2021年广东省选择性考试物理模拟测试卷（一） Word版含答案

2021年广东省选择性考试物理模拟测试卷（一） Word版含答案

2021 年广东省选择性考试模拟测试卷(一) (考试时间:75 分钟;满分:100 分) 一、单项选择题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出 的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.下列有关科学家和所涉及到的物理史实中,正确的说法是( ) A.汤姆孙用α粒子轰击铝箔时发现了中子 B.卢瑟福利用α粒子散射实验构建了原子的核式结构,同时发现了 质子 C.爱因斯坦提出光子说,成功解释了光电效应,证明光具有粒子性 D.普朗克建立了量子理论,玻尔解释了各种原子的发光现象 2.某同学沿拖把杆对拖把头(包括拖布)施加大小不变的推力 F,如图 所示,在向前加速推动的过程中,拖把杆与水平地板的夹角θ逐渐变 小,设拖把头与地板间的动摩擦因数处处相等,则在此过程中( ) A.拖把头与地板间的摩擦力逐渐变大 B.拖把头所受的合力逐渐变大 C.地板对拖把头的支持力逐渐变大 D.地板对拖把头的作用力逐渐变大 3.物块在 1 N 合外力作用下沿 x 轴做匀变速直线运动,图示为其位置 坐标和速率的二次方的关系图线。关于该物块有关物理量大小的判断 正确的是( ) A.质量为 1 kg B.初速度为 2 m/s C.初动量为 2 kg·m/s D.加速度为 0.5 m/s2 4.如图所示,倾角θ<45°的光滑斜面固定在水平地面上,处于平行于 纸面的匀强磁场(图中未画出)中。一根长为 L、质量为 m 的直导体棒 水平放置在斜面上,并通以图示方向电流 I(垂直纸面向里)时,直导体 棒处于静止状态。下列说法中正确的是( ) A.当匀强磁场的磁感应强度大小为 度 时,该匀强磁场的方向一定水平 向左 B.当匀强磁场的磁感应强度大小为 度 时,该匀强磁场的方向可能与水 平方向成 2θ夹角 C.当匀强磁场的方向平行斜面向上时,该匀强磁场的磁感应强度大小 存在最小值 D.当匀强磁场的方向垂直斜面向上时,该匀强磁场的磁感应强度大小 为 度 cos θ 5.秦山核电站是我国第一座核电站,其三期工程采用重水反应堆技术, 利用中子( 0 1 n)与静止氘核( 1 2 H)的多次碰撞,使中子减速。已知中子某 次碰撞前的动能为 E,碰撞可视为弹性正碰。经过该次碰撞后。中子 损失的动能为( ) A. 1 9 E B. 8 9 E C. 1 3 E D. 2 3 E 6.如图所示,灯泡 A、B 完全相同,理想变压器原副线圈匝数比 n1∶n2=5∶ 1 , 指 示 灯 L 的 额 定 功 率 是 灯 泡 A 的 1 5 , 当 输 入 端 接 上 u = 110 2 sin 100πt(V)的交流电压后,三个灯泡均正常发光,两个电流 表均为理想电流表,且 A2 的示数为 0.4 A,则( ) A.电流表 A1 的示数为 2.0 AB.灯泡 A 的额定电压为 22 V C.灯泡 L 的额定功率为 0.8 W D.原线圈的输入功率为 8.8 W 7.如图所示,在边长 L=10 cm 的正方形 ABCD 的 CD 边上方空间有垂直 于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度 B=0.2 T,在正方形的 AD 边中点 处有一粒子源 S,能够不断向纸面内各个方向发射速率不同的同种带 正电粒子,粒子的比荷为 1×108 C/kg,不计粒子重力和粒子间的相互 作用。下列说法中正确的是( ) A.经过 B 点的粒子速度不小于 5 2 ×106 m/s B.水平向右射出的速率大于 5×105 m/s 的粒子都能从 AB 所在直线 穿过 C.水平向右射出的粒子从 AB 边射出正方形区域的最短时间为π 2 × 10-7 s D.速率为 1×106 m/s 的粒子可到达 CD 边上区域的长度为 5 cm 二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出 的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不 全的得 3 分,有选错的得 0 分。 8.如图所示,铜圆盘安装在竖直的铜轴上,圆盘处于方向竖直向上的 匀强磁场中。电路通过电刷与圆盘的边缘和铜轴接触良好,电源电动 势为 E,内阻为 r,定值电阻为 R。先将开关闭合,待圆盘转速稳定后再 断开开关,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( ) A.闭合开关时,从上往下看圆盘逆时针转动 B.闭合开关转速稳定时,流过圆盘的电流为零 C.断开开关时,a 点电势低于 b 点电势 D.断开开关后,流过电阻 R 上的电流方向与原电流方向相反 9.如图(甲)所示小物块静止在倾角θ=37°的粗糙斜面上。现对物块 施加一个沿斜面向下的推力 F,力 F 的大小随时间 t 的变化情况如图 (乙)所示,物块的速率 v 随时间 t 的变化规律如图(丙)所示, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度 g 取 10 m/s2,下列说法正确 的是( ) A.物块的质量为 1 kg B.物块与斜面间的动摩擦因数为 0.7 C.0～3 s 时间内力 F 做功的平均功率为 0.32 W D.0～3 s 时间内物块克服摩擦力做的功为 5.12 J 10.如图所示,带等量异种电荷的平行板电容器竖直放置,一个质量为 m、带负电荷量为 q 的小球(可看成点电荷,对两板间匀强电场影响可 忽略),用长为 L 的绝缘丝线悬挂于电容器内部的 O 点。现将小球拉到 丝线呈水平伸直的位置 A,然后无初速度释放,小球沿着圆弧恰好能运 动到 O 点正下方 B 处。重力加速度为 g,以下说法正确的是( ) A.电容器左极板带正电 B.小球电势能减少 C.两板间匀强电场电场强度的大小 E= 度 D.小球运动过程中最大动能 Ek=( 2 -1)mgL 三、非选择题:包括必做题和选做题两部分,第 11 题～第 14 题为必做 题,每个试题考生必须作答,第 15 题～第 16 题为选做题,考生根据要 求作答。 (一)必做题:共 42 分。 11.(6 分)小张同学为了验证力的平行四边形定则,设计如下实验,如 图(甲)所示。实验步骤如下: (1)将 3 条完全相同的弹性橡皮条(满足胡克定律)的一端连接在一起 形成一个结点 O,先测量出每根橡皮条的自然长度 x0; (2)在竖直平面内固定一木板,在木板上固定一张白纸,用图钉将其中 两条橡皮条的 A、B 端固定在木板上,在另一条橡皮条 C 端悬挂一小重 锤,并确保橡皮条不超出弹性限度,且与纸面无摩擦; (3)待装置平衡后,分别测量出橡皮条 OA、OB 和 OC 的长度 x1、x2、x3, 并在白纸上记录 ; (4)取下白纸,如图(乙)所示,在白纸上分别用长度(x1-x0)、(x2-x0)代 表橡皮条 OA 和 OB 拉力的大小,作出力的图示 OA′和 OB′,并以 OA′ 和 OB′为两邻边作一平行四边形 OA′C′B′,测量出 OC′长度 x4,如 果近似可得 x4= ,且 OC′的方向 ,则实验验证了力的 平行四边形定则; (5)改变 A、B 的位置,重复(2)到(4)的步骤进行多次验证。 12.(10 分)有一量程为 3 V 的电压表 V,现要测量其内阻 RV。可选用的 器材有: 滑动变阻器甲,最大阻值 10 Ω;滑动变阻器乙,最大阻值 10 kΩ;电阻 箱 R2,最大阻值 9 999 Ω;电源 E,电动势约为 4 V,内阻不计;电压表 V0,量程 6 V;开关两个,导线若干。 (1)某小组采用的测量电路如图(甲)所示,在实物图(乙)中,已正确连 接了部分导线,请完成剩余部分的连接。 (2)连接好实验电路后,进行实验操作,请你将下面操作步骤补充 完整: ①断开开关 S2 和 S1,将 R1 的滑片移到最左端的位置; ②闭合开关 S2 和 S1,调节 R1 的滑片位置,使电压表 V 满偏; ③断开开关 S2,保持 不变,调节 R2,使电压表 V 示数为 1.00 V,读取并记录此时电阻箱的阻值为 R0。为使得测量结果尽量准 确,滑动变阻器 R1 应选择 (选填“甲”或“乙”),测出的电压 表内阻 R 测= ,它与电压表内阻的真实值 RV 相比,R 测 (选填“>”“=”或“<”)RV。 (3) 另一小组采用了如图(丙)所示的测量电路图,实验步骤如下: ①断开开关 S2 和 S1,将 R1 的滑片移到最左端的位置; ②闭合开关 S2 和 S1,调节 R1,使电压表 V 满偏,记下此时电压表 V0 的 示数; ③断开开关 S2,调节 R1 和 R2,使电压表 V 示数达到半偏,且电压表 V0 的 示数不变; 读取并记录此时电阻箱的阻值为 R 测′,理论上分析,该小组测出的电 压表 V 内阻的测量值与真实值相比,RV (选填“>”“=”或 “<”)R 测′。 13.(11 分)如图(甲)所示,质量为 m=1 kg 的滑块(可看成质点)以初速 度 v0=3 m/s 水平抛出,抛出点离地高度 h=0.8 m,图(甲)中的虚线是滑 块做平抛运动的轨迹。某同学以滑块运动的轨迹为模板,制作了一个 形状与滑块平抛轨迹完全重合的光滑轨道,让滑块仍从轨道顶端无初 速度下滑,设滑块下滑过程中没有脱离轨道。sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,取 g=10 m/s2,求: (1)滑块刚滑到底端时速度方向与水平方向的夹角θ; (2)滑块刚滑到底端时重力做功的功率 P。 14.(15 分)如图,光滑水平导轨与光滑斜面底端平滑绝缘连接,两导轨 关于中心线 OO′对称,其中边长为 L 的正方形区域 abb′a′内有竖直 向下的匀强磁场Ⅰ,长为 2L、宽为 3 4 L 的长方形区域 dee′d′内有竖直 向上的匀强磁场Ⅱ。质量为 m 的金属杆 P 置于斜面上,质量为 2m 的金 属杆 Q 置于 bb′和 dd′之间的适当位置,P 杆由静止释放后,第一次 穿过磁场Ⅰ的过程中,通过 P 杆的电荷量为 q;之后与杆 Q 发生正碰, 碰后两杆向相反方向运动,并各自始终匀速穿过两侧的磁场,两杆在 运动过程中始终与中心线 OO′垂直。已知两杆单位长度的电阻均为 r,P 杆能再次滑上斜面的最大高度为 h,重力加速度为 g,导轨电阻不 计。求: (1)磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小 B1、B2; (2)试通过计算分析两杆的碰撞是否为弹性碰撞; (3)P 杆最初释放时的高度。 (二)选做题:共 12 分,请考生从给出的 2 道题中任选一题作答。 15.[选修 3 3](12 分) (1)(5 分)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.气体的温度越高,分子平均动能越大 B.晶体在物理性质上不一定表现出各向异性 C.给自行车打气时越往下压,需要用的力越大,是因为分子间作用力 表现为斥力引起的 D.分子力表现为引力时,分子间的距离减小,则分子力可能减小 E.空气的相对湿度越小,空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和 汽压 (2) (7 分)内壁光滑且导热性良好的上小下大的圆柱形薄壁汽缸竖直放置, 上、下汽缸的横截面积分别为 S1=40 cm2、S2=80 cm2,上、下汽缸的高 度分别为 h=80 cm、H=100 cm。质量为 m=8 kg 的薄活塞将 0.5 mol 氢 气(H2 的摩尔质量为 2 g/mol)封闭在汽缸内,活塞静止在管口,如图所 示。已知氢气的定容比热容 CV 为 10.21 kJ/(kg·K),外界大气压强 p0=1.0×105 Pa,g 取 10 m/s2。定容比热容 CV 是指单位质量的气体在 容积不变的条件下,温度升高或降低 1 K 所吸收或放出的热量。保持 缸内气体温度为 35 ℃不变,用竖直外力缓慢向下推活塞,当活塞恰推 至上汽缸底部时,外力大小为 F。求: ①求 F 的大小; ②随后在逐渐减小竖直外力的同时改变缸内气体温度,使活塞位置保 持不变,直至外力恰为 0。求这一过程中气体内能的变化量为多少?(结 果保留三位有效数字) 16.[选修 3 4](12 分) (1)(5 分)一列简谐横波在一均匀介质中传播,图甲是介质中质点 P 的 振动图像。当质点 P 开始振动时计时开始,t=0.15 s 的波形如图乙所 示,Q 为介质中的另一质点。则 ①该波的波速是什么? ②质点 P、Q 平衡位之间的距离为多大? (2) (7 分)一半径为 R 的半圆柱玻璃体,上方有平行于截面直径 AB 的固定 直轨道,轨道上有一小车,车上固定一与轨道成 45°的激光笔,发出的 细激光束始终在与横截面平行的某一平面上,打开激光笔,并使小车 从左侧足够远的地方以 v0 的速度匀速向右运动。已知该玻璃对激光的 折射率为 2 ,光在空气中的传播速度大小为 c。 ①求该激光在玻璃中传播的速度大小; ②从圆柱的曲侧面有激光射出的时间为多少?(忽略光在 AB 面上的 反射) 参考答案 1.C 查德威克用α粒子轰击铍核时发现了中子,A 错误;卢瑟福利用 α粒子散射实验构建了原子的核式结构理论,同时他用α粒子轰击氮 核发现了质子,B 错误;爱因斯坦提出光子说,成功解释的光电效应,证 明光具有粒子性,C 正确;普朗克建立了量子理论,玻尔解释了氢原子 的发光现象,D 错误。 2.B 对拖把进行受力分析,如图所示 竖直方向有 FN=Fsin θ+mg,Ff=μFN,θ减小,sin θ减小,FN 减小,摩 擦力 Ff 减小,地板对拖把头的作用力变小,故 A、C、D 错误;水平方向 由牛顿第二定律有 Fcos θ-Ff=ma,θ减小,cos θ增大,Ff 减小,加速 度 a 增大,拖把头所受的合力也增大,故 B 正确。 3.D 根据匀变速直线运动规律 v2- 02 =2ax, 可得 a=0.5 m/s2,v0= 2 m/s, 由牛顿第二定律得 m= =2 kg, 由动量定义式得 p0=mv0=2 2 kg·m/s,故 D 正确,A、B、C 错误。 4.B 由受力分析可知,当匀强磁场的磁感应强度大小为 度 时,该匀强 磁场的方向可能水平向左,也可能与水平方向成 2θ夹角,故 A 错误,B 正确;当匀强磁场的方向垂直斜面向上时,安培力沿斜面向上,安培力 最小,磁感应强度大小为 度 sin θ,故 C、D 错误。 5.B 设中子质量为 m,则氘核质量为 2m,设碰撞后中子动量为 p,氘核 动量为 p′,由动能与动量的关系有 E= 02 2 ,由弹性碰撞遵循动量守恒 定律。碰撞前后总动能不变,可得 p0=p+p′, 02 = 2 + ' 2 2 ,中子损失的动 能ΔE= 02 - 2 = ' 2 2 ,联立解得ΔE= 8 9 E,B 正确。 6.C 副线圈的总电流即 A2 的示数为 I2=0.4 A,由理想变压器两端的电 流比等于匝数的反比,可得 I1= 2 1 I2= 1 5 ×0.4 A=0.08 A,即电流表 A1 的示 数为 0.08 A,故 A 错误;变压器的输入电压的有效值为 U=110 V,根据 全电路的能量守恒定律有 UI1=PL+2PA,而指示灯 L 的额定功率是灯泡 A 的 1 5 ,即 PL= A 5 ,联立解得 PA=4 W,PL=0.8 W,由电功率 PA=UAIA=UA· 2 2 ,可得 UA=20 V,故 B 错误,C 正确;对原线圈电路由 UI1=PL+P 入,可得原 线圈的输入功率 P 入=UI1-PL=(8.8-0.8)W=8 W,故 D 错误。 7.B 根据洛伦兹力提供向心力 qvB=m 2 ,得 v= 䁡 ,可以看出轨迹通过 B 点的粒子,轨迹刚好以 SB 为直径,对应轨迹圆半径最小,速度也最 小,r1= 䁡 2 = 5 5 2 cm,带入 v= 䁡 ,此时速度为 v1=5 5 ×105 m/s,即速度不 小于 5 5 ×105 m/s,故 A 错误;可以看出,沿水平方向射出的粒子只要 半径 r2=2.5 cm 时,恰好能射出 AB,将 r2=2.5 cm 代入 v= 䁡 ,得最小速 度为 5×105 m/s,故 B 正确;根据 t= 360 °T,可知,轨迹对应的圆心角θ 越小,时间越短,当粒子刚好从 B 点射出时,时间最短,根据图 1 几何关 系可求出 r3=0.125 m,则由 sin θ=0.8,圆心角θ=53°,故最短时间 tmin= 53 ° 360 °× 2 π 䁡 = 53 π 36 ×10-8 s,故 C 错误;速率为 1×106 m/s 时带入公式 v= 䁡 ,求出 r4=0.05 m,则粒子能够覆盖的范围是以 S 点为圆心,覆盖 半径 R=2r4=10 cm,如图 2 所示。 由图 2 可以看出,粒子运动的动态轨迹小圆扫到的范围是 DM,已知 SM=10 cm,SD=5 cm,可求出 DM=5 3 cm,故 D 错误。 8.BC 闭合开关时,铜圆盘中有电流经过,圆盘中电流方向沿半径向 外,根据左手定则可知,从上往下看圆盘顺时针转动,故 A 错误;闭合 开关转速稳定时,圆盘不受安培力作用,根据 F=BIL 可知流过圆盘的 电流为零,故 B 正确;断开开关时,从上往下看,圆盘顺时针转动,圆盘 的半径切割磁感线产生感应电动势,由右手定则知,圆盘中电流方向 沿半径向里,所以 a 点电势低于 b 点电势,故 C 正确;闭合开关时,流过 电阻 R 上的电流方向从 b 点经电阻 R 到 a 点;断开开关后,a 点电势低 于 b 点电势,流过电阻 R 上的电流方向从 b 点经电阻 R 到 a 点,所以断 开开关后,流过电阻 R 上的电流方向与原电流方向相同,故 D 错误。 9.AD 对物块受力分析如图所示。 由图(乙)、图(丙)可知,当力 F1=0.8 N 时,物块加速下滑,加速度 a= Δ Δ = 0 . 8 - 0 3 - 1 m/s2=0.4 m/s2,当力 F2=0.4 N 时,物块匀速下滑,根据牛顿 第二定律有 F1+mgsin 37°-Ff=ma,F2+mgsin 37°-Ff=0,解得物块质量 m=1 kg,摩擦力 Ff=6.4 N,故 A 正确;摩擦力 Ff=μmgcos 37°,动摩擦 因数μ= f 度cos37 ° =0.8, 故 B 错误;0 ～3 s 时间内物块位移 x= 0.8 m,速度从 0 增加到 0.8 m/s,物块克服摩擦力做功 Wf=Ffx=5.12 J, 故 D 正 确 ; 根 据 动 能 定 理 有 WG+WF-Wf= Δ Ek, 力 F 做 功 WF= Δ Ek+Wf-WG= 1 2 mv2+Wf-mgxsin 37°=0.64 J,平均功率 = F ≈0.21 W,故 C 错误。 10.CD 由题可知,小球恰能运动到 B 点,说明到达 B 点的速度为零, 则由 A 到 B 静电力做负功,可知电容器左极板带负电,根据功能关系可 知,小球电势能增加,故 A、B 错误;由 A 到 B 根据动能定理可知 mgL-EqL=0,则匀强电场电场强度的大小为 E= 度 ,故 C 正确;由上面分 析可知 mg=Eq,则当二者的合力与丝线在同一直线上时,小球的速度最 大,如图所示,根据动能定理得 mgLsin 45°-EqL(1-cos 45°)=Ek-0, 整理可得 Ek=( 2 -1)mgL,故 D 正确。 11.解析:(3)待装置平衡后,分别测量出橡皮条 OA、OB 和 OC 的长度 x1、x2、x3,并在白纸上记录 O、A、B 三点的位置,以及 OC 的方向。 (4)如果近似可得 x4=x3-x0,且 OC′的方向与 OC 的方向相反(或在 OC 的反向延长线上,或竖直向上),则实验验证了力的平行四边形定则。 答案:(3)O、A、B 三点的位置以及 OC 的方向 (4)x3-x0 与 OC 的方 向相反 12.解析:(1)电路连接如图所示。 (2)断开开关 S2,保持 R1 的滑片位置不变,调节 R2,使电压表 V 示数为 1.00 V,读取并记录此时电阻箱的阻值为 R0。为使得测量结果尽量准 确,滑动变阻器 R1 应选择阻值较小的甲,因电压表读数为 1 V,则电阻 箱电压为 2 V,电阻箱的阻值等于电压表内阻的 2 倍,即测出的电压表 内阻 R 测= 0 2 ;实际上当断开 S2 时,电阻箱与电压表串联,则支路电阻变 大,路端电压变大,则电阻箱和电压表上的电压之和大于 3 V,电阻箱 上的电压大于 2 V,即电阻箱的阻值大于电压表内阻的 2 倍,实验中认 为电阻箱的阻值等于电压表内阻的 2 倍,即它与电压表内阻的真实值 RV 相比 R 测>RV。 (3)由实验电路图与实验步骤可知,两种情况下分压电路电压不变,电 压表示数半偏时电阻箱两端电压与电压表电压相等,电压表内阻与电 阻箱阻值相等,电压表内阻测量值等于真实值,即 R 测′=RV。 答案:(1)图见解析 (2)R1 的滑片位置 甲 0 2 > (3)= 13.解析:(1)滑块在空中做平抛运动,因此 h= 1 2 gt2 vy=gt tan θ= 0 代入数据,解得θ=53°。 (2)滑块沿光滑轨道下滑时,根据机械能守恒定律得 mgh= 1 2 m 12 滑块刚滑到底端时重力做功的功率 P=mgv1sin θ 解得 P=32 W。 答案:(1)53° (2)32 W 14.解析:(1)P 杆穿过磁场Ⅰ的过程中,Q 杆不动,两杆构成的回路的 磁通量变化量 ΔΦ=B1L2 平均感应电动势 E= Δ Δ平均感应电流 I= 通过 P 杆的电荷量 q=I·Δt 解得 B1= 设碰后 P、Q 两杆的速率分别为 v1′、v2′,碰撞后两杆均能始终匀速 穿过两侧的磁场,说明两杆均不受安培力作用,回路始终没有感应电 流,而且两杆必定同时进入磁场,又同时穿出磁场,则 ' = ' B1Lv1′=B2 v2′ 解得 B2= 。 (2)由(1)得 v2′=2v1′,设碰前瞬间 P 杆的速率为 v1,由动量守恒定律 得 mv1=-mv1′+2mv2′ 碰撞过程中系统的动能变化 ΔE= m - m(v1′)2- ·2m(v2′)2 得ΔE=0,故两金属杆的碰撞为弹性碰撞。 (3)设 P 杆被释放时的高度为 H,第一次进入磁场时的速度为 v0,沿斜 面下滑的过程中有 mgH= m 碰后 P 杆再次滑上斜面的过程中,有 m =mgh 在 P 杆第一次穿过磁场Ⅰ的过程中所用时间Δt 内,根据动量定理可 得-ILB1·Δt=mv1-mv0 解得 H= ( + )2。 答案:(1) (2)见解析 (3) ( + )2 15.解析:(1)温度是分子平均动能的标志,则气体的温度越高,分子平 均动能越大,选项 A 正确;单晶体在物理性质上表现出各向异性,多晶 体在物理性质上表现为各向同性,选项 B 正确;给自行车打气时越往 下压,需要用的力越大,是因为气体压强作用的缘故,与分子间作用力 无关,选项 C 错误;分子力表现为引力时,分子间的距离减小,则分子 力可能增大,也可能减小,选项 D 正确;空气的相对湿度越大,空气中 水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压,选项 E 错误。 (2)①以封闭的气体为研究对象,温度不变,初始压强 p1=p0+ =1.2×105 Pa 初始体积 V1=S1h+S2H=1.12×10-2 m3 当活塞恰推至上汽缸底部时, 气体体积 V2=S2H=8×10-3 m3 由玻意耳定律 p1V1=p2V2 得 p2=1.68×105 Pa 对活塞受力分析可知 F+p0S1+mg=p2S1 解得 F=192 N。 ②以封闭的气体为研究对象,气体的体积不变,设改变温度之后气体 的压强为 p3,则 p3=p1=1.2×105 Pa 设此时温度为 T3,初始温度为 T1=(35+273) K=308 K 由查理定律得 = 解得 T3=220 K 由题知氢气的质量 m1=nM=1.0×10-3 kg 气体随着温度降低放出热量 Q=CVm1(T1-T3)=898 J 根据热力学第一定律 ΔU=W+(-Q)=-898 J 即气体内能的变化量为 898 J。 答案:(1)ABD (2)①192 N ②898 J 16.解析:(1)①由图(甲)可知,周期 T=1.0 s,由图(乙)可知波长λ=40 cm=0.4 m,则波速为 v= = . . m/s=0.4 m/s。 ②由图(甲)可知,t=0.15 s 时质点 P 向下振动,由图(乙)可知,波向右 传播,波在 0.15 s 内传播的距离为 x=vt=0.06 m=6 cm。 结合(甲)(乙)可知,t=0.15 s 时,经过 P 点波向右传播了 6 cm,则 PQ 间距是 14 cm。 (2)①由 n= 得激光在玻璃中的传播速度为 v= = c。 ②从玻璃射向空气,发生全反射的临界角为 sin C= 得 C=45° n= ܑ ° ܑ ,得θ=30° 设激光射到 M、N 点正好处于临界情况,从 M 到 N 点的过程,曲侧面有 激光射出 由正弦定理得 ܑ °= ܑ ° 解得 OM= R 同理 ON= R 解得 t= = 。 答案:(1)①0.4 m/s ②14 cm (2)① c ②