图1
A.图中两条曲线下面积相等
B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
(2)H2、H3如图,容积均为V的气缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给气缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃,气缸导热.
图1
(ⅰ)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强; (ⅱ)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;
(ⅲ)再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强. 33.[答案] (1)ABC
V
(2)(ⅰ) 2p0 (ⅱ)活塞上升至B的顶部
2(ⅲ)1.6p0
[解析] (1)因分子总个数一定,图中两条曲线下面积相等,选项A正确;图中虚线的峰值对应的横坐标小于实线的峰值对应的横坐标,虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形,对应的温度为0 ℃,实线对应的温度为100 ℃,选项B、C正确;图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数占总分子数的百分比,选项D错误;与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,选项E错误.
(2)(ⅰ)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1.依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程.由玻意耳定律得
p0V=p1V1 ① (3p0)V=p1(2V-V1) ② 联立①②式得 V
V1= ③
2p1=2p0 ④
(ⅱ)打开K3后,由④式知,活塞必定上升.设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时,活塞下方气体压强为p2.由玻意耳定律得
(3p0)V=p2V2 ⑤ 由⑤式得 3V
p2=p0 ⑥
V2
3
由⑥式知,打开K3后活塞上升直到B的顶部为止,此时p2为p′2=p0.
2
(ⅲ)设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的等容过程中,由查理定律得
p′2p3
= ⑦ T1T2
将有关数据代入⑦式得 p3=1.6p0 ⑧
34.[2017·全国卷Ⅰ] [物理—选修3-4]
(1)G2、G4如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,-2).两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示,两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为________m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”).
图(a)
图(b) 图(c) (2)N1如图,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射).求该玻璃的折射率.
图1
34.[答案] (1)2 减弱 加强 (2)1.43
[解析] (1)由图可得周期T=2 s,则波长λ=vT=2 m,两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差Δr=r1-r2=10 m-8 m=2 m,两列波的振动步调相反,从波源传播到点B(4,1)的路程差为0,引起该处质点的振动相互减弱,从波源传播到点C(0,0.5)的路程差为1 m=×21,该处质点为振动加强点.
λ(2)如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行.这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射.
设光线在半球面的入射角为i,折射角为r.由折射定律有 sin i=nsin r ① 由正弦定理有 sin rsin(i-r)
= ② 2RR
由几何关系,入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有 L
sin i= ③
R
式中L是入射光线与OC的距离.由②③式和题给数据得sin r=由①③④式和题给数据得 n=2.05≈1.43 ⑤
6
④ 205
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