的是(　　)‎ A．在过程ab中气体的压强增大 B．在过程bc中气体对外做功，内能减小 C．在过程cd中气体吸收热量，内能减小 D．在过程da中气体对外做功，内能减小 二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)‎ ‎9．[2019·黑龙江哈尔滨六中期末，物理观念]关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是(　　)‎ A．某物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零 B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大 C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大 D．10 g、100 ℃水的内能小于10 g、100 ℃水蒸气的内能 ‎10．[2019·开封一模]关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)‎ A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D．不可能使热量从低温物体传向高温物体 ‎11．[2020·皖南八校第二次联考]关于机械振动和机械波，下列说法正确的是(　　)‎ A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻的位移相等，则这两个时刻的加速度也一定相等 B．单摆运动到最低处时，速度达到最大，加速度为零 C．做受迫振动的物体，当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大 D．机械波传播时，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移 ‎12．水下一点光源，发出a、b两单色光．人在水面上方向下看，如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出．下列判断正确的是(　　)‎ A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小 B．在真空中，a光的波长大于b光的波长 C．水对a光的折射率大于对b光的折射率 D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域 三、非选择题(本题包括6小题，共60分)‎ ‎13.‎ ‎(7分)某同学在实验室做“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.现用注射器抽得上述溶液2 mL，缓慢地滴出1 mL溶液，液滴数共有50滴．把1滴该溶液滴到盛水的浅盘上，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图)，坐标中小正方形方格的边长为20 mm.试问：‎ ‎(1)这种估测方法是将每个分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．‎ ‎(2)图中油膜面积为________mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________L；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(最后一空保留1位有效数字)‎ ‎14．(7分)(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是________．‎ A．选细线作为摆线 B．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内 C．拴好摆球后，令其自然下垂时测量摆长 D．计时起止时刻，选在最大摆角处 ‎(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是________．‎ A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验中误将49次全振动记为50次 ‎(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g＝________(用k表示)．‎ ‎15．(11分)如图甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20 m，t＝0时两者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为v＝1.0 m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．‎ ‎(1)求线段AB上A点右侧距A点1 m处的质点，在t＝0到t＝22 s内所经过的路程？‎ ‎(2)求在t＝0到t＝16 s内从A发出的半个波前进过程中所遇到的波峰的个数？‎ ‎16．(11分)如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM＝30°，求：‎ ‎(1)全反射的临界角C；‎ ‎(2)球心O到BN的距离与球体半径的数量关系．‎ ‎17.(12分)[2019·全国卷Ⅰ]热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能，一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体．‎ ‎(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；‎ ‎(2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强．‎ ‎18．(12分)[2019·安徽五校二测]一列沿－x方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，振幅为10 cm.P、Q两点的坐标分别为(－1 m,0)和(－9 m,0)，已知t＝0.7 s时，P点第二次到达波峰．‎ ‎(1)这列波的传播速度为多大？‎ ‎(2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次到达波峰？‎ ‎(3)当Q点第一次到达波峰时，P点通过的路程为多少？‎ ‎《3－3》《3－4》检测题 ‎1．D　设光束能发生全反射时的临界角为C，则sin C＝，得到C＝60°，光路图如图所示，由几何知识得∠PDO＝60°，DF＝Rsin 60°，FA＝AP－Rcos 60°，BE＝＝，BA＝BE＋AE＝BE＋DF，代入数据可知，BA＝R，ABC错误，D正确．‎ ‎2．C　光在水中传播的速度为v0＝＝c，A错误；设此光的全反射临界角为θ，圆形透光区域半径为R＝htan θ，sin θ＝，面积为πh2‎ ‎，B错误；圆形透光区域边缘上的点运动的速度为vtan θ＝v＝v，C正确；圆形透光区域面积S＝π(h′tan θ)2，h′＝vt，故S＝π·v2·t2，与时间平方成线性关系，D错误．‎ ‎3．A　根据晶体的特点可以知道，由同种元素构成的固体，可能会因为原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石，故A正确．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，根据理想气体状态方程，可知温度一定升高，所以理想气体的内能一定增加，故B错误；高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故，与温度无关．故C错误；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气要吸收能量，温度不变，所以动能不变，由于吸收能量，所以分子势能增加，故D错误．‎ ‎4．C　由题图可知，该波的波长λ＝4 m，x＝1 m和x＝9 m处的两个质点相差两个波长，即两个周期，振动情况应完全一致，x＝1 m处的质点在t＝0时向下振动，则x＝9 m处的振源t＝0时刻也在向下振动，A错误；根据题意可知0.75 s＝T，故T＝ s(n＝0,1,2,3，…)，n＝0时，T0＝1 s，n＝1时，T1＝ s，B错误；波速v＝＝ m/s(n＝0,1,2，…)，当n＝0时，v0＝4 m/s，当n＝1时，v1＝ m/s，C正确；因不知振源开始振动的时间，无法判断振源的起振方向，D错误．‎ ‎5．C　t＝0时，质点a的速度和质点b的速度最大，a向上振动，b向下振动，二者速度方向相反，A错误；t＝1 s时，质点b的振动形式传播到x＝7 m处，但质点b仍在x＝6 m处上下振动，B错误；由题图乙知质点做简谐运动的周期T＝8 s，质点b在t＝22 s＝2T＋T时恰好振动到波峰处，速度为零，C正确；题图甲中，波沿x轴正方向传播，t＝0时，质点b向下振动，质点a向上振动，题图乙可以表示质点a的振动，D错误．‎ ‎6．C　甲波的波长为50 cm，根据v＝可知，甲波的振动周期为1 s，A错误；t＝0时刻，甲、乙两波波峰坐标为x1＝50m(m＝0，±1，±2，…)，x2＝50＋60n(n＝0，±1，±2，…)，坐标x＝350‎ ‎ cm处的质点的位移为16 cm，B错误；甲、乙两波波谷坐标为x′1＝25＋50m(m＝0，±1，±2，…)，x′2＝20＋60n(n＝0，±1，±2，…)，即t＝0时刻没有偏离平衡位置位移为－16 cm的质点，C正确；波谷之差Δx＝5＋10(5m－6n)(m、n＝0，±1，±2，…)，最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm的质点的时间t＝＝0.05 s，D错误．‎ ‎7．A　根据理想气体状态方程＝C，结合题图知，压强p、体积V均增大，则气体温度一直升高，选项A错误；对于一定量的理想气体，温度升高，内能增大，选项B正确；理想气体的体积一直增大，说明气体一直对外做功，选项C正确；由于气体一直对外做功，且内能一直增加，根据热力学第一定律知，该过程气体一直从外界吸热，且吸收的热量大于气体对外做的功，选项D正确．‎ ‎8．A　过程ab为等容变化，且气体温度增大，由公式＝C可知，气体压强增大，故A正确；由题图可知，在过程bc中，气体体积减小，外界对气体做功，故B错误；由题图可知，过程cd为等容变化，外界对气体做的功为0，又气体温度减小，所以内能减小，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q<0，即气体放出热量，故C错误；由题图可知，过程da中气体体积增大，气体对外做功，又气体温度升高，内能增大，故由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q>0，气体吸收热量，故D错误．‎ ‎9．BD　某物体的温度是0 ℃，不是物体中分子的平均动能为零，故A错误；温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与物质的多少有关，所以内能不一定增大，故B正确；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故C错误；温度是分子平均动能的标志，所以10 g、100 ℃的水的分子平均动能等于10 g、100 ℃的水蒸气的分子平均动能，同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以100 ℃水的内能小于100 ℃的相同质量的水蒸气的内能，故D正确．‎ ‎10．AC　由热力学第一定律知，改变物体内能的方式有两种，分别为做功和热传递，所以A正确，B错误．由热力学第二定律知，可以从单一热源吸收热量使之完全变为功，但会产生其他影响，C正确．热量不能自发地从低温物体传向高温物体，D错误．‎ ‎11．ACD　根据牛顿第二定律有a＝－ ‎，故弹簧振子做简谐运动的位移相等时，加速度也一定相等，故A正确；单摆运动到最低处时，速度达到最大，回复力为零，切向加速度为零，但向心力不为零，向心加速度不为零，故B错误；做受迫振动的物体，当驱动力的频率等于物体的固有频率时，产生共振现象，物体的振幅最大，故C正确；机械波传播时，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波向前迁移，故D正确．‎ ‎12．AB　根据题述，b光发生全反射的临界角较小，由sin C＝，可知水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光折射角小，A正确，C错误；由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，B正确；水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，D错误．‎ ‎13．答案：(1)球体　单分子　直径 ‎(2)23 200　1.2×10－8　5×10－10‎ 解析：(1)这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．(2)油膜的面积可从玻璃板上所围的方格中得到，面积超过一半按一个算，小于一半的舍去，图中共有58个方格，故油膜面积为S＝58×20 mm×20 mm＝23 200 mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是V＝×10－3× L＝1.2×10－8 L，油酸分子的直径d＝＝ m≈5×10－10 m.‎ ‎14．答案：(1)ABC　(2)B　(3) 解析：(3)由T＝2π 得T2＝l，由题图可知＝k，所以g＝.‎ ‎15．答案：(1)128 cm　(2)6个 解析：(1)A波经过距A点1 m处的质点，质点经过的路程为 s1＝2×4 cm＝8 cm.‎ B波22 s内传播的距离为x＝vt＝22 m；B波的波长λ＝vTB＝2 m.‎ B波已经传播过距A点1 m处的质点的距离为Δx＝3 m，经过此点1.5个波长，故此点又经过的路程为s2＝6×20 cm＝120 cm.‎ 距A点1 m处的质点，在t＝0到t＝22 s内所经过的路程为s＝s1＋s2＝128 cm.‎ ‎(2)16 s内两列波相对运动的长度为Δl＝lA＋lB－d＝2vt－d＝12 m，‎ A波宽度为a＝＝v＝0.2 m，B波波长为λB＝vTB＝2 m，n＝＝6，可知A波遇到了6个波峰．‎ ‎16．答案：(1)arcsin　(2)＝ 解析：(1)设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何关系可知，i＝30°，r＝60°，根据折射定律得n＝ 代入数据得n＝ 光线BN恰好在N点发生全反射，则∠BNO为临界角C 则sin C＝ 所以临界角C＝arcsin ‎(2)设球心O到BN的距离为d，由几何关系可知 d＝Rsin C 联立解得＝ ‎17．答案：(1)3.2×107 Pa　(2)1.6×108 Pa 解析：(1)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1，‎ 假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1.由玻意耳定律p0V0＝p1V1　①‎ 被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V′1＝V1－V0　②‎ 设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2.‎ 由玻意耳定律 p2V2＝10p1v′1　③‎ 联立①②③式并代入题给数据得 p2＝3.2×107 Pa　④‎ ‎(2)设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔温度为T1，气体压强为p3.由查理定律＝⑤‎ 联立④⑤式并代入题给数据得 p3＝1.6×108 Pa　⑥‎ ‎18．答案：(1)10 m/s　(2)1.1 s　(3)0.9 m 解析：(1)由波形图可知该波的波长为λ＝4 m，P点与最近波峰的水平距离为3 m，距离下一个波峰的水平距离为7 m 所以v＝＝10 m/s ‎(2)Q点与最近波峰的水平距离为11 m 故Q点第一次到达波峰所用的时间为t1＝＝1.1 s ‎(3)该波中各质点振动的周期为T＝＝0.4 s Q点第一次到达波峰时P点振动了t2＝0.9 s 则t2＝2T＋T＝ 则当Q点第一次到达波峰时，P点通过的路程s′＝0.9 m