1、选考题专项练(二)请从下面的选修3-3和选修3-4模块中任选一个模块作答。33.【选修3-3】(15分)(1)(5分)(2022广东揭阳模拟)航天服能保持与外界绝热,为航天员提供适宜的环境。若在地面上航天服内气体的压强为标准大气压,到达太空后由于外部气压降低,航天服急剧膨胀,内部气体体积增大。所研究气体可视为理想气体,航天员由地面到太空的过程中,若不采取任何措施,则航天服内气体分子的平均动能(选填“减小”“增大”或“不变”),单位时间内航天服内壁单位面积被气体分子碰撞的次数(选填“减少”“增多”或“不变”)。(2)(10分)(2022江西上饶模拟)假设在真空环境中,利用如图所示的装置探究气体的
2、实验定律,导热性能良好的汽缸之间用体积可忽略不计的细管相连接,汽缸竖直放置在水平面上,汽缸的高度为3h,现用两活塞封闭一定质量的理想气体,当系统平衡时,两活塞到汽缸底部的距离为h。已知环境温度为T0,左、右两侧活塞的质量分别为2m、m,重力加速度为g。()现保持环境温度不变,如果在右侧活塞上再添加一质量为m的物块,系统再次平衡时,两活塞的高度差应为多少?()在第()问的平衡状态下,现将环境温度升高到原来的5倍,则系统平衡时,两活塞的高度差应为多少?34.【选修3-4】(15分)(1)(5分)(2022贵州安顺模拟)下列说法正确的是。A.遥控器发出的红外线脉冲信号可以用来遥控电视机、录像机和空调
3、B.观察者向振动频率一定的声源运动时,接收到声波的频率大于声源频率C.狭义相对论认为真空中光源的运动会影响光的传播速度D.光的偏振现象说明光是一种横波E.两列频率相同的机械波相遇时,在相遇区可能会出现稳定干涉现象(2)(10分)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图(振动刚传到x=0.2 m处),质点a为波上一点,a点此时纵坐标为0.2,再过115 s,质点a由图示位置第一次到达波峰,b为x轴上一质点,横坐标为4.5(图中未画出),试求:()质点a的振动方程。()由0时刻起再过多长时间质点b第三次到达波峰。答案：33.答案 (1)减小减少(2)()1.5h()1.5h解析
4、 (1)由于航天服能保持与外界绝热,则航天员由地面到太空的过程中,由于外部气压降低,航天服急剧膨胀,内部气体体积增大,航天服内气体对外做功,内能减小,则温度降低,航天服内气体分子的平均动能减小。根据理想气体状态方程pVT=C可知,航天服内气体压强减小,故单位时间内航天服内壁单位面积被气体分子碰撞的次数减少。(2)()设左、右活塞的面积分别为S1和S2,气体的压强为p1,由于两活塞受力平衡,则p1S1=2mgp1S2=mg解得S1=2S2在右侧活塞上加上质量为m的物块后,右侧的活塞受到向下的重力和压力之和为2mg,气体对活塞向上的压力为mg,所以右侧的活塞降到汽缸底部,所有气体都在左侧的汽缸中,
5、设左侧活塞没有到汽缸顶部,则为等压过程,有h(S1+S2)=h1S1解得h1=1.5h故假设成立,两活塞高度差为1.5h。()环境温度由T0缓慢上升时,气体做等压变化直到左侧活塞上升到汽缸顶部,设此时温度为T1,由h1S1T0=3hS1T1得T1=2T05T0故随后气体开始做等容变化,直到压强增大到把右侧的活塞顶起,即压强由p1=2mgS1变为p2=2mgS2由p1T1=p2T2得T2=4T05T0则气体继续升温到5T0过程中气体做等压变化,设右侧活塞上升x,由3hS1T2=3hS1+xS25T0可得x=1.5h所以最终两活塞的高度差为h=3h-x=1.5h。34.答案 (1)ADE(2)()
6、y=0.4sin5t+6 m()9.7 s解析 (1)遥控器发出的红外线脉冲信号可以用来遥控电视机、录像机和空调,A正确;观察者向振动频率一定的声源运动时,当观察者远离声源运动时,接收到声波的频率小于声源频率,B错误;狭义相对论认为光速是不变的,即光速不变原理,C错误;光的偏振现象说明光是一种横波,D正确;根据波的干涉的条件可知,两列频率相同的机械波相遇时,在相遇区可能会出现稳定干涉现象,E正确。(2)()由图可知再过T6,质点a到达波峰,即T6=115 s解得T=0.4 s所以=2T=5 rad/s设质点振动方程为y=Asin(t+)由题图知A=0.4 m,由t=0时,y=0.2 m得=6所以质点a的振动方程为y=0.4sin5t+6 m。()设波由0时刻传播到b点所用时间为t1,由图知=0.2 m由v=T解得v=0.5 m/s故t1=(4.5-0.2)mv=8.6 s设波传播到b点后又经过t2时间,b点第三次到达波峰则t2=114T=1.1 s
