专题04 热学、光学和近代物理（安徽专用）-【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题04 热学、光学和近代物理 热学 一、单选题 1．（2025·安徽黄山·一模）对下列物理现象理解正确的是（　　） A．A图是光的衍射现象 B．B图中布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动 C．C图是光的干涉现象 D．D图中射线①是射线 【答案】B 【详解】A．肥皂膜上出现彩色条纹时光的干涉现象，不是光的衍射现象，A错误； B．布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动，B正确； C．单色光通过单缝形成明暗相间的条纹，中间亮条纹较宽，是光的衍射现象，C错误； D．根据三种射线在磁场中的偏转情况可知，射线①是射线，D错误。 故选B。 二、解答题 2．（2025·安徽·一模）有人设计了一种如图所示的测温装置，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，玻璃泡中封有一定量的气体，玻璃管下端插入水银中，通过管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度。已知在标准大气压为76cmHg的环境下，热力学温度T1=300K时，玻璃管内水银面的高度为x=20.0cm。假设玻璃管的体积与玻璃泡的体积相比可略去不计。 (1)若玻璃管内水银面的高度为22.8cm，求环境的热力学温度； (2)某同学将该装置拿到黄山某山峰顶，环境的热力学温度为285K，他发现管内水银面的高度为7.3cm，通过计算估算该山峰的海拔。（已知海拔3000m以内，每升高120m，大气压减小约1cmHg） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，该过程为等容变化，初状态， 末状态 根据查理定律则有 代入数据解得 （2）由题意可知，该过程为等容变化，初状态， 末状态， 根据查理定律则有 解得 该山峰的海拔高度为 3．（2025·安徽·一模）理发店内的气动升降椅，其升降由气囊式汽缸实现。其原理是在一个密闭的汽缸内充入气体，使汽缸内的压强为大气压的几倍或者十几倍，利用气体可压缩来实现弹性作用。如图所示，汽缸横截面积，内部气体压强为（大气压强），未承重时空气柱长度，密闭汽缸导热性能良好。现由于承重变化，导致活塞（气动杆和椅面）下降2cm。缸内气体可视为理想气体，温度保持不变，忽略摩擦阻力。求： (1)椅面承受的压力增加了多少？ (2)为了使椅面恢复到原来的位置，需要充入一个大气压下的气体体积为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）离地间隙减小2cm，空气柱长度变为，压强为，根据等温方程 解得 椅面承受的压力增加了 （2）设需要充入一个大气压下的气体体积为，温度不变， 解得 4．（2025·安徽·一模）如图所示，导热汽缸A和绝热汽缸B分别用两个绝热活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，两汽缸均固定在倾角为的斜面上，活塞中间有一轻质刚性杆连接。初始时汽缸A、B内的光滑活塞均位于汽缸的正中央，活塞质量分别为m和2m（m为未知量），横截面积分别为S和2S，汽缸长度均为L，B汽缸内气体初始压强为，温度为。若大气压强为，且满足，g为重力加速度，环境温度不变。求： (1)A汽缸封闭气体的压强及杆的作用力大小； (2)现缓慢加热B汽缸中的气体温度至，则此时A汽缸气柱长度与压强分别为多少。 【答案】(1)2.5p0， (2)， 【详解】（1）设汽缸A、B中气体的初始压强分别为、，杆的作用力大小为F，对两活塞由整体法，则有，， 联立解得 隔离上方大活塞，则有 解得 （2）设B汽缸气体升温后的长度为，压强为；A汽缸气体后来的长度为，A中气体压强为，对两活塞由整体法 B气体由理想气体状态方程 A气体发生等温变化，由玻意耳定律 由几何长度关系 联立以上各式解得， 5．（2025·安徽黄山·一模）已知外部环境温度为0℃，大气压强为750mmHg，该环境下1mol气体的体积是22.4L，阿伏伽德罗常数。假设某运动员放松情况下肺内气体体积约为3.5L，该运动员某次深呼吸吸入外部空气的体积。则： (1)求该次吸入的空气分子总数；（结果取一位有效数字） (2)已知运动员肺部的温度恒为37℃，吸气时扩张肺部，大气压把新鲜的外部空气通过鼻喉等升温至37℃压入肺内，并迅速达到内外的气压平衡。求运动员该次深呼吸后肺内气体增加的体积； (3)已知运动员在呼吸时能承受的内外气压差的最大值是150mmHg。此次吸气后，运动员屏住呼吸并收缩肺部，求肺内气体体积能达到的最小值。 【答案】(1)7×1022个 (2)3.1 L (3)5.5 L 【详解】（1）该次吸入的空气分子总数为 （2）外部环境温度 T1=273K ，肺内的温度 T2=310K，研究外部V0=2.73L 的空气，吸入肺部后温度迅速上升到肺部内的温度，发生等压变化 解得 （3）研究吸入后肺内的总气体，收缩过程发生等温变化 其中V 为吸气后通过收缩肺部达到肺部气体体积的最小值，联立可得 V = 5.5L 光学 一、单选题 1．（2025·安徽·一模）激光雷达是集“激光”“全球定位系统”和“惯性导航系统”三种技术于一身的系统，它是无人驾驶和低空经济快速发展的基石。下列关于激光和雷达等的说法错误的是（　　） A．科学家利用激光技术测量月球与地球间的距离，误差精确到厘米级，这里用到了激光平行度好的特性 B．在双缝干涉实验中，只将入射光由绿光变为红光，两相邻亮条纹的中心间距会变窄 C．激光雷达信号从空气射入折射率为的液体，速度大小变为原来的 D．光纤通信是利用激光在光纤中全反射来实现远距离信号传输的 【答案】B 【详解】A．激光测距误差在厘米级，主要用到了激光平行度好的特性，故A正确，不符合题意； B．在双缝干涉实验中，只将入射光由绿光变为红光，由于红光的波长比绿光的波长长，由相邻亮条纹或暗条纹的间距公式可知，两相邻亮条纹的中心间距变宽，故B错误，符合题意； C．根据可知，激光雷达信号从空气射向折射率为的液体速度变为原来的，故C正确，不符合题意； D．光纤通信是利用激光在光纤中全反射来实现远距离信号传输的，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．（2025·安徽·一模）如图所示，用透明材料制成的长方体，高为 h，上表面是边长为的正方形。底面正中央有一单色点光源S，从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面射出，则该材料的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】如图所示 从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面直接射出，点光源在上表面的射出范围形成一个外接圆，由几何关系可知，外接圆半径为R=h，全反射的临界角为。由，折射率为 故选B。 3．（2025·安徽·一模）如图所示为一款新型玻璃艺术灯具，灯具为一正四棱柱，在底面中心有一点光源。已知该玻璃灯具的折射率为，若在上表面刚好全部有光射出，则正四棱柱的高与上下底面棱长的比值为（　　） A． B． C． D．2 【答案】C 【详解】由题中上表面刚好全部有光射出，即光在正四棱柱顶点处发生全反射，如图所示 图中角度恰好为临界角，则 即 设正四棱柱的高为h，上下底面的边长为a，根据几何关系 解得 故选C。 4．（2025·安徽黄山·一模）如图所示，一束单色光从真空射入某介质，入射光线与法线夹角为，折射光线与法线夹角为，下列说法正确的是（　　） A．该介质的折射率为 B．光的传播速度变大 C．光子的能量变小 D．调整该单色光的入射角度不可能发生全反射现象 【答案】D 【详解】A．根据光的折射定律可知 故A错误； B．光在介质中的速度为 可知光的传播速度变小，故B错误； C．光进入介质后，频率不变，由可知光子频率不变，能量也不变，故C错误； D．全反射的条件一是‌光必须从光密介质射入光疏介质‌，二是入射角必须大于或等于临界角，光从真空射向某种介质，是由光疏介质射入光密介质，所以在分界面上不会发生全反射现象，故D正确。 故选D。 二、解答题 5．（2025·安徽淮北·一模）某实验小组研究一块半圆柱形玻璃砖的折射率。半圆柱形玻璃砖的半径，其横截面如图所示，O点为圆心，为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点。使用激光笔沿半径方向发射一细光束射向圆心O点，当入射光线与夹角，光屏PQ上出现两个光点，经测量，这两个光点之间的距离为。 (1)求半圆形玻璃砖的折射率n。 (2)保持光线始终沿半径方向，将激光笔逆时针缓慢转动，当光屏PQ上只有一个光点时停止转动，此时光点距N的距离是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光路图如图所示。 折射率 其中 由几何关系可得，， 解得 （2）保持光线始终沿半径方向逆时针级慢转动液光笔，当光屏 PQ上只有一个光点时，光发生全反射。光路图如图。 则， 解得 光点距N的距离 近代物理 一、单选题 1．（2025·安徽·一模）中国科学院合肥物质科学研究院托卡马克核聚变实验装置在实验中成功实现了1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，这创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应方程为，则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】反应过程中其电荷数以及质量数是守恒的，故， 解得 故选A。 2．（2025·安徽·一模）钾是一种自然存在的放射性同位素，可以发生和两种衰变。发生衰变的核反应方程为，释放的核能为；发生衰变的核反应方程为，释放的核能为，且。已知钾的比结合能为E，若测得实验室中发生衰变部分的钾质量为m，下列说法正确的是（　　） A．原子核的质量小于原子核的质量 B．原子核的质量大于原子核的质量 C．的比结合能为 D． 【答案】B 【详解】AB．由于两核反应释放的能量，由爱因斯坦质能方程可知，释放能量越多，质量亏损越大，故的质量大于的质量，A错误，B正确； C．设的比结合能为，由能量关系可得 解得 C错误； D．设的比结合能为，由能量关系满足 并无 D错误。 故选B。 3．（2025·安徽·一模）2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（　　） A．汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型 B．卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核内存在中子 C．原子核的电荷数就是其核子数 D．是原子核人工转变的核反应方程 【答案】D 【详解】A．卢瑟福提出了原子核式模型，故 A错误； B．查德威克在做粒子轰击物的实验中发现了中子，故B错误； C．原子核的电荷数就是核内的质子数，核子数等于中子数和质子数之和，故C错误； D．是原子核人工转变的核反应方程，选项D正确。 故选D。 4．（2025·安徽黄山·一模）大量基态氢原子被特定频率的光照射后，辐射出三种不同频率的光，如图为氢原子能级图，则入射光子的能量为（　　） A．10.2eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV 【答案】B 【详解】根据题意知氢原子受激发后辐射出3种频率的光，则由 解得 原子受激发后跃迁到能级，则入射光子的能量为 故选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 热学、光学和近代物理 热学 一、单选题 1．（2025·安徽黄山·一模）对下列物理现象理解正确的是（　　） A．A图是光的衍射现象 B．B图中布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动 C．C图是光的干涉现象 D．D图中射线①是射线 二、解答题 2．（2025·安徽·一模）有人设计了一种如图所示的测温装置，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，玻璃泡中封有一定量的气体，玻璃管下端插入水银中，通过管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度。已知在标准大气压为76cmHg的环境下，热力学温度T1=300K时，玻璃管内水银面的高度为x=20.0cm。假设玻璃管的体积与玻璃泡的体积相比可略去不计。 (1)若玻璃管内水银面的高度为22.8cm，求环境的热力学温度； (2)某同学将该装置拿到黄山某山峰顶，环境的热力学温度为285K，他发现管内水银面的高度为7.3cm，通过计算估算该山峰的海拔。（已知海拔3000m以内，每升高120m，大气压减小约1cmHg） 3．（2025·安徽·一模）理发店内的气动升降椅，其升降由气囊式汽缸实现。其原理是在一个密闭的汽缸内充入气体，使汽缸内的压强为大气压的几倍或者十几倍，利用气体可压缩来实现弹性作用。如图所示，汽缸横截面积，内部气体压强为（大气压强），未承重时空气柱长度，密闭汽缸导热性能良好。现由于承重变化，导致活塞（气动杆和椅面）下降2cm。缸内气体可视为理想气体，温度保持不变，忽略摩擦阻力。求： (1)椅面承受的压力增加了多少？ (2)为了使椅面恢复到原来的位置，需要充入一个大气压下的气体体积为多少？ 4．（2025·安徽·一模）如图所示，导热汽缸A和绝热汽缸B分别用两个绝热活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，两汽缸均固定在倾角为的斜面上，活塞中间有一轻质刚性杆连接。初始时汽缸A、B内的光滑活塞均位于汽缸的正中央，活塞质量分别为m和2m（m为未知量），横截面积分别为S和2S，汽缸长度均为L，B汽缸内气体初始压强为，温度为。若大气压强为，且满足，g为重力加速度，环境温度不变。求： (1)A汽缸封闭气体的压强及杆的作用力大小； (2)现缓慢加热B汽缸中的气体温度至，则此时A汽缸气柱长度与压强分别为多少。 5．（2025·安徽黄山·一模）已知外部环境温度为0℃，大气压强为750mmHg，该环境下1mol气体的体积是22.4L，阿伏伽德罗常数。假设某运动员放松情况下肺内气体体积约为3.5L，该运动员某次深呼吸吸入外部空气的体积。则： (1)求该次吸入的空气分子总数；（结果取一位有效数字） (2)已知运动员肺部的温度恒为37℃，吸气时扩张肺部，大气压把新鲜的外部空气通过鼻喉等升温至37℃压入肺内，并迅速达到内外的气压平衡。求运动员该次深呼吸后肺内气体增加的体积； (3)已知运动员在呼吸时能承受的内外气压差的最大值是150mmHg。此次吸气后，运动员屏住呼吸并收缩肺部，求肺内气体体积能达到的最小值。 光学 一、单选题 1．（2025·安徽·一模）激光雷达是集“激光”“全球定位系统”和“惯性导航系统”三种技术于一身的系统，它是无人驾驶和低空经济快速发展的基石。下列关于激光和雷达等的说法错误的是（　　） A．科学家利用激光技术测量月球与地球间的距离，误差精确到厘米级，这里用到了激光平行度好的特性 B．在双缝干涉实验中，只将入射光由绿光变为红光，两相邻亮条纹的中心间距会变窄 C．激光雷达信号从空气射入折射率为的液体，速度大小变为原来的 D．光纤通信是利用激光在光纤中全反射来实现远距离信号传输的 2．（2025·安徽·一模）如图所示，用透明材料制成的长方体，高为 h，上表面是边长为的正方形。底面正中央有一单色点光源S，从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面射出，则该材料的折射率为（　　） A． B． C． D． 3．（2025·安徽·一模）如图所示为一款新型玻璃艺术灯具，灯具为一正四棱柱，在底面中心有一点光源。已知该玻璃灯具的折射率为，若在上表面刚好全部有光射出，则正四棱柱的高与上下底面棱长的比值为（　　） A． B． C． D．2 4．（2025·安徽黄山·一模）如图所示，一束单色光从真空射入某介质，入射光线与法线夹角为，折射光线与法线夹角为，下列说法正确的是（　　） A．该介质的折射率为 B．光的传播速度变大 C．光子的能量变小 D．调整该单色光的入射角度不可能发生全反射现象 二、解答题 5．（2025·安徽淮北·一模）某实验小组研究一块半圆柱形玻璃砖的折射率。半圆柱形玻璃砖的半径，其横截面如图所示，O点为圆心，为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点。使用激光笔沿半径方向发射一细光束射向圆心O点，当入射光线与夹角，光屏PQ上出现两个光点，经测量，这两个光点之间的距离为。 (1)求半圆形玻璃砖的折射率n。 (2)保持光线始终沿半径方向，将激光笔逆时针缓慢转动，当光屏PQ上只有一个光点时停止转动，此时光点距N的距离是多少？ 近代物理 一、单选题 1．（2025·安徽·一模）中国科学院合肥物质科学研究院托卡马克核聚变实验装置在实验中成功实现了1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，这创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应方程为，则（　　） A． B． C． D． 2．（2025·安徽·一模）钾是一种自然存在的放射性同位素，可以发生和两种衰变。发生衰变的核反应方程为，释放的核能为；发生衰变的核反应方程为，释放的核能为，且。已知钾的比结合能为E，若测得实验室中发生衰变部分的钾质量为m，下列说法正确的是（　　） A．原子核的质量小于原子核的质量 B．原子核的质量大于原子核的质量 C．的比结合能为 D． 3．（2025·安徽·一模）2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（　　） A．汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型 B．卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核内存在中子 C．原子核的电荷数就是其核子数 D．是原子核人工转变的核反应方程 4．（2025·安徽黄山·一模）大量基态氢原子被特定频率的光照射后，辐射出三种不同频率的光，如图为氢原子能级图，则入射光子的能量为（　　） A．10.2eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$