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    【选做部分】

    考生必须从中选择2道题作答。

    1.【物理—物理3-3】

    一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K。

    （1）求气体在状态B时的体积。

    （2）说明B→C过程压强变化的微观原因。

    （3）设A→B过程气体吸收热量为Q1，B→C过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。

    2.【物理—物理3-4】

    （1）图1为一简谐波在t=0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=Asin5πt，求该波的波速，并画出t=0.3 s时的波形图（至少画出一个波长）。

    图1

    （2）一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图2为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。已知水的折射率为，求sinα的值。

    图2

    3.【物理—物理3-5】

    （1）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子轰击静止的，生成两个动能均为8.9MeV的（1MeV=1.6×10-13/J）

    ①上述核反应方程式为_____________________________。

    ②质量亏损为_____________ kg。

    （2）如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA=mC=2m,mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧（弹簧与滑块不栓接）。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止，某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。

    1.分析：理想气体状态方程，压强的微观解释，热力学第一定律。

    解：（1）设气体在B状态时的体积为Vb，由盖吕萨克定律得

    ①

    代入数据得

    VB=0.4 m3②

    （2）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化（降低），气体分子平均动能变化（减小），导致气体压强变化（减小）。

    （3）Q1大于Q2；因 TA=TC，故A→B增加的内能与B→C减少的内能相同，而A→B过程气体对外做正功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2。

    2.分析：简谐运动的表达式，波形图，光的全反射。

    解：（1）由简谐运动表达式可知ω=5πrad/s，t=0时刻质点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长λ=4 m。

    ①

    由波速公式

    ②

    联立①②式，代入数据可得

    v=10 m/s③

    t=0.3 s时的波形图如图所示。

    （2）当光线在水面发生全反射时，有

    ④

    当光线从左侧射入时，由折射定律

    ⑤

    联立④⑤式，代入数据可得

    ⑥

    3.分析：核反应方程，质能方程ΔE=Δmc2，动量守恒定律的应用，能量守恒。

    解：（1）或①

    Δm=3.1×10-29 kg②

    (2)设共同速度为v，球A与B分开后，B的速度为vb,由动量守恒定律

    （mA+mB）v0=mAv+mBvB③

    mBvB=(mB+mC)v④

    联立③④式，得B与C碰撞前B的速度

    ⑤

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