资源简介

暑期综合提高练习（十）光学热学综合1——2025-2026年高中物理新高三年级暑期强化训练
选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是(　　)
A．温度不变是系统处于平衡态的标志
B．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的
C．热平衡研究的是单个物体，平衡态研究的是多个物体
D．处于热平衡的两个系统温度不一定相等
2．恒温水槽中的气泡缓慢上升的过程中(　　)
A．压强增加，外界对气泡做功，气泡对外放热
B．压强增加，气泡对外做功，气泡从外界吸热
C．压强减小，外界对气泡做功，气泡对外放热
D．压强减小，气泡对外做功，气泡从外界吸热
3．白炽灯正常发光时，其消耗的电能约有的部分用于产生可见光.如图所示，白炽灯发出的白光通过元件照射到光屏上.下列说法中正确的是（ ）
A．如果是单缝屏，光屏上出现的衍射图样中央是红色亮条纹
B．如果是单缝屏，光屏上出现的衍射图样中央是白色亮条纹
C．如果是偏振片，沿水平轴线旋转，光屏上光的颜色将发生变化
D．如果是偏振片，沿水平轴线旋转，光屏上光的亮度将发生周期性的变化
4．用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到（ ）
A．两镜片都变亮 B．两镜片都变暗
C．两镜片没有任何变化 D．左镜片变暗，右镜片变亮
5．关于内能，下列说法正确的是(　　)
A．物体的内能是物体动能和势能的总和
B．物体的内能是物体内所有分子平均动能和分子势能的总和
C．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
6．导光管采光系统是一套采集自然光并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面.上面部分是收集阳光的半径为的某种均匀透明材料制成的半球形采光球，为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，为两部分的分界面，、为球面两点.若一束平行且与相距的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到点，光在真空中的传播速度为.则（ ）
A．绿光在采光球中的传播速度为
B．红光一定能从点上方射出
C．紫光的折射光线可能经过点
D．要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．下列说法正确的是（ ）
A．照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理
B．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C．在光导纤维内传送图像利用了光的色散
D．雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的衍射现象
8．一束由光和光组成的复色光由空气射向玻璃三棱镜的折射情况如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．光频率低于光频率
B．在玻璃中，光的传播速度小于光的传播速度
C．、光分别照射同一双缝干涉装置，光产生的相邻两条亮条纹中心间距较大
D．、光照射同一种金属均有光电子逸出，光产生的光电子最大初动能较大
9．已知在某一温度下，海水的折射率随盐度的变大而变大。如图将一复色光束从海水射向平行空气砖做空气砖的玻璃壁很薄，可忽略厚度的一个表面，当入射角合适时，组成复色光的光束1和2均从平行表面射出，侧移量分别为和，且。下列说法正确的是（　　）
A．光束1的频率大于光束2的频率
B．在海水中，光束1的传播速度大于光束2的传播速度
C．若海水的盐度变大，则和均变大
D．若海水的盐度变大，则和均变小
10．一定质量的理想气体在密闭容器中依次经历了恒压升温、恒温压缩体积的状态变化，设气体压强为，体积为，温度为。下列图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，V－T图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为1．0×105 Pa。下列说法正确的是
A．状态A时的气体压强为2．0×105 Pa
B． A→B过程气体吸热
C． B→C过程气体压强增大
D． B→C过程气体对外做功200 J
12．镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择.如图，一束复色光以一定入射角进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出.若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角____（填“大于”“等于”或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_____（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度.
13．(12分)如图所示，一定质量的理想气体由状态A经状态B、状态C回到状态A。其变化过程的p-V图像如图中的实线所示，已知一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比，气体在状态A时的内能为U0，求：
(1)气体在状态B时的内能；
(2)气体由状态B至状态C放出的热量；
(3)完成一个循环，气体放出的热量。
14．某款充气坐垫，充好气后容积约为，内部气体最大压强不能超过。现在使用活塞式气泵给该坐垫充气，活塞式气泵由一活塞和长为的圆桶组成，圆桶的容积为，气泵的前端有一个单向气体阀门，当气泵中气压达到时，单向阀门打开进行充气，忽略充气前充气坐垫内的气体。活塞与圆桶间封闭良好，不计活塞与圆桶间的摩擦，不计温度改变时充气坐垫的体积变化，早晨环境温度为12 ℃，中午环境温度为27 ℃，大气压始终保持不变。求：
（1）将活塞从圆桶底部向前缓慢推进多大距离，单向阀门才能打开？
（2）为使中午坐垫内部压强不超过最大压强，早晨给充气坐垫充气时最多能充气的次数。
15．如甲图所示拔火罐是中医的一种传统疗法，以罐为工具，利用燃火产生负压，使之吸附于体表、造成局部瘀血，以达到通经活络、消肿止痛等作用。小明亲身体验拔火罐的魅力后，想研究一下“火罐”的“吸力”，设计了如乙图的实验装置：将一个横截面积为S的圆柱状汽缸倒置固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与放在台面的重物m相连。实验时，他从汽缸底部的阀门K处，投入一团燃烧的轻质酒精棉球。待酒精棉球熄灭后，立即密闭阀门K。此时，活塞下的细线恰好被拉直，但拉力为零，活塞距汽缸底部的距离为L。由于汽缸传热良好，随后重物会被缓慢拉起，最后重物稳定在距台面处。已知环境温度T0不变，，p0为大气压强，汽缸内的气体可看作理想气体，不计活塞与汽缸内壁之间的摩擦。求：
(1)酒精棉球熄灭时的温度T与环境温度T0的比值；
(2)若从酒精棉球熄灭到最终稳定过程中气体放出的热量为Q，求气体内能的变化。
参考答案
1．【知识点】热平衡
【答案】B　
【详解】平衡态是针对某一个系统而言的，描述系统状态的参量不止温度一个，还有体积、压强，当温度不变时，系统不一定处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义可知，两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统的温度是相等的，B正确，D错误；根据定义可知，平衡态是针对一个系统的概念，热平衡是针对多个系统而言，C错误。
2．【知识点】热力学第一定律及其应用
【答案】D　
【详解】气泡上升过程中，外界压强降低，则气泡压强减小，气泡温度不变，根据p1V1＝p2V2，可知气泡的体积变大，则气泡对外界做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，其中ΔU＝0，W<0，可知Q>0，气泡从外界吸热，故D正确。
3．【知识点】偏振现象和偏振光、光的干涉原理及应用
【答案】B
【解析】无论是单缝屏还是双缝屏，光屏上出现的图样中央都是白色条纹，单缝屏会出现衍射图样，双缝屏会出现干涉图样，故错误，正确；白炽灯发出的白光属于自然光，所以如果是偏振片，沿水平轴线旋转，光屏上光的亮度不会发生变化，颜色也不会发生变化，故、错误.
4．【知识点】偏振现象和偏振光
【答案】D
【解析】立体影院的特殊眼镜利用了光的偏振,其镜片为偏振片,左右两镜片的透振方向互相垂直,用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕,左镜片明亮,右镜片暗,则左镜片的透振方向与光的偏振方向夹角较小,右镜片的透振方向与光的偏振方向夹角较大,手机屏幕旋转90度后,左镜片透振方向与光的偏振方向夹角较大,变暗,右镜片透振方向与光的偏振方向夹角较小,变亮,正确.
【知识拓展】
偏振片的特性是沿某一特定方向振动的光波能顺利通过.手机液晶屏幕发出的光是偏振光,这是因为当显示器通电后开启背光时,液晶屏发出的光（电磁波）是正向传播的横波和垂直于正向（上、下、左、右）的振动,人眼无法识别,看到的就是一幅白色的图画,因此手机液晶屏幕上会装有偏振片,即从手机液晶屏幕中发出的光是沿某一特定方向振动的偏振光.
5．【知识点】物体内能大小的决定因素
【答案】D　
【详解】物体的动能和势能的总和叫作机械能，故A错误；内能是物体内部所有分子无规则运动的分子动能和分子势能的总和，故B错误；物体内能由物质的量、物体温度与物体体积决定，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故C错误；物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，内能不同的物体，它们的温度可能相等，即分子热运动的平均动能可能相同，故D正确。
6．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】B
【解析】如图所示,根据几何关系得 ,则 ,由几何知识得 ,则 ,透明材料对绿光的折射率,绿光在采光球中的传播速度为,故错误；与绿光相比,该材料对红光的折射率小,折射角大,则红光一定能从点上方射出,故正确；紫光不可能直接折射经过点,如果折射光线经过点,折射角为 ,不符合实际,故错误；光由光密介质到光疏介质才可能发生全反射,则涂层折射率应大于管壁折射率,故错误.
7．【知识点】光导纤维、薄膜干涉
【答案】AB
【详解】照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理，A正确；在光导纤维内传送图像利用了全反射原理，光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，B正确，C错误；雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的干涉现象，D错误。
8．【知识点】光的折射定律及其应用、干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】AC
【题图剖析】
【详解】根据玻璃对光的折射率小可知光的频率低，正确；由知，在玻璃中光的传播速度大，错误；光的频率低，由公式可知，光的波长长，由 可知，、光分别照射同一双缝干涉装置，光产生的相邻两条亮条纹中心间距较大，正确；由可知，、光照射同一种金属，光产生的光电子的最大初动能较小，错误。
【技巧必背】
入射角相同时，光的偏折程度大，则介质对该光的折射率大，该光的频率大，光在介质中的传播速度小，波长小，临界角小。
9．【知识点】光的折射定律及其应用
【答案】BC
【详解】由图可知，光束在平行于空气砖左侧面折射时，光束1的折射角小，而光束1和2的入射角相同，根据折射定律可知，光束1的折射率较小，频率小，A错误；光束1的折射率较小，由可知，光束1在海水中的传播速度较大，B正确；由题可知，在某一温度下，海水的折射率随盐度的变大而变大，若海水的盐度变大，则其折射率变大，则光束的偏折更明显，光束1和2的侧移量和均变大，C正确，D错误。
10．【知识点】气体的p-T（p-t）图像、气体的p-V图像问题、气体的V-T（V-t）图像问题
【答案】BD
【详解】根据理想气体状态方程（对分子数不变的理想气体为常量），可得（点拨：图线问题本质是函数关系的问题，由物理规律推导出纵轴和横轴所表示物理量间的表达式、由表达式确定斜率和截距的物理意义是解决图像问题的关键），则图像的斜率恒为不变，不变时的值不发生变化，错误，正确；过程为恒温压缩体积，则减小，错误；由可得，则图像在恒压升温过程中斜率不变，且值变大，在恒温压缩体积的过程中斜率与之前相等且不变，同时减小，正确。
11．【知识点】气体的V-T（V-t）图像问题
【答案】D
【解析】从A到B，气体发生等温变化，由玻意耳定律得pAVA＝pBVB，解得pA＝5．0×104 Pa，A错误；由题图可知，从A到B，气体体积减小，外界对气体做功，温度不变，则气体内能不变，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，Q为负值，气体对外放热，B错误；由题图知，B到C过程的V－T图像的延长线过坐标原点，则该过程中气体压强不变，为等压变化，气体对外做功为W＝FΔL，F＝pBS，则W＝pBSΔL＝1．0×105×（4－2）×1 J＝200 J，C错误，D正确。
12．【知识点】全反射原理及其应用
【答案】小于； 逆时针
【解析】棱镜对蓝光的折射率大于绿光，根据折射定律知，入射角相同，棱镜中蓝光折射角小于绿光折射角；若输出激光为蓝光，要变为绿光，即由蓝光的折射光线垂直入射到反射膜改为绿光的折射光线垂直入射到反射膜，根据折射定律知，需要减小入射角，由于入射光线不动，故应逆时针转动棱镜.
13．【知识点】热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】(1)9U0　(2)6U0+6p0V0　(3)2p0V0
【解析】(1)自状态A至状态B，图像的延长线过原点，可知状态B的压强为3p0，根据理想气体状态方程有= (1分)
解得TB=9T0 (1分)
根据一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比可知，气体在状态B时的内能为UB=9U0 (1分)
(2)由状态B至状态C，气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律有= (1分)
解得TC=3T0 (1分)
气体在状态C时的内能为UC=3U0，
外界对气体做功为WBC=3p0×(3V0-V0)=6p0V0(关键：p-V图像与横轴围成的面积可表示外界对气体所做功的多少) (1分)
ΔU1=UC-UB，
根据热力学第一定律有ΔU1=WBC+Q1 (1分)
解得Q1=-6U0-6p0V0 (1分)
所以气体由状态B到状态C放出的热量为6U0+6p0V0 (1分)
(3)完成一个循环，外界对气体做功W=×(3p0-p0)×(3V0-V0)=2p0V0 (1分)
根据热力学第一定律有ΔU=W+Q，其中ΔU=0，
解得Q=-2p0V0 (1分)
即气体放出的热量为2p0V0 (1分)
14．【知识点】变质量气体状态变化问题
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）设圆筒底面积为S，将活塞从圆筒底部缓慢推进时，封闭气体做等温变化，有，
解得。
（2）设总共充气次，充气前气体的总体积，
气体温度，
气体压强，
中午时气垫内气体体积，
气体压强，
温度，
由理想气体状态方程有，
解得，
由于压强不能超过，所以。
15．【知识点】利用理想状态方程解决问题、热力学第一定律及其应用
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）阀门K密闭时，气体压强为p0，重物稳定在距台面处时，由平衡条件得
可得
根据理想气体状态方程
解得
（2）外界对气体做功为
根据热力学第一定律
可得气体内能变化量
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页暑期综合提高练习（十）光学热学综合2——2025-2026年高中物理新高三年级暑期强化训练
选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．热水瓶气体变化 如图所示，某热水瓶的容积为，瓶中刚好有体积为的热水，瓶塞将瓶口封闭，瓶中气体压强为，温度为，环境大气压强为。将瓶塞打开，瓶中气体温度变为，瓶中气体可看成理想气体，则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为的过程中，跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为（已知）（ ）
A. B. C. D.
2．下列四幅图对应的说法正确的有（　　）
A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃
C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动
D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因
3．如图所示，等边三棱镜，一束单色光与成角射入三棱镜，经AB边折射进入三棱镜的折射角刚好等于从AC边射出三棱镜的入射角，则三棱镜的折射率为（　　）
A． B． C． D．
4．(理想气体·应用)自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,下列说法中正确的是 (　　)
A．体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C．因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D．温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
5．晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细、非常完整的丝状（横截面为圆形）晶体.现有一根铁质晶须，直径为，用大小为的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形.已知铁的密度为 ，铁的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球，则下列说法中正确的是（ ）
A．铁质晶须单位体积内铁原子的个数为
B．铁原子的直径为
C．断面内铁原子的个数为
D．相邻铁原子之间的相互作用力大小为
6．如图所示，A、B两个容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作为活塞，当A容器内气体的温度为－10 ℃，B容器内气体的温度为10 ℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡。两个容器内气体的温度都升高20 ℃时，下列判断正确的是(　　)
A．水银滴将不移动 B．水银滴将向A移动
C．水银滴将向B移动 D．无法判断水银滴将向哪个方向移动
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．石油、煤、天然气等是不可再生的能源.人类无节制地使用和开采这些能源,不但破坏环境,还会导致能源枯竭.下列措施有助于缓解能源危机、保证可持续发展的有（ ）
A. 用木材代替煤,进行火力发电
B. 将高能耗企业从发达地区转移到欠发达地区
C. 少开汽车,多骑自行车或搭乘公共交通工具出行
D. 大力开发风力发电,减少火力发电
8．一定质量的理想气体从状态a经状态b、c、d回到状态a，此过程气体的关系图像如图所示，其中过程为双曲线的一部分，过程平行于坐标轴.已知在状态a时气体温度为，则（　　）
A．在状态c时气体的温度为
B．过程气体吸热
C．过程气体对外做功
D．从状态a经一次循环再回到状态a的过程中气体向外放热大于
9．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m处的质点P，下列说法正确的是（　　）
A．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0
B．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为
C．t=1.0s时，P向y轴正方向运动
D．t=1.0s时，P向y轴负方向运动
10．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：为等压过程，为绝热过程，为等压过程，为绝热过程。下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体内能增加
B．过程中，气体内能不变
C．过程中，气体吸收热量
D．整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．如图甲所示，光在介质1和介质2间折射时有。如图乙所示是一种折射率测量仪的简化结构，半圆形玻砖的直径边水平且固定。操作步骤如下：
①将待测宝石放在玻砖的圆心处，宝石与玻砖的接触面紧密贴合，中间空气不计；
②左下方的圆弧形光源发出同一种光，光均沿半径方向对着玻砖圆心射入，玻砖的左边四分之一圆为亮区；
③在玻砖的右边四分之一圆内会出现亮区及暗区，使得右下方的角度尺上出现明暗分区，读出明暗分界线所在位置的角度值，即可得到待测宝石的折射率。
回答下列问题：
(1)图甲中，大于，则相对于介质2，介质1是 （选填“光疏介质”或“光密介质”）；
(2)图乙中，待测宝石的折射率 （选填“大于”或“小于”）玻砖的折射率；
(3)图乙中，已知玻砖的折射率为1.74，测得玻砖右边四分之一圆中明暗分界线与法线的夹角为，查得，则该待测宝石的折射率为 （结果保留3位有效数字）。
12．如图所示，水银柱将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的容器内，粗管横截面积是细管的3倍，水银柱的上表面正好与粗管上端口齐平。大气压强为，封闭气体的压强为，水银柱的上下长度为L，封闭气体的上下长度为4L，温度为。
(1)缓慢的给封闭气体加热，当水银柱刚好全部进入细管中，此时气体的温度为，求的大小；
(2)设细管的横截面积为S，当气体的温度再缓慢由变成的过程中，求气体对外界做的功为多少。
13．某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）.于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）.已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强.哈尔滨的环境温度，大气压强取.求：
（1） 在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小;
（2） 充进该轮胎的空气体积.
14．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态时的温度为600K，求：
（1）气体在状态和状态时的温度为多少K；
（2）气体从状态的过程中，气体对外做的功；
（3）已知气体从状态的过程中，外界对气体做的功，试说明全过程中气体是吸热还是放热并求吸收（或放出）了多少热量。
15．如图所示，质量为的小球从距离地面高的点由静止释放，落到地面上点后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达深度为的点速度减为零，不计空气阻力，重力加速度为.求：
（1） 小球到达点时的动能及重力的瞬时功率；
（2） 小球进入泥潭过程中受到的平均阻力的大小；
（3） 小球运动过程中损失的机械能.
参考答案
1．【知识点】变质量气体状态变化问题
【答案】A
【详解】设原来瓶中气体变成、压强为时，气体的总体积为，根据理想气体状态方程，有，解得，则跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为，正确。
2．【知识点】晶体和非晶体的区分
【答案】D
【详解】图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，A错误；图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，B错误；图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，C错误；图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，D正确。
3．【知识点】光的折射定律及其应用
【答案】B
【详解】如图，
依题意有，有几何知识已知，，从AB边入射光线入射角为，折射角为30°，则折射率。
4．【知识点】分子运动速率分布图像、气体压强的微观解释
【答案】D
【解析】密闭容器中的氢气，分子总数恒定，当体积增加时，氢气分子的密集程度减小，A错误；压强增加可能是因为氢气分子平均动能增大或密集程度增大，与氢气分子之间斥力无关，B错误；理想气体是物理学中为了简化问题而引入的一个理想模型，实际生活中不存在，通常情况下，只要实际气体的压强不太大、温度不太低，都可以当成理想气体来处理，C错误；根据速率分布图像可知，温度变化时，气体分子各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，D正确.
5．【知识点】阿伏加德罗常数的理解及相关计算
【答案】D
【解析】单个铁原子的质量,铁质晶须单位体积内铁原子的个数为,故错误；铁的摩尔体积,单个铁原子的体积,又,所以铁原子的半径,铁原子的直径,故错误；铁原子的最大截面积,断面内铁原子的个数为,故错误；相邻铁原子之间的相互作用力为,故正确.
6．【知识点】两段封闭气体状态变化问题
【答案】C　
【详解】假定两个容器内气体的体积不变，即VA、VB不变，初始状态时A、B中气体温度分别为263 K和283 K，当温度升高ΔT时，容器A内气体的压强由p1增至p1′，则
Δp1＝p1′－p1
容器B内气体的压强由p2增至p2′，则
Δp2＝p2′－p2
由查理定律得
Δp1＝·ΔT，Δp2＝·ΔT
因为p1＝p2，所以Δp1>Δp2，
即水银滴将向B容器移动。故选C。
7．【知识点】环境保护与能源的开发利用
【答案】CD
【解析】用木材代替煤,进行火力发电,不能减少电能的消耗,不能做到节能减排,无助于缓解能源危机、保证可持续发展,故错误;将高能耗企业从发达地区转移到欠发达地区,不能减少化石燃料的使用,也不能做到节能减排,无助于缓解能源危机、保证可持续发展,故错误;少开汽车,多骑自行车或搭乘公共交通工具出行,可减少污染物的排放,减少化石能源的使用,有助于缓解能源危机、保证可持续发展,故正确;大力开发风力发电,减少火力发电,可减少污染物的排放,减少化石能源的使用,有助于缓解能源危机、保证可持续发展,故正确.
8．【知识点】气体的p-V图像问题
【答案】BD
【详解】过程，由理想气体状态方程得，解得，A错误；过程，气体体积增大对外做功，压强不变，温度升高，内能增大，气体吸热，B正确；过程，气体对外做的功等于图像与横轴所围图形面积，由图得其小于，C错误；在一次循环过程后，内能不变，整个过程中，外界对气体做功大于，根据热力学第一定律可知，在一次循环过程中气体放出的热量大于，D正确。
9．【知识点】干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】BC
【详解】在内，甲、乙两列波传播的距离均为，根据波形平移法可知，时，处甲波的波谷刚好传到P处，处乙波的平衡位置振动刚好传到P处，根据叠加原理可知，时，P偏离平衡位置的位移为，A错误，B正确；在内，甲、乙两列波传播的距离均为，根据波形平移法可知，时，甲波的平衡位置振动刚好传到P处，处乙波的平衡位置振动刚好传到P处，且此时两列波的振动都向y轴正方向运动，根据叠加原理可知，时，P向y轴正方向运动，C正确，D错误。
10．【知识点】气体的p-V图像问题
【答案】AD
【详解】为等压过程，体积增大，根据可知温度升高，气体内能增加，A正确；为绝热过程，由图可知体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知内能减小，B错误；为等压过程，体积减小，外界对气体做功；根据可知温度降低，内能减少，根据热力学第一定律可知气体放出热量，C错误；图像与V轴围成的面积代表功，而整个过程回到a状态时气体与初态相比温度不变，内能不变，可知整个过程气体从外界吸收的总热量与做的总功相同，所以整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示，D正确。
11．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】(1)光疏介质；(2)小于；(3)1.60
【详解】（1）根据折射定律，当时，可得，折射率较小的介质为光疏介质，所以相对于介质2，介质1是光疏介质。
（2）从弧形光源发出的光沿半径方向射向玻璃砖圆心，在玻璃砖右边四分之一圆内出现亮区和暗区，说明发生了全反射。光从光密介质射向光疏介质时才会发生全反射，这里光是从玻璃砖射向宝石，所以待测宝石的折射率小于玻璃砖的折射率。
（3）恰好发生全反射时，折射角为，题意知玻砖右边四分之一圆中明暗分界线处即为入射光恰好产生全反射的位置，则有，其中，联立解得待测宝石的折射率。
12．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等压变化与盖—吕萨克定律
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）水银柱全部在粗管中，上下长度为L，根据题意水银柱对应的压强为，当水银柱刚好全部进入细管中，水银柱的上下长度为3L，水银柱对应的压强为，由理想气体状态方程可得
解得
（2）气体的温度再缓慢由变成的过程中，设气体体积的增加量为，气体做等压变化，则有
根据功的定义可得气体对外界做的功
联立解得
13．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等容变化与查理定律
【答案】（1）
（2）
【解析】
（1） 轮胎内的理想气体在北京时，，在哈尔滨时，因为轮胎内气体体积不变，根据查理定律得，解得.
（2） 设在哈尔滨充入轮胎的气体体积为，根据理想气体状态方程有，解得 .
14．【知识点】热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】（1），；（2）；（3）气体放热
【详解】（1）对于理想气体：过程，由查理定律有，
得，
过程，由盖—吕萨克定律有，
得。
（2）而过程是等容变化，气体对外不做功；过程中气体体积膨胀对外做的功，即从状态到状态气体对外做的功。
（3）全过程从状态A又回到状态A，根据，
得，，
解得，
气体放热。
15．【知识点】能量守恒定律
【答案】（1） ；
（2）
（3）
【解析】
（1） 小球从点运动到点，由动能定理得，设小球到达点时的速度为，则有，解得，小球到达点时重力的瞬时功率.
（2） 小球从点运动到点，由动能定理得，解得.
（3） 由能量守恒定律得，小球运动过程中损失的机械能.
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页暑期综合提高练习（十）光学热学综合3——2025-2026年高中物理新高三年级暑期强化训练
选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光下列说法正确的是（　　）
A．在冰晶中，b光的传播速度比a光小
B．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距大
C．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小
D．a光的频率较大
2．“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性．“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置
B．“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部两水分子间的分子势能相比偏小
C．“水桥”表面层中水分子距离与其内部水分子相比偏小
D．王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功
3．白炽灯正常发光时，其消耗的电能约有的部分用于产生可见光.如图所示，白炽灯发出的白光通过元件照射到光屏上.下列说法中正确的是（ ）
A．如果是单缝屏，光屏上出现的衍射图样中央是红色亮条纹
B．如果是单缝屏，光屏上出现的衍射图样中央是白色亮条纹
C．如果是偏振片，沿水平轴线旋转，光屏上光的颜色将发生变化
D．如果是偏振片，沿水平轴线旋转，光屏上光的亮度将发生周期性的变化
4．如图所示，绝热汽缸开口水平向右放置在水平地面上，一轻质绝热活塞封住一定量的理想气体，忽略缸壁对活塞的摩擦力.现用灯丝缓慢加热气体，下列说法正确的是 (　　)
A．气体压强变大
B．气体内能不变
C．气体吸收的热量可以全部用来对外做功
D．气体吸收的热量不可以全部用来对外做功
5．如图所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着温度相同的空气,空气柱长度H1>H2,水银柱长度h1>h2,今使封闭气柱升高相同的温度(外界大气压保持不变),则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 (　　)
A．均向上移动,B中水银柱移动较多
B．均向上移动,A中水银柱移动较多
C．均向下移动,B中水银柱移动较多
D．均向上移动,两管中水银柱移动情况相同
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A.下列说法正确的是 (　　)
A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．图中描述一定质量的气体做等容变化的图线是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2023 浙江嘉兴 一模）一定量理想气体经历状态，其过程如图上的两条线段所示，则气体（ ）
A．对外做功值小于吸收的热量
B．在状态b处的压强小于状态c处的压强
C．过程气体分子的数密度一直变小
D．过程每一个气体分子的动能都减小
9．下列说法正确的是（　　）
A．内能不同的物体，分子热运动的平均动能可能相同
B．水滴中的花粉颗粒在不停地运动，证明水分子在永不停息地运动
C．液体与大气相接触，表面层分子受内部分子的作用表现为引力
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
E.根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
10．一定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态A时，体积为，压强为，温度为，该理想气体从状态A经一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的图线如图所示，其中延长线过坐标原点，在同一竖直线上，在同一水平直线上。下列说法正确的是（　　）
A．由C到A的过程中，气体的体积没有发生变化
B．从B到C的过程中，理想气体的每个气体分子的动能都增大
C．由A到B的过程，气体对外界放热
D．从B经过C到A的过程，气体的内能一直在增加
E.从B经过C到A的过程，气体从外界吸热为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：
(1)以下哪些操作能够增大屏上相邻两条亮纹之间的距离
A．将绿色滤光片换为红色滤光片 B．增大双缝之间的距离
C．增大单缝与双缝之间的距离 D．增大双缝与屏之间的距离
(2)调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某条亮条纹(并将其记为第一条)的中心，如图乙所示，此时手轮上的读数为 mm；转动手轮，使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置，读出手轮上的读数，并由两次读数算出第一条亮条纹中央到第四条亮条纹中央之间的距离 a＝9.900mm，又知双缝间距 d＝0.200mm，双缝到屏的距离 l＝1.00m，则对应的光波的波长为 m。（保留三位有效数字）
12．某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下：
①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器；
②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连；
③将适量热水（约80℃）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中；
④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为部分图线。
(1)在实验误差允许的范围内，所得的图像是一条直线，说明一定质量的气体，在体积不变时 。（填正确答案标号）
A．压强p与摄氏温度t成正比 B．压强p与摄氏温度t成一次函数
(2)若实验过程中有少量气体缓慢逸出，则所得图像为 。（填正确答案标号）
A． B．
(3)另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验，现用计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个p—t坐标系上，则得到的图像可能是 。（填正确答案标号）
A． B． C．
13．一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C,其p-图像如图所示,求该过程中气体吸收的热量Q.
14．一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，气体在状态A时的压强pA＝p0，温度TA＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点．求：
(1)气体在状态B时的压强pB；
(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；
(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC.
15．某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉，如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的、两个密闭气室，室壁厚，可认为体积固定，室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换，质量为的鱼静止在水面下处，室内气体体积为，质量为；设室内气体压强与鱼体外压强相等，鱼体积的变化与室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变，水的密度为 ，重力加速度为，大气压强为，求：
（1） 鱼通过增加室体积获得大小为的加速度，需从室充入室的气体质量；
（2） 鱼静止于水面下处时，室内气体质量．
参考答案
1．【知识点】全反射原理及其应用、干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】A
【详解】
A．由题图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，根据
可知在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故A正确；
BD．由于六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，故b光的频率较大，则a光波长大于b光波长，根据
可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距小，故BD错误；
C．根据
可知从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故C错误。
故选A。
2．【知识点】分子势能随分子间距离变化的图像问题、分子间的作用力
【答案】D　
【详解】“水桥”表面层中分子间距比内部分子间距大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由题图可知B点为分子间作用力为零的情况，即B点表示平衡位置，故能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，故A、C错误；“水桥”内部分子之间表现为斥力，两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，其内部分子之间的距离增大，斥力在减小，表面引力在增大，分子之间表现为引力，根据分子势能和分子间距离的关系图像可得，“水桥”表面层中水分子势能比内部水分子势能偏大，实验结束，王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功，故B错误，D正确．
3．【知识点】偏振现象和偏振光、光的干涉原理及应用
【答案】B
【解析】无论是单缝屏还是双缝屏，光屏上出现的图样中央都是白色条纹，单缝屏会出现衍射图样，双缝屏会出现干涉图样，故错误，正确；白炽灯发出的白光属于自然光，所以如果是偏振片，沿水平轴线旋转，光屏上光的亮度不会发生变化，颜色也不会发生变化，故、错误.
4．【知识点】热力学第一定律及其应用、热力学第二定律及其应用
【答案】D　
【解析】由题意知，汽缸开口向右水平放置，对活塞受力分析可知，气体压强始终等于外界大气压，压强不变，A错误；缓慢加热气体，气体温度上升，内能增大，B错误；由热力学第二定律，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，可知气体吸收的热量不可以全部用来对外做功，C错误，D正确.
【一题多解】C、D选项也可用热力学第一定律进行分析，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，气体等压膨胀，温度升高，则有W<0，ΔU>0，则Q>0，由此可知，气体吸收的热量大于对外所做的功，C错误，D正确.
5．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等压变化与盖—吕萨克定律、理想气体与理想气体状态方程
【答案】B
【解析】管内封闭气柱的压强恒等于外界大气压与水银柱因自身重力而产生的压强之和,因外界大气压不变,则管内气体做等压变化,由此推知,封闭气柱下端的水银柱高度不变.根据盖-吕萨克定律可知=,整理得ΔV=·V,因为A、B管中的封闭气体初始温度相同,温度升高ΔT也相同,且ΔT>0,故ΔV>0,即A、B管中的封闭气体体积均增大,又因为H1>H2,A管中气体体积较大,所以ΔVA>ΔVB,即A管中气体长度增加得多一些,故A、B管中的封闭气体均向上移动,A中水银柱移动较多,故B正确.
6．【知识点】气体的V-T（V-t）图像问题
【答案】C　
【解析】A→B过程中，气体温度升高，体积增大，气体分子的平均动能增加，A、B连线的延长线过原点，则A→B过程气体发生等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误；C→A过程中，气体体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误；在A→B过程中，气体温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有ΔU1=Q1-W1，在B→C过程中，气体温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律有ΔU2=-Q2，在C→A过程中，气体温度不变，内能增量为零，有ΔU=ΔU1+ΔU2=Q1-W1-Q2=0，即Q1=W1+Q2>Q2，所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故C正确；气体做功大小为W=pΔV，A→B过程中气体体积增加量等于C→A过程中气体体积减少量，V-T图线中的点与原点连线的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误.
7．【知识点】气体的p-T（p-t）图像
【答案】CD
【详解】
【分析】
【详解】
ABC．由查理定律得，一定质量的气体，在体积不变时，其压强与热力学温度成正比，AB错误、C正确；
D．在图像中，直线与横轴的交点表示热力学温度的零度，D正确。
故选CD。
8．【知识点】气体的V-T（V-t）图像问题
【答案】AC
【详解】A．由图像可知，的过程气体温度升高，内能增大，体积增大，则气体对外做功，由热力学第一定律可知，对外做功值小于吸收的热量，故A正确；
B．气体状态方程
结合的过程中温度降低体积增大，可知，压强减小，既在状态b处的压强大于状态c处的压强，故B错误；
C．从的过程中，气体体积一直增大，所以气体分子的数密度一直变小，故C正确；
D．过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小，但个别分子的动能可能增大，故D错误。
故选AC。
9．【知识点】布朗运动、气体压强的微观解释、热力学第二定律及其应用、物体内能大小的决定因素
【答案】ABC
【详解】
A．内能包括分子势能和分子动能，温度是平均动能的标志，所以温度相同的物体分子热运动的平均动能就相同，但内能可能不同，A正确；
B．花粉颗粒的无规则运动为布朗运动，是由于水分子撞击的不平衡性导致的，证明水分子在永不停息地运动，B正确；
C．表面层分子受内部分子的作用表现为引力是由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，C正确；
D．由可知，只知道温度升高而体积变化不确定，故无法确定压强的变化，D错误；
E．由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传向高温物体而不引起其他变化，通过外力做功是可以把热量从低温物体转移到高温物体的，E错误。
故选ABC。
10．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体等温变化与玻意耳定律、温度与分子平均动能的关系
【答案】ACE
【详解】
A．从C到A过程，由理想气体状态方程可得
代入数据可得
故C到A过程中体积不变，A正确；
B．从B到C过程，温度升高，分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，个别分子动能也可能减小，B错误；
C．A到B过程为等温变化，由玻意耳定律可得
解得
体积减小，外界对气体做功，即，气体内能不变，由热力学第一定律知，，即气体对外界放热，C正确；
DE．B经过C到A的过程，气体的温度升高后降低，则内能先増大后减小，整个过程气体的内能不变，由C的详解可知，，从B到C的过程中，气体对外界做的功为
则从B经过C到A的过程中，气体吸收的热量为，D错误，E正确。
故选ACE。
11．【知识点】实验：用双缝干涉测量光的波长、实验：长度的测量及测量工具的选用、干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】AD；1.180；6.60×10－7；
【详解】
（1）[1]A．根据
可知将绿色滤光片换为红色滤光片，波长变大，则相邻条纹间的间距变大，故A正确；
B．根据
可知增大双缝之间的距离d，相邻条纹间距变小，故B错误；
C．根据
可知增大单缝和双缝之间的距离，相邻条纹间距不变，故C错误；
D．根据
可知增大双缝与屏之间的距离L，则相邻条纹间距变大，故D正确。
故选AD。
（2）[2]螺旋测微器的固定刻度读数为1mm，可动刻度读数为
0.01×18.0mm=0.180mm
所以最终读数为1.180mm
[3]根据
可得
12．【知识点】气体的等容变化与查理定律
【答案】(1)B；(2)B；(3)C
【详解】（1）根据查理定律有，其中的C为与气体的质量成正比的常量，且温度为热力学温度，则有，则有，可知，压强与摄氏温度t成一次函数。选B。
（2）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有，其中C与气体的质量成正比，当有气体逸出时，C减小，则图像上的点与（-273，0）点连线的斜率减小，因为本实验中气体的温度是逐渐降低的，图像从右向左斜率减小。选B。
（3）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有，其中C与气体的质量成正比，则一定质量的气体在体积不变时，其p—t图像与t轴的交点坐标均为-273℃，只有第三个选择项符合要求。选C。
13．【知识点】气体的p-V图像问题
【答案】2×105J
【解析】本题结合p-图像考查热力学第一定律的应用.
由题图可知A、C两状态气体的温度相同,内能相同.由A到B的过程,气体发生等压变化,体积增大,外界对气体做的功W1=-pΔV=-2×105×1 J=-2×105 J,由B到C,气体发生等容变化,W2=0,从A到C全过程根据热力学第一定律ΔU=W+Q=W1+W2+Q=0,解得该过程吸收的热量Q=2×105 J.
【易错分析】本题中易把p-图像看成p-V图像从而得到错误的状态参量导致错解.
14．【知识点】热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】(1)；(2)10 J；(3)；
【解析】(1)气体从状态A到状态B发生等温变化，根据玻意耳定律有pAVA＝pBVB，
解得pB＝.
(2)气体从状态A至状态B过程发生等温变化，气体内能不变，即ΔU＝0，气体对外界做功，则W＝－10 J，
根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，
解得Q＝－W＝10 J，即气体从外界吸收的热量为10 J.
(3)由于V－T图像中，BC延长线过原点，气体从状态B到C发生等压变化，pC＝pB＝，根据盖－吕萨克定律得＝，
解得TC＝.
15．【知识点】充气、抽气和灌气等问题
【答案】（1）
（2）
【解析】
（1） 由题意可知，室内增加的气体使鱼增加的浮力提供鱼向上运动的加速度，有（1分）由题意可知，室内气体的温度和压强不变，则气体密度不变，有（1分）解得（1分）
（2） 鱼静止于水面下处，此时室内的气体体积与鱼静止于处时相等，且气体温度不变，则室内气体压强与气体质量成正比，有（1分）（1分）（1分）解得（1分）
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页暑期综合提高练习（十）光学热学综合4——2025-2026年高中物理新高三年级暑期强化训练
选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是 (　　)
A．温度相同的物体内能一定相同
B．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
C．一定质量的理想气体,当温度不变、压强增大时,稳定后其体积可能增大
D．在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强
2．夏日流云，云霞满天.“七彩云”是太阳光线以一个合适的角度，从云层中冰晶上表面入射，经折射从侧面射出的七色光芒.简化光路如图所示，冰晶上下表面平行，侧面与之垂直，图中画出了红光和黄光的光路图.下列说法正确的是（ ）
A．是黄光，是红光
B．光线从空气进入冰晶后传播速度变大
C．在冰晶中红光的传播速度比黄光大
D．增大 角，光线可能在冰晶的下表面发生全反射
3．下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　）
A．图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射
B．图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置
C．图是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D．图是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波
4．一种安装在汽车上的光学传感器是通过接收器接收到灯光信号而触发工作的.如图所示，一细束黄色光沿方向从汽车玻璃外侧（汽车玻璃可视为两表面平行的玻璃砖）的点射入，入射角为，折射光线刚好沿方向在汽车玻璃内侧点触发光学传感器.若入射光的颜色发生变化，且入射光的入射位置不变，仍要使折射光线沿方向在汽车玻璃内侧点触发光学传感器.下列说法正确的是（ ）
A．若改用绿色光射入，需要入射角减小到某一合适的角度
B．若改用红色光射入，需要入射角减小到某一合适的角度
C．若改用红色光射入，需要入射角增大到某一合适的角度
D．改用任何颜色的光射入，都需要入射角减小到某一合适的角度
5．分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能）.下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B．当时，随距离增大，分子间作用力做正功
C．当时，分子间作用力表现为引力
D．随着分子间距离从接近于零开始增大到无穷远，分子间作用力先减小后增大
6．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内，两段水银柱A和C将空气柱B封闭在左侧竖直段玻璃管，平衡时A段水银有一部分在水平管中，竖直部分高度为h2，C段水银两侧液面高度差为h1。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，则再次平衡后（　　）
A．空气柱B的长度减小 B．左侧水银面高度差h2减小
C．空气柱B的压强增大 D．右侧水银面高度差h1增大
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8小时的出舱活动，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动全部既定任务．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示．座舱与气闸舱之间装有阀门，座舱中充满空气（可视为理想气体），气闸舱内为真空．打开阀门，中气体进入中，最终达到平衡，假设此过程中系统与外界没有热交换．下列说法正确的是（ ）
A． 气体对外做功，内能减小
B． 气体等温膨胀，压强减小
C． 气体向真空扩散的过程是可逆过程
D． 气体分子单位时间内与座舱舱壁单位面积上的碰撞次数将减少
8．关于下列四幅图所涉及的物理知识的论述中，正确的是（ ）
A．甲图中，水中的射水鱼看到小昆虫在昆虫实际位置的下方
B．乙图中，水中的气泡看上去特别明亮是光的全反射现象引起的
C．丙图中，肥皂泡看起来常常是彩色的是光的色散现象引起的
D．丁图中，“泊松亮斑”的形成说明光能发生衍射
9．诺贝尔物理学奖由三位光学领域的科学家斩获，研究内容中的重要部分是以CPA技术获得超强超短激光，一种脉冲激光展宽器截面如图所示，在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为，一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽，已知相邻两棱镜斜面间的距离，脉冲激光中包含不同频率的光1和光2，它们在棱镜中的折射率分别为和，则下列说法正确的是（　　）
A．下方光线为光2
B．若，则光1和光2通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差约为
C．为了确保光1和光2都能够从左侧棱镜斜面出射，只需保证
D．利用光1和光2分别进行双缝干涉实验，则光1对应的干涉条纹间距更小
10．如图是“筒式二冲程柴油锤”的工作简图。压缩冲程:气缸锤座压在水泥桩顶上，柱塞从一定高度释放落入气缸内，压缩气缸内的空气，并点燃气缸内的柴油。做功冲程:柴油被点燃，通过高压气体将水泥桩压入泥土中，同时柱塞被反推到气缸外。柱塞和气缸密封良好，则（ ）
A. 在压缩冲程中，气缸内气体发生等温变化
B. 在压缩冲程中，柱塞对气缸内气体做正功
C. 在做功冲程中，气缸内气体压强保持不变
D. 在做功冲程中，气缸内气体对柱塞做正功
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．某同学利用微波发射器和接收器研究电磁波。发射器可发射频率为10GHz的一定强度电磁波，接收器可显示接收到电磁波的强度。
（1）如图（a）所示，接收器和发射器置于同一直线上，在发射器和接收器前均加装一偏振片，此时接收器显示接收到的信号最强。若接收器按图示方向沿轴线转动，接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于 （填“横波”或“纵波”），若从接受的信号最强开始旋转的过程中，接受的信号强度变化情况是 。
（2）如图（b）所示，在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化。这种现象是电磁波的 （“偏振”、“干涉”或“衍射”）现象，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离 （填“几乎相等”、“中间大两侧小”或“中间小两侧大”），若双缝的两条缝之间距离减小，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
12．在恒温实验室中，某同学利用题图1装置研究一定质量气体等容变化规律。他的操作步骤如下：
①将倒U形玻璃管的一端通过橡胶软管与直玻璃管连接，并注入适量的水银，另一端插入橡皮塞，再用橡皮塞塞住烧瓶口，保持管竖直并调节管高度，使、两管水银液面相平，并在上标注此时水银面的位置；
②将烧瓶浸入热水中，待烧瓶中气体温度稳定后，保持管竖直并再次调节管高度，使管水银液面仍处于位置，然后记、两管水银液面高度差及烧瓶内气体温度；
③改变热水温度，重复操作步骤②，记录多组高度差及温度的数据，并绘制图像如题图2所示。
(1)第一次浸入热水后，应将管 （填“向上”或“向下”）调节，才能使管水银液面处于位置；
(2)若温度过高出现漏气现象，则题图2中的图像末段应为曲线 ；（填“①”“②”或“③”）
(3)已知题图2中图像直线段的斜率为，纵轴截距绝对值为，水银密度为，重力加速度为，则大气压强 ，实验室温度 。（用、、、表示）
13．一名潜水爱好者利用如图所示的简易测深装置进行测深。该装置由轻质导热透明材料制成，质量，上部分为球形，容积为，下部分为管状，管的上端与球的下端良好接触，且球的下端开口。管内气柱横截面积为，管长为。在水面时，先让管内充满标准状态的空气，将管下端贴近水面后将装置整体按入水中并随潜水员缓慢下潜，该装置通过细绳系于身上，且保持竖直方向。忽略水温和水的密度的变化、管壁厚度、管壁的形变以及装置的长度对气体压强的影响。大气压强等于水柱重力产生的压强。水的密度为。求：
(1)潜水员下潜到水深处，管中气柱的长度。
(2)潜水员下潜到水深为多少米时，系住测深装置的绳子开始松弛。
14．医院在转运病人时有时会用到负压救护车，如图为一容积为0.6 m3的负压舱，需要将患者从甲地转移到乙地，在甲地出发时舱内温度为27℃，压强为1.0 × 105 Pa，到乙地后，外界温度变为17℃，外界大气压变为0.9705 × 105 Pa。负压舱导热性良好，舱内空气视为理想气体，绝对零度取 273℃，舱内负压（舱内外压强差）为20 ~ 50 Pa时效果比较理想。
(1)转运过程中，负压舱与外界没有气体交换，则运输到乙地后，负压舱内与乙地外界大气压的压强差是多少？
(2)转运到乙地后负压舱内需保持50 Pa的稳定负压，需要充入多少体积的空气？
15．（10分）如图所示为某室内温控系统，导热良好且内壁光滑的圆柱形汽缸，长度，质量，横截面积，上端开口，下端密封一段长度的理想气体。一根绳子通过活塞将整个装置竖直悬挂，汽缸顶部和距离汽缸底部处分别有一个质量和厚度均不计的环形压力传感器，当温度过低或过高时，压力传感器检测到压力，触发暖风（冷风）系统。已知初始状态的室温为，密封气体压强为，大气压强为，活塞的质量和体积忽略不计，。
（1） 为了不触发暖风（冷风）系统，室内温度应该控制在多少范围内（结果用热力学温度表示）；
（2） 求压力传感器示数与热力学温度的关系表达式。
参考答案
1．【知识点】分子热运动、温度与分子平均动能的关系、理想气体与理想气体状态方程
【答案】B
【解析】温度是分子热运动平均动能的标志，内能是物体内所有分子的热运动动能和分子势能的总和，物体的内能跟物体的温度和体积有关，还跟物体所含的分子数有关，故温度相同的物体内能不一定相同，A错误；液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，它是液体分子无规则热运动的反映，B正确；根据理想气体状态方程，当温度不变时，压强增大，其体积一定减小，C错误；封闭气体压强是由气体分子无规则热运动频繁持续地碰撞器壁产生的，与气体质量和宏观的运动情况无关，故完全失重情况下，密闭容器内的气体对器壁压强不变，D错误.
2．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】C
【解析】本题考查光的色散问题.红光折射率小，所以是红光，是黄光，错误；由，又，可知光线进入冰晶，传播速度变小，错误；红光折射率小，由可知，红光传播速度大，正确；增大 角，若光线直接到达下表面，则会平行上表面的入射光出射；若经侧面全反射抵达下表面，下表面的入射角等于上表面的折射角，也不会发生全反射，错误.
3．【知识点】偏振现象和偏振光、光的衍射原理及应用、全反射原理及其应用、薄膜干涉
【答案】A
【详解】图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，A正确；图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，是肥皂膜两表面反射光形成的干涉图样，实验时肥皂膜不一定需要水平放置，B错误；图是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，C错误；图是利用偏振眼镜能观看立体电影，偏振是横波的特点，光的偏振现象说明光是横波，D错误。
4．【知识点】光的折射定律及其应用
【答案】B
【解析】若改用绿色光射入，频率变大，折射率变大，折射角不变，根据可知，入射角变大，故A错误；若改用红色光射入，频率变小，折射率变小，折射角不变，根据可知，入射角变小，故B正确，C错误；如果改用频率更高的光，则折射率变大，折射角不变，根据，入射角变大，故D错误.
5．【知识点】分子势能随分子间距离变化的图像问题
【答案】C
【解析】本题考查分子力和分子势能.取无穷远处分子势能，在时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙为分子势能与分子间距离的关系图线，故错误；当时，分子间作用力表现为引力，随距离增大，分子间作用力做负功，故错误，正确；当时，分子间作用力为零，随着分子间距离从接近于零开始增大到无穷远，分子间作用力先减小后增大再减小，故错误.
6．【知识点】气体状态变化问题-U型管模型
【答案】B
【详解】设大气压强为，水银密度为，空气柱B的压强为，若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，先假设左边水银面都不动，由于右管变大，B气体下面的水银上升，使得B气体压强变大，从而使B气体上面的水银向上移动，使得减小，最终稳定时有，由于，可得，，可知左侧水银面高度差减小，空气柱B的压强减小，右侧水银面高度差减小，B正确，CD错误；空气柱B发生等温变化，根据玻意耳定律，由于空气柱B的压强减小，所以空气柱B的体积增大，空气柱B的长度增大，A错误。
7．【知识点】热力学第一定律及其应用、热力学第二定律及其应用
【答案】BD
【解析】由于气闸舱B内为真空，可知气体进入气闸舱B的过程中不对外做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据热力学第一定律，可知内能不变，故A错误；因为内能不变，故温度不变，平均动能不变，因为气闸舱B内为真空，根据玻意耳定律可知（定值），可知扩散后体积增大，压强减小，所以气体的密集程度减小，根据气体压强的微观意义可知，气体分子单位时间内对舱壁单位面积碰撞的次数将减少，故B、D正确；根据熵增原理可知，一切宏观热现象均具有方向性，故气闸舱B中气体不可能自发地全部退回到座舱A中，故C错误．
8．【知识点】全反射原理及其应用
【答案】BD
【详解】A．根据光的折射规律，昆虫反射的光从空气进入水中，折射角小于入射角，射水鱼逆着折射光线看去，看到的是昆虫的虚像，虚像的位置在昆虫实际位置的上方，A错误；
B．当光从水射向气泡时，一部分光在界面处发生全反射，使得反射光增强，所以水中的气泡看上去特别明亮，这是光的全反射现象引起的，B正确；
C．肥皂泡看起来常常是彩色的，是因为肥皂泡的薄膜前后表面的反射光相互干涉，形成了干涉条纹，并非光的色散现象，C错误；
D．“泊松亮斑”是光照射到不透明的小圆板上，在圆板后面的光屏上中心出现一个亮斑，这是光绕过障碍物传播的现象，说明光能发生衍射，D正确。
选BD。
9．【知识点】光的折射定律及其应用、干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】BD
【详解】光路图如图所示：
根据，由于可知下方光线为光1，A错误；据对称关系，光1和光2通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差，而，，联立解得，B正确；由几何关系可知，若光线1恰好从左侧第一个棱镜斜面射出，则，解得，为使光1和光2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，则，C错误；由于可知光线1的波长小于光线2的波长，因此光1对应的干涉条纹间距更小，D正确。
10．【知识点】利用理想状态方程解决问题
【答案】BD
【详解】压缩冲程中，柱塞对气缸内气体做正功，柱塞的机械能转化为气体内能，气缸内气体内能增大（点拨：压缩过程时间比较短，可以认为系统没有和外界发生热交换），气缸内气体温度升高，错误，正确；做功冲程中，气缸内气体对柱塞做正功，将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少，气缸内气体温度降低，气缸内气体质量不变，根据理想气体状态方程，气体体积增大，温度降低，可知气体压强变小，错误、正确。
【一题多解】
压强的微观解释
C选项也可由压强的微观解释来分析，气体体积增大，分子密集程度降低，温度降低，分子平均撞击速率与分子平均动能都减小，所以压强减小，C错误。
11．【知识点】干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】横波，先减弱后增强，干涉，几乎相等，变大
【详解】（1）根据题意可知在旋转偏振片后接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于横波；
若从接受的信号最强开始旋转的过程中，接受的信号强度变化情况是先减弱后增强；
（2）在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化，这种现象是电磁波的干涉现象。
根据双缝干涉条纹间距公式，可知接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离几乎相等；
根据双缝干涉条纹间距公式，若双缝的两条缝之间距离减小，可知接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离变大。
12．【知识点】气体的等容变化与查理定律
【答案】(1)向上；(2)③；(3)，
【详解】（1）将烧瓶浸入热水中，烧瓶中气体温度升高，压强增大，要使管水银液面处于位置，则应将管向上调节。
（2）若温度过高出现漏气现象，会导致烧瓶中气体压强减小，从而导致、两管压强差减小，因此两管水银液面高度差减小，图2中的图像末段应为曲线③。
（3）根据、两管压强平衡，初状态有，末状态有，烧瓶中气体由等容变化得，联立解得，由图2图线可得，，所以，。
13．【知识点】气体等温变化与玻意耳定律
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）装置在水面时，，
下潜至水深时，
由玻意耳定律可得，
解得，
且，
解得。
（2）当细绳松弛时，
解得，
由玻意耳定律可得，
且，
解得，
根据，
水压，
水深为。
14．【知识点】变质量气体状态变化问题
【答案】(1)380 Pa；(2)2.0 × 10 3 m3
【详解】（1）以负压舱内气体为研究对象，体积不变，初态，，末态压强为p2，温度为，由查理定律可得，解得，此时舱内外压强差。
（2）初状态下，温度，体积，充入气体压强p′ = 0.9705 × 105 Pa，充入体积为ΔV，末状态气体压强，根据玻意耳定律得，解得。
15．【知识点】一定质量的气体多过程状态变化问题
【答案】（1）
（2） 见解析
【解析】
（1） 对汽缸受力分析，当温度升高时，气体膨胀，活塞触发汽缸顶部压力传感器之前，汽缸内气体压强保持不变，根据盖-吕萨克定律有…………1分解得最高温度…………1分当温度降低时，气体压缩，活塞触发距离汽缸底部处的压力传感器之前，汽缸内压强保持不变，根据盖-吕萨克定律有…………1分解得最低温度…………1分
（2）当温度低于，对汽缸受力分析有…………1分根据查理定律有…………1分联立解得…………1分当温度高于，对汽缸受力分析有…………1分根据查理定律有…………1分联立解得…………1分
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页暑期综合提高练习（十）光学热学综合5——2025-2026年高中物理新高三年级暑期强化训练
选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．可通过“气相外延法”，在高温下将气态杂质五价磷元素通入反应室，使杂质气体在硅片表面沉积并形成掺杂层制成型半导体，下列说法正确的是（ ）
A．硅片表面形成掺杂层后物理性质为各向同性
B．此时磷的分子平均动能比硅的大
C．磷元素掺入硅片后将停止无规则运动
D．高温环境是为了加快磷元素掺入硅片的速度
2．(理想气体·应用)自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,下列说法中正确的是 (　　)
A．体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C．因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D．温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
3．关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是（ ）
图（1） 图（2） 图（3） 图（4）
A．图（1）中水黾停在水面上是因为浮力作用
B．图（2）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃
C．图（3）中固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图（3）空白所示，说明固体薄片是多晶体
D．图（4）中食盐晶体的原子是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，因此每个原子都是静止不动的
4．小明将海边拾到的漂流瓶竖直放入热水中（如图所示），以便打开瓶塞.瓶塞的质量为，横截面积为，瓶内密闭气体的压强等于此时外界大气压强、温度为摄氏温度；当瓶子被置于热水中一段时间后，气体的温度为摄氏温度，瓶塞恰好能移动.时的热力学温度为，重力加速度为，不考虑瓶子的容积变化.瓶塞所受最大静摩擦力大小为（ ）
A． B．
C． D．
5．氦气是惰性气体，有众多应用，如气球、深海潜水、低温技术、火箭燃料增压、安全气囊等.工人师傅在压强为、温度为生产氦气球的车间里，用一个压强为、体积为的氦气罐给气球充气，每个气球需要充入氦气，充气后压强等于，假设充气前后气球和氦气罐温度都与车间温度相同，氦气可视为理想气体，不计充气过程中的漏气和气球内原有的气体，以下说法正确的是（ ）
A．用一个氦气罐可以充出398个符合要求的气球
B．用一个氦气罐可以充出199个符合要求的气球
C．用氦气罐给气球充气过程中，氦气内能增加
D．用氦气罐给气球充气过程中，氦气向外界释放热量
6．一氧气瓶内氧气压强为12个标准大气压、温度为27℃，快速（时间很短）放出了适量氧气后，此时瓶内氧气压强为8个标准大气压、温度为17℃，氧气可视为理想气体，则下列说法正确的是（　　）
A．氧气瓶放出了适量氧气后，瓶内氧气的密度不变
B．此过程中放出的氧气质量是原有气体质量的
C．氧气瓶内的氧气单位时间内撞击瓶壁的次数变少了
D．由于温度降低氧气瓶内每个气体分子的速度都变小了
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．对于下列四幅图描述说明正确的是 (　　)
图(a)　水中炭粒每隔30 s运动位置连线 图(b)　石墨的微观结构
图(c)　毛细现象 图(d)　氧气分子的速率分布情况
A．由图(a)可知，水分子在短时间内的运动是规则的
B．由图(b)可知，石墨中碳原子排列具有空间上的周期性
C．由图(c)可知，管的内径越大，毛细现象越明显
D．由图(d)可知，温度越高，分子的热运动越剧烈
8．两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A．在阶段，做正功，分子动能增加，势能减小
B．在阶段，做负功，分子动能减小，势能也减小
C．在时，分子引力和分子斥力不存在
D．在阶段，分子力先变大后变小
9．钛金属阳极氧化工艺是一种在金属及其合金表面通过电解使其表面形成氧化膜的技术。通过控制电压可以改变薄膜的厚度，自然光照射在工件表面时，光线在薄膜前后表面发生反射，工件就显示出不同的颜色。关于该现象，下列说法正确的是（ ）
A．这是光的干涉现象
B．这是光的衍射现象
C．薄膜各处厚度不均匀的话，工件看上去是白色的
D．薄膜各处厚度不均匀的话，工件看上去是彩色的
10．如图所示,一定质量的理想气体从状态开始,经历过程①②到达状态,其图像如图所示,虚曲线为等温线。则（ ）
A． 在状态,气体体积为
B． 过程①中,气体对外做功,内能减小
C． 过程②中,气体对外放热
D． 经历过程①②到达状态,气体吸收的热量为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．（6分）某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下：
甲
①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器；
②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连；
③将适量热水（约）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中；
④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为部分图线.
乙
（1）在实验误差允许的范围内，所得的图像是一条直线，说明一定质量的气体，在体积不变时 （填正确答案标号）.
A．压强与摄氏温度成正比 B．压强与摄氏温度成一次函数
（2）若实验过程中有少量气体缓慢逸出，则所得图像为 （填正确答案标号）.
A． B．
（3）另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验，现用计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个坐标系上，则得到的图像可能是
（填正确答案标号）.
A． B． C．
12．如图所示，水银柱将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的容器内，粗管横截面积是细管的3倍，水银柱的上表面正好与粗管上端口齐平。大气压强为，封闭气体的压强为，水银柱的上下长度为L，封闭气体的上下长度为4L，温度为。
(1)缓慢的给封闭气体加热，当水银柱刚好全部进入细管中，此时气体的温度为，求的大小；
(2)设细管的横截面积为S，当气体的温度再缓慢由变成的过程中，求气体对外界做的功为多少。
13．如图所示，一导热性能良好的圆柱形汽缸开口向上竖直固定，将一质量为m、密封良好且厚度不计的活塞从汽缸顶部水平缓慢释放，活塞静止时下降了L。然后将一质量为m的物块轻放在活塞上，活塞静止时又下降了0.5L。缸内气体可视为理想气体，外界大气压和环境温度保持不变，重力加速度为g，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。
(1)求汽缸内的深度h；
(2)现用外力将物块和活塞缓慢下压L后，再由静止释放，求释放瞬时活塞与物块之间的作用力大小。
14．如图所示，用透明介质材料制成长方体棱镜，棱镜上下表面是边长为的正方形，棱镜的高为，、分别为棱镜上下表面的中心；在棱镜上表面有一个以为球心、半径为的半球形凹坑，棱镜的4个侧面及底面均涂有吸光材料。在处放置一单色点光源，光源发出的光只能从上表面射出，射到其他面上的光线均被吸收。已知棱镜上表面有光射出的位置离球心的最大距离为，球冠表面积公式为，其中为球冠所在球面的半径，为球冠的高，求
(1)该介质材料的折射率；
(2)在半球面上有折射光线射出的区域（球冠）表面积。
15．如图所示，某同学用内部容积为的胶头滴管吸取某溶液做实验。该同学开始把空的胶头滴管竖直插入溶液中（胶头滴管内没有空气溢出），不挤压胶帽的情况下，胶头滴管下方玻璃管内液面比外液面高度低；现在挤压胶帽吸取溶液后（胶帽恢复原状），玻璃管内内液面比外液面高度高，此时胶头滴管刻度显示吸取液体体积为。已知大气压强为，溶液密度为ρ，重力加速度大小为g，胶头滴管内空气看做理想气体，忽略温度变化。求：
(1)胶头滴管竖直插入溶液后（不挤压胶帽），进入玻璃管溶液的体积；
(2)挤压胶帽吸取溶液时，溢出的空气质量与原胶头滴管内空气总质量的比值。
参考答案
1．【知识点】晶体的微观结构和特点
【答案】D
【详解】硅片表面掺入少量杂质磷，形成掺杂层后内部分子仍有规则排列，属于单晶体（点拨：单晶体具有各向异性），错误；温度相同时磷和硅的分子平均动能相等（点拨：温度高低是分子平均动能大小的标志），错误；热运动是永不停止的无规则运动，错误；温度越高，热运动越剧烈，扩散的速度越快，正确。
【情境应用】 本题以通过“气相外延法”形成掺杂层、制成型半导体为情境，考查学生对晶体与非晶体以及分子动理论相关知识的理解，体现了我国科技上的进步与发展，增强学生关注科技的意识。
2．【知识点】分子运动速率分布图像、气体压强的微观解释
【答案】D
【解析】密闭容器中的氢气，分子总数恒定，当体积增加时，氢气分子的密集程度减小，A错误；压强增加可能是因为氢气分子平均动能增大或密集程度增大，与氢气分子之间斥力无关，B错误；理想气体是物理学中为了简化问题而引入的一个理想模型，实际生活中不存在，通常情况下，只要实际气体的压强不太大、温度不太低，都可以当成理想气体来处理，C错误；根据速率分布图像可知，温度变化时，气体分子各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，D正确.
3．【知识点】晶体和非晶体的区分、浸润、不浸润及毛细现象、液体的表面张力
【答案】B
【解析】本题考查固体和液体的性质.题图（1）中水黾停在水面上是因为表面张力的作用，故错误；题图（2）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银与玻璃的接触面具有收缩趋势，水银不浸润玻璃，故正确；题图（3）中固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如题图（3）空白所示，说明固体薄片是单晶体，故错误；题图（4）中食盐晶体的原子是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，每个原子都在平衡位置附近振动，故错误.
4．【知识点】气体的等容变化与查理定律
【答案】D
【解析】本题考查活塞封闭气体压强的计算和气体实验定律.气体的温度为摄氏温度时，瓶塞恰好能移动，设此时瓶内气体的压强为，则，瓶内温度变化时，瓶内气体的体积不变，根据查理定律有，解得，故正确，、、错误.
5．【知识点】变质量气体状态变化问题、热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】B
【解析】本题考查罐气问题.氦气罐体积，压强，每个气球充满气的体积，压强，由玻意耳定律可得，解得，所以每个罐子可以充气球199个，故错误，正确；对充入气球内的氦气，从氦气罐内到气球内的过程，体积增大，对外做功，不计温度变化，将氦气视为理想气体，则内能不变，根据热力学第一定律，其中，为负值，则为正值，气体吸热，故、错误.
6．【知识点】理想气体与理想气体状态方程
【答案】C
【详解】氧气瓶中的氧气在使用过程中，质量减小，因为是气体能够充满整个空间，所以体积不变，可知其密度减小，A错误；根据理想气体状态方程，可得，解得，则此过程中放出的氧气质量是原有氧气质量的，B错误；氧气瓶内的氧气压强减小，温度降低，分子平均速率减小，质量减小，体积不变，分子数密度减小，单位时间内撞击氧气瓶的次数变少了，C正确；温度降低氧气瓶内氧气分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速度都变小，D错误。
7．【知识点】布朗运动
【答案】BD　
【解析】炭粒的运动为布朗运动，反映了水分子永不停息地做无规则运动，A错误；石墨的微观结构显示了碳原子排列具有空间上的周期性，B正确；管的内径越小，毛细现象越明显，C错误；温度越高，分子热运动越剧烈，D正确。
8．【知识点】分子势能随分子间距离变化的图像问题
【答案】AD
【解析】本题考查分子力与距离的关系.在阶段，分子之间为引力作用，互相靠近时引力做正功，分子动能增加，分子势能减小，故正确；在阶段，分子之间为斥力作用，互相靠近时引力做负功，分子动能减小，分子势能增加，故错误；在时，分子引力和分子斥力大小相等，故错误；由题图可知，在阶段，分子力先变大后变小，故正确.
9．【知识点】薄膜干涉
【答案】AD
【详解】AB．薄膜前后表面反射的光线进行叠加后有的波长的光增强，有的波长的光减弱，这是干涉现象，选项A正确、B错误；
CD．薄膜各处厚度不同，不同的光得到增强，工件显示出不同的颜色，选项C错误、D正确。
选AD。
10．【知识点】气体的p-V图像问题
【答案】ACD
【详解】虚曲线为等温线，根据玻意耳定律有，可得，根据图像可知，正确；过程①的压强不变，气体体积增大，气体对外做功，根据盖-吕萨克定律可知气体温度升高，所以气体的内能增大，错误；过程②的气体体积不变，气体对外不做功，外界对气体不做功，根据查理定律可知气体温度降低，所以气体的内能减小，根据热力学第一定律可知气体对外放热，正确；理想气体的图像与横轴围成的面积表示气体与外界所做的功，经历过程①②到达状态，气体对外做功为，气体温度不变，则气体内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸收的热量为，正确。
11．【知识点】气体的等容变化与查理定律
【答案】（1）B
（2）B
（3）C
【解析】（1）根据查理定律有，其中为与气体的质量成正比的常量，且温度为热力学温度，则有，则有，压强与摄氏温度成一次函数，故选.
（2）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有，其中与气体的质量成正比，当有气体逸出时，减小，则图像上的点与点连线的斜率减小，因为本实验中气体的温度是逐渐降低的，故图像从右向左斜率减小，故选.
（3）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有，其中与气体的质量成正比，则一定质量的气体在体积不变时，其图像与轴的交点坐标均为，只有第三个选择项符合要求，故选.
12．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等压变化与盖—吕萨克定律
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）水银柱全部在粗管中，上下长度为L，根据题意水银柱对应的压强为，当水银柱刚好全部进入细管中，水银柱的上下长度为3L，水银柱对应的压强为，由理想气体状态方程可得
解得
（2）气体的温度再缓慢由变成的过程中，设气体体积的增加量为，气体做等压变化，则有
根据功的定义可得气体对外界做的功
联立解得
13．【知识点】气体等温变化与玻意耳定律
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）设活塞面积为S，外界大气压强为，活塞第1次静止时，，活塞第2次静止时，，联立解得，。
（2）用外力将物块和活塞下压L并静止时，解得，释放瞬时，活塞与物块的加速度，此时，活塞对物块的作用力大小，联立解得。
14．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）光源发出的光在棱镜中传播的光路图如图所示
在最远点刚好发生全反射，有：
由全反射定律得：
解得：
（2）从点发出的光在球面上点恰好发生全反射，则，
由正弦定律得：
解得：
由几何关系得：
所以从半球面上有折射光线射出的区域面积为：
【方法总结】解答全反射类问题的技巧：
(1)根据题意画出光的折射或恰好发生全反射的光路图．
(2)作图时找出具有代表性的光线，如符合边界条件的临界光线等．
(3)利用平面几何知识分析线、角关系，找出入射角、折射角或临界角．注意入射角、折射角均以法线为标准．
(4)以刚好发生全反射的光线为比较对象，来判断光线是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图．
15．【知识点】变质量气体状态变化问题
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）以胶头滴管内空气为研究对象，没有插入溶液作为初状态：压强为，体积为，插入溶液后（不挤压胶帽）作为末状态；由玻璃管内外液面高度差知，气体压强为；由玻意耳定律知，解得，则进入玻璃管溶液的体积
（2）以胶头滴管内空气为研究对象，没有插入溶液作为初状态：压强为，体积为
挤压胶帽吸取溶液后（胶帽恢复原状）作为末状态；由玻璃管内外液面高度差知，气体压强为；胶头滴管内剩余空气体积为，设在与末状态同温同压情况下，溢出空气体积为，由玻意耳定律知，解得，则溢出的空气质量与原胶头滴管内空气总质量的比值为
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页

展开更多......

收起↑