专题十三 热学、光学 专项训练 -2025届高考物理二轮复习（B卷-练重难）

专题十三 热学、光学（B卷-练重难） 1.一定质量的理想气体由状态a变化到状态b的过程中，体积V随热力学温度T变化的图像如图所示。已知气体在状态b的压强为，从状态a变化到状态b气体吸收的热量为，则该过程中气体的内能增加了( ) A. B. C. D. 2.某同学制作了一个小型喷泉装置，如图甲所示两个瓶子均用瓶塞密闭，两瓶用弯管连通，左瓶插有两端开口的直管.左瓶装满水，右瓶充满空气。用沸水浇右瓶时，左瓶直管有水喷出，如图乙所示，水喷出的过程中，装置内的气体( ) A.内能比浇水前大 B.压强与浇水前相等 C.所有分子的动能都比浇水前大 D.对水做的功等于水重力势能的增量 3.汽车轮胎压力表的示数为轮胎内部气体压强与外部大气压强的差值。一汽车在平原地区行驶时，压力表示数为（是1个标准大气压），轮胎内部气体温度为315K，外部大气压强为。该汽车在某高原地区行驶时，压力表示数为，轮胎内部气体温度为280K。轮胎内部气体视为理想气体，轮胎内体积不变且不漏气，则该高原地区的大气压强为( ) A. B. C. D. 4.如图，纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线I和II为一定质量某种理想气体在两种温度下的与分子速率v的关系图像。比较曲线I和II，下列说法正确的是( ) A.曲线I对应的气体温度更高 B.曲线I和II对应的气体内能相等 C.曲线I与横轴所围的面积更大 D.曲线I对应的气体分子平均速率更小 5.氢原子能级图如图所示，大量处于的激发态氢原子向低能级跃迁时，会辐射出不同频率的光，用这些光照射金属锡，已知金属锡的逸出功为，关于这些辐射出的光，下列说法正确的是( ) A.跃迁中有6种不同频率的光 B.只有1种频率的光能使锡发生光电效应 C.对同一种介质，a光的临界角小于b光的临界角 D.用同一装置进行双缝实验，a光干涉条纹的宽度大于b光干涉条纹的宽度 6.如图所示为一圆柱形玻璃砖的截面，O为圆心，AB为一条直径，光线a、b均从C点射入，光线a平行于AB，光线b与光线a的夹角，两条光线的折射光线均经过B点，，则光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比为( ) A. B. C. D. 7.某城市喷泉灯光秀场中的水下固定一环状形彩灯（如图所示），彩灯表面与水面平行，当彩灯发出黄光时，调节灯面距水面的深度到时，恰能使从水面透出光的区域呈一半径为的圆面形区域。水对黄光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是( ) A.环状彩灯的宽度d为3cm B.彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为 C.若彩灯发出红光，则水面透光区域将变小 D.水面观察者观察到彩灯的深度比实际深度深，且与观察者的位置有关 8.如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是( ) A.光的折射 B.光的全反射 C.光的干涉 D.光的衍射 9.沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大气层不同高度空气的温度不同造成的，已知空气的折射率随温度升高而减小。下列图中能正确描述蜃景现象的是( ) A. B. C. D. 10.彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，关于a光和b光的说法中，正确的是( ) A.在真空中传播时，a光的波长更长 B.在水滴中，a光的传播速度小 C.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距小 D.从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小 答案以及解析 1.答案：B 解析：设气体在300K时的压强为p，从300K到400K为等容变化，则有 解得 由图像可知，气体从200K到300K为等压膨胀，气体对外做功为 从300K到400K气体做功为零，根据热力学第一定律可知，气体内能变化为 故选B。 2.答案：A 解析：A.用沸水浇右瓶时，装置内气体的温度升高，所以内能增大，故A正确；B.水能喷出的原因就是装置内气体的压强增大，故B错误；C.装置内气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，故C错误；D.水喷出时有动能，故瓶内气体对水做的功等于水动能的增量和重力势能增量之和，故D错误。故选A。 3.答案：B 解析：根据题意可知：在平原地区时，轮胎内部压强为，温度，设在高原地区轮胎内部压强为，温度，轮胎做等容变化，根据，解得，该高原地区的大气压强，故选B。 4.答案：D 解析：ABD.气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最大峰值向速度较大的方向移动；故曲线I对应的气体温度更低；对应气体内能小，分子的平均速率也较小，故AB错误，D正确； C.在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即两条曲线下面积相等，故C错误； 故选D。 5.答案：C 解析：A.跃迁中共可以释放光的种类数为 故A项错误； B.由光电效应可知，若要使锡发生光电效应，则光子的能量应该大于逸出功，则跃迁中释放的3种光的能量分别为 所以有两种光可以使锡发生光电效应，故B项错误； C.由于光子的能量为 由之前的分析可是a光的能量大于b光的能量，所以a光的频率大于b光的频率。即a光的折射率大于b光的折射率，由于临界角有 所以b光的临界角大于a光的临界角，故C项正确； D.由于a光的频率大，所以a光的波长小，干涉的条纹间距为 所以a光的条纹间距小，故D项错误。 故选C。 6.答案：B 解析：如图所示 根据几何关系可得 根据折射定律 光线在玻璃中传播的速度 设长为l，则光线在玻璃中传播的时间 联立可得光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比 故选B。 7.答案：A 解析：A.根据题意作出刚好发生全反射光路图如图所示 根据几何关系可得 又 联立解得环状彩灯的宽度为 故A正确； B.彩灯发出的黄光射出水面的最长距离为 黄光在水中的传播速度为 则彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为 联立解得 故B错误； C.若彩灯发出红光，由于水滴红光的折射率小于对黄光的折射率，所以红光发生全反射的临界角较大，根据几何关系可知，水面透光区域的半径变大，则水面透光区域变大，故C错误； D.由于光线从水中射出空气时的折射角大于入射角，如图所示 可知水面观察者沿折射光线看到彩灯的深度比实际深度浅，且与观察者的位置有关，故D错误。 故选A。 8.答案：B 解析：光在自行车后尾灯内部发生了全反射，因此看起来特别明亮。 故选B。 9.答案：A 解析：AB.太阳照到沙地上，接近地面的热空气比上层空气的密度小，折射率也小。从远处物体射向地面的光，进入折射率较小的热空气层时被折射，当入射角大于临界角时发生全反射，人们逆着反射光看去，就会在看到远处物体的倒立的虚像，如图1。选项A正确，B错误； CD.太阳照到海面上，接近海面的冷空气比上层空气的密度大，折射率也大。从远处物体射向大气层的光，进入折射率较小的热空气层时被折射，当入射角大于临界角时发生全反射，人们逆着反射光看去，就会在看到远处物体的正立的虚像，如图2。选项CD错误。 故选A。 10.答案：B 解析：A.a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，由折射定律可知折射率因为折射率大的光的频率高，所以频率有根据得在真空中传播时，a、b波长的关系为故A错误；B.根据折射定律得所以两束光在水滴中的传播速度关系为故B正确;C.根据双缝干涉条纹间距公式知，b光的相邻条纹间距大，故C错误;D.根据临界角与折射率的关系可知，b光的临界角大于a光的临界角，故D错误。故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$