2021高考物理二轮复习选考题15分增分练3

选考题15分增分练（三）

（时间：20分钟分值：15分）

1.（选修3—5）（15分）

（1）（5分）对于下面所列的热学现象说法正确的是o（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.冬天取暖时，火炉把房子烤暖属于能量耗散

B.硬币能浮在水面上，这是液体表面张力作用的结果

C.“第一类永动机”和“第二类永动机”都违背了能量守恒定律

D.自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的

E.物体的运动速度越大，其分子的平均动能也越大

（2）（10分）如图所示，水平放置的密闭、导热汽缸通过一段不计体积的导管和

上端开口玻璃管相连，汽缸被一不计厚度的隔热轻活塞隔成体积相同的两部分气

体，气体压强均等于大气压强po,长度均为L=10cm（上部分汽缸中接有一段体积

不计的电阻丝），玻璃管内装有一段长为人=40cm的水银，导管处阀门关闭。已

知汽缸横截面积为S,玻璃管横截面积为白，外界温度为T=27°C,po=75cmHg,

封闭气体可视为理想气体。求：

①打开阀门，求稳定后玻璃管内水银柱长度〃；

②给活塞上部分气体用电阻丝加热，直至水银柱回到初始液面，求此时上部

分气体的温度〃。

［解析］（1）根据热力学第二定律，冬天取暖时，火炉把房子烤暖属于能量耗

散，故A正确；硬币能浮在水面上，是由于水的表面张力的作用，硬币受到的重

力等于表面张力，故B正确；第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒

定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，是因为违反了热力学第二定律，故C

错误；根据炳增加原理知，自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，

是不可逆的，故D正确；温度是分子的平均动能的标志，与物体的运动速度无关，

故E错误。

(2)①汽缸内两部分气体可看成一个整体，进行等温变化。假设打开阀门稳定

后水银柱下降高度为X,满足

po・2LS=po+pgh—x—^2L—^S

（2分）

解得%i=10cm,

320.…、

X2=_j_cm(舍去)（1分）

h'=%一x=30cm（1分）

②汽缸下部分气体进行等温变化，满足

p°LS=(pa+pgh)L'S（2分）

解得L'=罂cm

（1分）

对汽缸上部分气体，由理想气体状态方程，有

poLS(po+pg%)(2L-L')S

T=F-（2分）

解得T'=620K（1分）

［答案］(l)ABD⑵①30cm②620K

2.(选修3—4)(15分)

(1)(5分)如图所示，质点O在垂直x轴方向上做简谐运动，形成了沿x轴传播

的简谐横波。在，=0时刻质点O开始向上运动，f=0.2s时第一次形成图示波形,

此时。点向上运动到最高点。由此可判断，下列说法正确的是o(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)

y/cm

127%/m

A.这列横波的速度为5m/s

B.E=0.5s时质点A沿x移动1.5m

C.质点5开始运动时，质点A沿y轴正方向运动

D.8点的起振方向向上

E.当质点B第一次到波峰时，质点4运动的路程为30cm

（2）（10分）如图所示，等边三棱镜Me平放在水平桌面上，光屏MN与棱镜ac

边平行，一宽度为d的单色平行光束垂直ac边从外边射入棱镜，通过棱镜后在

光屏上的光束宽度变为2d,已知真空中光速为c。求：

①棱镜的折射率

②该光束中的光通过棱镜所需时间的最大时间差

［解析］这列横波的波速0=?=白m/s=5m/s,故选项A正确；形成机械波

时质点只在平衡位置附近振动，不会迁移，故选项B错误；形成机械波的质点的

起振方向均与振源相同，由图知波长为4m,质点A、B之间距离为Ax=5m=g

2,当质点5开始运动时，质点A位于波峰，而且质点A、5都振动起来后相位差

为R故选项D正确，C错误；质点5第一次到波峰需要的时间股=竽=：s=1.4

s,而波传到质点4需要0.2s,所以在质点B第一次到波峰的时间内，质点4振

动1.2s,走过的路程为6个振幅即30cm,故选项E正确。

（2）①作出光路图如图所示，分析可知两边缘光线在棱镜内部和外部均平行，

由光屏上的光束宽度为2d可知，在ac边上光束的宽度CD=2d。（1分）

由题意可知：入射角为=60。（1分）

作4G〃C。交于G,BH//AG,AB=——为后，可得4B=2d,即三角

cos/.ABH

形ABG为等边三角形

可得折射角仇=30°（2分）

根据折射定律可得:

sin仇r-

/I-sin仇一5。(2分)

②由光路分析可知两边缘光线在棱镜中传播的路程差为BD-AC=2do