(2)(10分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其p V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ℃,求:
(ⅰ)该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?
()该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?
解析:(1)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关,故A正确;布朗运动指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动,布朗运动反映的是液体分子的无规则运动,故B错误;热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响,C正确;因为液体具有表面张力,水黾才能无拘无束地在水面上行走自如,故D正确;温度是分子平均动能的标志,温度升高,并不是物体所有分子的动能都增大,故E错误。
(2)()对一定质量的理想气体由图像可知,A→B为等容变化,由查理定律得:=
即代入数据得:TB=600 K
A→C由理想气体状态方程得:=
代入数据得:TC=300 K。
()从A到C气体体积减小,外界对气体做正功,由p V图线与横轴所围成的面积可得:W==1 000 J
由于TA=TC,该气体在状态A和状态C内能相等,有:ΔU=0
由热力学第一定律有:ΔU=W+Q
可得:Q=-1 000 J,即气体向外界放出热量,传递的热量为1 000 J。
答案:(1)ACD (2)()600 K 300 K
()放热 1 000 J
物理——选修3-4](15分)
14.(1)(5分)图(a)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的是________。
A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动
B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 m
D.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10 sin 10πt(国际单位)
(2)(10分)一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率。
解析:(1)题图(b)为质点Q的振动图像,则知在t=0.10 s时,质点Q正从平衡位置向波谷运动,所以点Q向y轴负方向运动,故A错误;在t=0.10 s时,质点Q沿y轴负方向运动,根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播,此时P点正向上运动。由题图(b)读出周期T=0.2 s,从t=0.10 s到t=0.25 s经过的时间为Δt=0.15 s=T,则在t=0.25 s时,质点P位于x轴下方,加速度方向与y轴正方向相同,故B正确;由(a)图知波长λ=8 m,则波速为:v== m/s=40 m/s,从t=0.10 s到t=0.25 s经过的时间为Δt=0.15 s,该波沿x轴负方向传播的距离为Δx=vΔt=40×0.15 m=6 m,故C正确;从t=0.10 s到t=0.25 s经过的时间为Δt=0.15 s=T,由于t=0.10 s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处,所以质点P通过的路程不是3A=30 cm,故D错误;质点Q简谐运动的表达式为y=Asint=0.1sin t m=0.10sin 10πt(m),故E正确。
(2)根据题述,作出光路图如图所示,S点为圆形发光面边缘上一点。在A点光线恰好发生全反射,入射角等于临界角C。
由sin C=和几何知识得:
sin C==
而Δr=R-r,
解得:n=。
答案:(1)BCE (2)