专题08 热学 光学与近代物理（3大考点）（安徽专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题08 热学、光学与近代物理 热学 一、单选题 1．（2025·安徽·二模）实验小组用如图所示的装置探究气体压强的产生机理，将黄豆从秤盘上方一定高度处均匀连续倒在秤盘上，观察秤的指针摆动情况．下列说法正确的是（   ） A．模拟温度降低对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 B．模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高 C．模拟体积减小对气体压强的影响时，应将释放位置升高 D．模拟体积增大对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 2．（2025·安徽安庆·二模）一定质量的理想气体历经如图所示的循环过程，过程是等温过程，过程是等容过程，过程是等压过程。下列说法正确的是（　　） A．过程中气体的内能增加 B．过程中气体向外界放热 C．过程中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D．过程中外界对气体做的功等于过程中气体对外界做的功 3．（2025·安徽合肥·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a，经过等温过程ab到状态b，再经过等压过程bc到状态c，又经等容过程ca回到状态a。下列说法正确的是（　　） A．在过程ab中，气体的内能增加 B．在过程bc中，气体对外界做功 C．在过程ca中，气体对外界放热 D．在过程abca中，气体对外界做功 4．（2025·安徽黄山·二模）如图为一定质量的理想气体在a→b→c→a循环过程中气体压强随体积变化关系图像。ab的延长线过坐标原点，bc平行于p轴，曲线ca是双曲线的一部分，下列说法正确的是（　　） A．在状态c→状态a的过程中，气体内能减小 B．在状态a→状态b的过程中，气体分子热运动的平均动能不变 C．在状态b→状态c的过程中，气体分子数密度变大 D．在a→b→c→a的循环过程中，气体从外界吸收热量 二、解答题 5．（2025·安徽芜湖·二模）某型号汽油发动机结构如图甲所示。其工作过程可看成：燃烧室内气体经历反复膨胀和压缩。某次膨胀和压缩过程可简化为如图乙所示的图像，其中和为两个绝热过程。状态A气体的温度，压强，火花塞点火瞬间，燃烧室内气体的压强迅速增大到的状态B，然后，活塞被推动向下移动对外做功。在经历的绝热膨胀过程中，气体对外做功400J，温度降低了400℃，压强降低到120kPa，以上整个过程中燃烧室内的气体可视为理想气体且质量保持不变。 (1)求气体在状态B的温度； (2)求过程燃烧室内气体的内能变化量； (3)燃烧室内气体的最大体积与最小体积之比被称为压缩比k，它是发动机动力大小的一个标志。请计算该发动机的压缩比k。 6．（2025·安徽淮北·二模）济南趵突泉是中国著名的风景名胜，泉水一年四季恒定在18℃左右。严冬，水面上水气袅袅，像一层薄薄的烟雾，一边是泉池幽深，波光粼粼，一边是楼阁彩绘，雕梁画栋，构成了一幅奇妙的人间仙境。在水底有很多小孔冒出微小气泡，可以看到气泡在缓慢上升过程中体积逐渐变大且没有破裂。假设初始时小气泡（可视为理想气体）体积，气泡上升过程中内外压强相同。已知泉水水深，大气压强，水的密度，重力加速度g取。 (1)求气泡到达水面时的体积； (2)已知气泡上升过程中对外界做功，判断气泡是吸热还是放热，并求出热量的数值。 7．（2025·安徽滁州·二模）汽车悬挂系统是连接车轮和车身的重要部件，普通悬挂使用弹簧，而空气悬挂用汽缸、活塞代替了弹簧，提高了驾乘的舒适度。图示为某空气悬挂系统的示意图，面积为S的活塞将导热良好、高度为的汽缸密闭良好，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。设该悬架所承受的部分车身（包括缸体等）质量始终为，其中为大气压强，为重力加速度，活塞厚度不计且与汽缸间无摩擦，连接管的体积不计，空气视为理想气体。 (1)求此时汽缸内封闭空气的压强； (2)若环境温度由上升到，求车身上升的高度； (3)遇到崎岖路面时为了抬高车身，需用气泵给汽缸充入一定量的空气，若车身高度因此上升，求充入压强为的空气的体积。 8．（2025·安徽马鞍山·二模）如图所示，在光滑水平面上，一质量为m、厚度不计、面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形导热汽缸中，开始时活塞和汽缸静止，此时气柱长度为l。现使汽缸绕与底部竖直直径重合的轴由静止开始缓慢转动，当汽缸转动的角速度为某一值时，气柱长度为2l。已知外界大气压为，环境温度不变（可认为气体温度保持不变），求此时： (1)封闭气体的压强； (2)汽缸转动的角速度。 9．（2025·安徽蚌埠·二模）如图所示，形玻璃管由截面积为和截面积为的两段玻璃管连接而成，管内有一段水银柱，左右两管中液面高度差为，右管中水银液面到粗玻璃管下端距离，左管中封闭的理想气体气柱长为，环境温度为，大气压强为，现缓慢升高环境温度使左右两管中液面相平，右管足够长，求： (1)升高后的温度； (2)若温度升高后保持不变，再往右管中缓慢倒入水银，使左管中气柱的长仍变为，求倒入的水银体积。 10．（2025·安徽池州·二模）理想气体的状态参量满足克拉珀龙方程。其中表示物质的量，为常数。1mol理想气体经历如图所示的准静态过程：从状态A出发，沿直线膨胀到B，再等压压缩到原体积，到达状态C。已知该气体的摩尔定容热容为，气体在由A到C过程中内能的变化量。p0、为已知量。求整个过程中： (1)气体内能的改变； (2)外界与气体间交换的热量。 光学 一、单选题 1．（2025·安徽芜湖·二模）自行车尾灯是一组全反射棱镜结构，在夜晚可以反射汽车车灯的光，如图所示，将一束单色光以入射角从全反射棱镜AB面射入等腰直角三棱镜中，其中为直角。进入棱镜的光，先后经过AC面和BC面全反射，从AB面再射出，则出射光线相对于最初的入射光线的偏转角度为（　　） A． B． C． D． 2．（2025·安徽马鞍山·二模）在光的有关现象和应用中，下列说法正确的是（　　） A．光导纤维传送信息是利用了光的直线传播原理，所以光导纤维不能弯曲 B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 C．红光和绿光用同一套双缝干涉装置分别做干涉实验时，红光的条纹更宽一些 D．红光和绿光用同一套单缝衍射装置分别做衍射实验时，绿光的中央明纹更宽一些 3．（2025·安徽淮北·二模）“天宫课堂”中，航天员演示了微重力环境下的神奇现象，液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体内部形成一个同心球形气泡。液体球和同心球形气泡可简化为空心透明球壳模型，图示为该球壳截面图，O为球壳的球心。若液体球壳内表面的P点有一个点光源，可发出两种不同频率的单色光a和b。当图中时，a光恰好不能从液体球壳的外表面射出，b光射出的折射角。已知真空中的光速为c。则（　　） A．a光在液体中折射率为 B．b光在液体中传播的速度为 C．分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距大于b光 D．b光照射到某金属表面能发生光电效应现象，a光照射到该金属表面也一定能发生光电效应现象 4．（2025·安徽滁州·二模）一束激光以入射角θ从空气射入双层薄膜后再进入空气，薄膜厚度均为d，折射率分别为、，光路如图所示。现用折射率为n且厚度为2d的薄膜取代原双层薄膜，若光线射入与射出的位置、角度均与图中相同，则、与n的大小关系为（　　） A． B． C． D． 5．（2025·安徽池州·二模）如图所示，OCD是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径。一束单色光沿AO方向从真空射向OD界面，入射角为i，折射光线与圆柱面的交点为B。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．波长变小 B．传播速度变大 C．若增大入射角i，可能会发生全反射 D．若增大入射角i，光从O到B所用的时间不变 6．（2025·安徽·二模）如图所示为一横截面为等腰梯形的玻璃砖，侧面倾角为，一束平行光照射到玻璃砖上表面，折射光线与反射光线恰好垂直，该平行光与上表面的夹角，，则（　　） A．玻璃砖对该光的折射率为 B．若改变入射角，使，A点入射的光恰好能够照到玻璃砖底角B点，则倾角 C．减小角大小，光有可能在面发生全反射 D．保持角不变，将玻璃砖底面按照图中虚线进行裁切，光有可能在虚线面发生全反射 7．（2025·安徽蚌埠·二模）如图，波长为的单色光，照射到间距为的双缝上，双缝到屏的距离为，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移一点到虚线位置，则屏上两相邻亮条纹中心的间距（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．不能确定 二、解答题 8．（2025·安徽黄山·二模）光纤通信具有诸多优点。一根粗细均匀的光导纤维束置于空气中，AB段为半圆形，光导纤维束的横截面直径为d。一束激光在光导纤维内的传播过程中到达半圆直径上A点，方向与内表面夹角θ=30°，之后在半圆形光导纤维内发生5次全反射（不含A、B位置），从半圆直径上B点射出半圆形部分。已知光在光导纤维半圆的外圆表面均恰好发生全反射，过光导纤维中轴线的剖面及光路如图所示。已知真空中光速为c。求： (1)该光导纤维的折射率； (2)该光束在半圆形光导纤维中传播的时间。 9．（2025·安徽合肥·二模）某透明柱形材料的横截面是半径为R的四分之一圆，其BC面涂有反光涂层。如图所示的截面内，一与AB边平行的细光束从圆弧上D点入射，光束进入柱体后射到BC边上的E点，经反射后直接射到A点。已知D到AB的距离为，光在空气中的速度为c，求： (1)材料的折射率； (2)光从D传播到A的时间。 10．（2025·安徽安庆·二模）2024年12月10日，北京上空出现“3个太阳”的景象即幻日现象，与故宫角楼相互映衬，这种现象也被称为三日同辉，原理图如图甲所示。为便于理解，以单色光为例进行分析，图乙为光线以与截面平行的方向射入正六边形板状冰晶侧面的光路图。设光线的入射角为，经面折射后从图中点射出，取冰晶对该单色光的折射率为，已知光在真空中的传播速度为，正六边形晶体边长为，出射点与的距离为。求： (1)折射角的正弦值； (2)该单色光在冰晶中传播的时间。 近代物理 一、单选题 1．（2025·安徽芜湖·二模）2025年3月28日，中核集团新一代人造太阳“中国环流三号”，首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，标志着中国可控核聚变向工程化应用迈出重要一步。下列关于轻核聚变说法正确的是（　　） A．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较少 B．“人造太阳”中的核反应方程为，其中X为中子 C．目前我国利用核聚变发电已进入实用阶段 D．轻核发生聚变后，比结合能减少，因此反应中释放能量 2．（2025·安徽淮北·二模）2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现了1亿摄氏度1066秒稳态高约束模等离子体运行，再次刷新世界纪录，为实现可控核聚变又向前迈出了重要一步。是一个典型的核聚变反应，式中X为（　　） A． B． C． D． 3．（2025·安徽滁州·二模）发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例是现代植物样品的25%，则（　　） A．衰变为发生的是β衰变 B．、具有相同的中子数 C．该古木的年代距今约为5730年 D．比原子核的比结合能更大 4．（2025·安徽合肥·二模）在核反应方程和中，X和Y代表两种不同的原子核，则X核内的质子数为（　　） A．0 B．1 C．2 D．3 5．（2025·安徽黄山·二模）电离烟雾探测器是一种含有镅-241（）的火灾报警装置，报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅。已知一个镅核放出一个氦核后转变为一个镎核并释放能量，镅核、镎核和氦核的质量分别为m1、m2和m3，单质镅的半衰期为432.2年，光速为c。下列说法正确的是（　　） A．二氧化镅中的镅核（）半衰期不确定 B．一个镅核放出氦核后转变为镎核的衰变为α衰变，镎核中有144个中子 C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为 D．500个镅核432.2年后一定还剩250个 6．（2025·安徽池州·二模）下列说法中正确的是（　　） A．是核聚变反应方程 B．在核反应中电荷数守恒，质量数不守恒 C．在α、β、γ三种射线中，穿透能力最强的是α射线 D．β衰变中放出的β射线是核外电子脱离原子核的束缚而形成的 7．（2025·安徽安庆·二模）2025年1月14日，据中国科学院合肥物质科学研究院消息，该院大科学团队成功研制强流直线等离子体装置一“赤霄”，“赤霄”的诞生将为研究下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆提供有力支撑。已知某核聚变反应的方程为。下列说法正确的是（　　） A．反应产物为 B．该聚变反应有质量亏损 C．该聚变反应发生时，两个间万有引力远大于两个间库仑力 D．由2个中子和一个质子组成 8．（2025·安徽蚌埠·二模）恒星内部“氦燃烧”的核反应方程为具有放射性，则下列说法正确的是（　　） A．“氦燃烧”的核反应在常温下就能发生 B．的中子数比质子数多4个 C．发生衰变时需要吸收热量 D．射线是由释放的 9．（2025·安徽·二模）用如图所示的装置做光电效应实验，闭合开关S，用一发光功率为P的激光光源照射金属K，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为U时，电流表示数恰好为0，已知金属K的逸出功为，电子电荷量为e，则光源单位时间内发出的光子数为（   ） A． B． C． D． 10．（2025·安徽马鞍山·二模）在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲、丙两种光，甲的光照强度更大 B．甲、丙两种光，甲所产生光电子的最大初动能较大 C．甲光的频率大于乙光的频率 D．乙光的波长大于丙光的波长 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 热学、光学与近代物理 热学 一、单选题 1．（2025·安徽·二模）实验小组用如图所示的装置探究气体压强的产生机理，将黄豆从秤盘上方一定高度处均匀连续倒在秤盘上，观察秤的指针摆动情况．下列说法正确的是（   ） A．模拟温度降低对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 B．模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高 C．模拟体积减小对气体压强的影响时，应将释放位置升高 D．模拟体积增大对气体压强的影响时，应增加黄豆数量 【答案】B 【详解】A．温度降低，气体分子的平均速率减小，模拟温度降低对气体压强的影响时，应该降低释放位置。而增加黄豆数量是模拟提高气体分子密度对气体压强的影响，故A错误； B．温度升高，气体分子的平均速率增大，模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高，故B正确； C．体积减小，气体分子密度增大，模拟体积减小对气体压强的影响时，应该增加黄豆数量。而升高释放位置则是模拟增大气体分子的平均速率对气体压强的影响，故C错误； D．体积增大，气体分子密度减小，模拟体积减小对气体压强的影响时，应该减少黄豆数量，故D错误。 故选B。 2．（2025·安徽安庆·二模）一定质量的理想气体历经如图所示的循环过程，过程是等温过程，过程是等容过程，过程是等压过程。下列说法正确的是（　　） A．过程中气体的内能增加 B．过程中气体向外界放热 C．过程中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D．过程中外界对气体做的功等于过程中气体对外界做的功 【答案】C 【详解】A．过程为等温变化，理想气体的内能不变，故A错误； C．该过程中气体体积增大，气体对外做功，即，温度不变，即，由热力学第一定律 可得 即气体吸收的热量全部用来了做功，故C正确； B．过程为等容变化，， 由查理定律 解得 即气体内能增大， 由热力学第一定律得 即气体从外界吸热，故B错误； D．p-V图中，图线与横轴围成的面积在数值上等气体对外界或外界对气体所做的功，据此由图可知，过程中外界对气体做的功大于过程中气体对外界做的功，故D错误。 故选C。 3．（2025·安徽合肥·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a，经过等温过程ab到状态b，再经过等压过程bc到状态c，又经等容过程ca回到状态a。下列说法正确的是（　　） A．在过程ab中，气体的内能增加 B．在过程bc中，气体对外界做功 C．在过程ca中，气体对外界放热 D．在过程abca中，气体对外界做功 【答案】D 【详解】A．一定质量的理想气体从状态a，经过等温过程ab到状态b，可知气体温度不变，则内能不变，故A错误； B．经过等压过程bc到状态c，其体积变小，则外界对气体做功，故B错误； C．在过程ca中，气体的体积不变，气体不做功，压强变大，由 可知气体温度升高，则内能增加，则气体从外界吸热，故C错误； D．在过程abca中，经过一个循环回到初始状态，故内能不变，由图可知整个循环气体对外做的功等于图像所围成的面积，故D正确。 故选D。 4．（2025·安徽黄山·二模）如图为一定质量的理想气体在a→b→c→a循环过程中气体压强随体积变化关系图像。ab的延长线过坐标原点，bc平行于p轴，曲线ca是双曲线的一部分，下列说法正确的是（　　） A．在状态c→状态a的过程中，气体内能减小 B．在状态a→状态b的过程中，气体分子热运动的平均动能不变 C．在状态b→状态c的过程中，气体分子数密度变大 D．在a→b→c→a的循环过程中，气体从外界吸收热量 【答案】D 【详解】A．曲线ca是双曲线的一部分，则气体温度不变，内能不变，故A错误； B．ab延长线过原点，在ab过程，气体压强与体积成正比，气体温度降低，内能减小，则气体分子热运动的平均动能减小，故B错误； C．bc过程气体体积不变，压强增大，则气体温度升高，但气体分子数密度不变，故C错误； D．在ab过程中气体温度降低，内能减小，压强减小，体积减小，所以外界对气体做功，气体放出热量，ca过程中内能不变，体积增大，气体对外做功，气体吸收热量，bc过程气体体积不变，压强增大，则气体温度升高，内能增大，气体吸收热量，根据热力学第一定律可得，整个过程中气体吸收热量大于放出热量，所以气体从外界吸收热量，故D正确。 故选D。 二、解答题 5．（2025·安徽芜湖·二模）某型号汽油发动机结构如图甲所示。其工作过程可看成：燃烧室内气体经历反复膨胀和压缩。某次膨胀和压缩过程可简化为如图乙所示的图像，其中和为两个绝热过程。状态A气体的温度，压强，火花塞点火瞬间，燃烧室内气体的压强迅速增大到的状态B，然后，活塞被推动向下移动对外做功。在经历的绝热膨胀过程中，气体对外做功400J，温度降低了400℃，压强降低到120kPa，以上整个过程中燃烧室内的气体可视为理想气体且质量保持不变。 (1)求气体在状态B的温度； (2)求过程燃烧室内气体的内能变化量； (3)燃烧室内气体的最大体积与最小体积之比被称为压缩比k，它是发动机动力大小的一个标志。请计算该发动机的压缩比k。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）气体温度升高发生等容升压，根据查理定律 代入题中数据，解得 （2）过程为绝热过程，根据热力学第一定律得 其中，联立解得 （3）在经历的绝热膨胀过程中，气体对外做功，汽缸内温度降低了400K，膨胀结束到达状态C时，燃烧室内压强降低到120kPa，则有，根据查理定律 联立解得 根据理想气体状态方程可得 联立以上，可得该汽油机的压缩比为 6．（2025·安徽淮北·二模）济南趵突泉是中国著名的风景名胜，泉水一年四季恒定在18℃左右。严冬，水面上水气袅袅，像一层薄薄的烟雾，一边是泉池幽深，波光粼粼，一边是楼阁彩绘，雕梁画栋，构成了一幅奇妙的人间仙境。在水底有很多小孔冒出微小气泡，可以看到气泡在缓慢上升过程中体积逐渐变大且没有破裂。假设初始时小气泡（可视为理想气体）体积，气泡上升过程中内外压强相同。已知泉水水深，大气压强，水的密度，重力加速度g取。 (1)求气泡到达水面时的体积； (2)已知气泡上升过程中对外界做功，判断气泡是吸热还是放热，并求出热量的数值。 【答案】(1) (2)吸热， 【详解】（1）气泡在深度时，压强为 解得 水温不变，根据玻意耳定律有 解得 （2）温度不变，内能不变，根据热力学第一定律有 体积变大，气泡上升过程中对外界做功，则有 解得气泡从外界吸收热量 7．（2025·安徽滁州·二模）汽车悬挂系统是连接车轮和车身的重要部件，普通悬挂使用弹簧，而空气悬挂用汽缸、活塞代替了弹簧，提高了驾乘的舒适度。图示为某空气悬挂系统的示意图，面积为S的活塞将导热良好、高度为的汽缸密闭良好，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。设该悬架所承受的部分车身（包括缸体等）质量始终为，其中为大气压强，为重力加速度，活塞厚度不计且与汽缸间无摩擦，连接管的体积不计，空气视为理想气体。 (1)求此时汽缸内封闭空气的压强； (2)若环境温度由上升到，求车身上升的高度； (3)遇到崎岖路面时为了抬高车身，需用气泵给汽缸充入一定量的空气，若车身高度因此上升，求充入压强为的空气的体积。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对缸体分析得 解得 （2）温度上升，密闭气体压强不变,根据盖吕萨克定律 其中 解得 （3）充入气体前后，由玻意耳定律 解得 8．（2025·安徽马鞍山·二模）如图所示，在光滑水平面上，一质量为m、厚度不计、面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形导热汽缸中，开始时活塞和汽缸静止，此时气柱长度为l。现使汽缸绕与底部竖直直径重合的轴由静止开始缓慢转动，当汽缸转动的角速度为某一值时，气柱长度为2l。已知外界大气压为，环境温度不变（可认为气体温度保持不变），求此时： (1)封闭气体的压强； (2)汽缸转动的角速度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对封闭气体，根据玻意尔定律有 解得 （2）对活塞，根据牛顿第二定律有 解得 9．（2025·安徽蚌埠·二模）如图所示，形玻璃管由截面积为和截面积为的两段玻璃管连接而成，管内有一段水银柱，左右两管中液面高度差为，右管中水银液面到粗玻璃管下端距离，左管中封闭的理想气体气柱长为，环境温度为，大气压强为，现缓慢升高环境温度使左右两管中液面相平，右管足够长，求： (1)升高后的温度； (2)若温度升高后保持不变，再往右管中缓慢倒入水银，使左管中气柱的长仍变为，求倒入的水银体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当左右管中液面相平时，设左管中水银液面下降的高度为，由几何关系有 解得 开始时封闭气体的压强 液面相平后，封闭气体压强 根据理想气体状态方程，有 解得 （2）若温度升高后保持不变，再往右管中缓慢倒入水银，使左管中气柱的长仍变为，设这时左管中气体压强为，则 解得 则倒入的水银的体积 10．（2025·安徽池州·二模）理想气体的状态参量满足克拉珀龙方程。其中表示物质的量，为常数。1mol理想气体经历如图所示的准静态过程：从状态A出发，沿直线膨胀到B，再等压压缩到原体积，到达状态C。已知该气体的摩尔定容热容为，气体在由A到C过程中内能的变化量。p0、为已知量。求整个过程中： (1)气体内能的改变； (2)外界与气体间交换的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据及图像可知，状态A温度 状态C温度 过程中内能的变化量 其中 得 （2）过程中，气体对外做功，值为线段下面的面积；过程中，外界对气体做功，值为线段下面的面积；故整个过程中外界对系统做的功为的面积的负值 在过程中，对密封气体由热力学第一定律有 得 故气体对外界放热。 光学 一、单选题 1．（2025·安徽芜湖·二模）自行车尾灯是一组全反射棱镜结构，在夜晚可以反射汽车车灯的光，如图所示，将一束单色光以入射角从全反射棱镜AB面射入等腰直角三棱镜中，其中为直角。进入棱镜的光，先后经过AC面和BC面全反射，从AB面再射出，则出射光线相对于最初的入射光线的偏转角度为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】作出光路图如图所示 根据几何关系，由于是等腰直角三棱镜，利用折射定律和反射定律解得，出射时的入射角与入射时的折射角相等，根据光路可逆原理，出射光线相对于入射光线的偏转的角度为，与折射率和入射角均无关。 故选C。 2．（2025·安徽马鞍山·二模）在光的有关现象和应用中，下列说法正确的是（　　） A．光导纤维传送信息是利用了光的直线传播原理，所以光导纤维不能弯曲 B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 C．红光和绿光用同一套双缝干涉装置分别做干涉实验时，红光的条纹更宽一些 D．红光和绿光用同一套单缝衍射装置分别做衍射实验时，绿光的中央明纹更宽一些 【答案】C 【详解】A．光导纤维传送信息是利用了光的全反射原理，光导纤维可以弯曲，只要保证入射角大于临界角就能实现全反射，故A 错误； B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B 错误； C．红光的波长比绿光波长长，根据 可知用同一套双缝干涉装置，即L和d相同，所以红光的条纹更宽一些，故C正确； D．在单缝衍射中，波长越长，中央明纹越宽。红光波长比绿光波长长，所以红光的中央明纹更宽一些，故D 错误。 故选C。 3．（2025·安徽淮北·二模）“天宫课堂”中，航天员演示了微重力环境下的神奇现象，液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体内部形成一个同心球形气泡。液体球和同心球形气泡可简化为空心透明球壳模型，图示为该球壳截面图，O为球壳的球心。若液体球壳内表面的P点有一个点光源，可发出两种不同频率的单色光a和b。当图中时，a光恰好不能从液体球壳的外表面射出，b光射出的折射角。已知真空中的光速为c。则（　　） A．a光在液体中折射率为 B．b光在液体中传播的速度为 C．分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距大于b光 D．b光照射到某金属表面能发生光电效应现象，a光照射到该金属表面也一定能发生光电效应现象 【答案】D 【详解】A．根据题意可知a光恰好不能从液体球壳的外表面射出，则有 解得 故A错误； B．对b光根据折射率，有 解得 在液体中传播的速度为 故B错误； C．因为a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，所以a光的波长小于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式 可知分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距小于b光，故C错误； D．因为a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，所以b光照射到某金属表面能发生光电效应现象，a光照射到该金属表面也一定能发生光电效应现象，故D正确。 故选D。 4．（2025·安徽滁州·二模）一束激光以入射角θ从空气射入双层薄膜后再进入空气，薄膜厚度均为d，折射率分别为、，光路如图所示。现用折射率为n且厚度为2d的薄膜取代原双层薄膜，若光线射入与射出的位置、角度均与图中相同，则、与n的大小关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据题意画出光路图如图所示 根据折射定律，在n1介质中，有 在n2介质中，有 换为n的介质后，有 由图可知 可得 故选D。 5．（2025·安徽池州·二模）如图所示，OCD是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径。一束单色光沿AO方向从真空射向OD界面，入射角为i，折射光线与圆柱面的交点为B。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．波长变小 B．传播速度变大 C．若增大入射角i，可能会发生全反射 D．若增大入射角i，光从O到B所用的时间不变 【答案】A 【详解】AB．根据可知，射入玻璃后，光速变小，而，光的频率不变，所以波长变小，故A正确B错误； C．因为光从空气射入玻璃，从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，故C错误； D．根据可知，若增大入射角i，则折射角也会改变，相应的路程就会发生变化，则光从O到B所用的时间也会改变，故D错误。 故选A。 6．（2025·安徽·二模）如图所示为一横截面为等腰梯形的玻璃砖，侧面倾角为，一束平行光照射到玻璃砖上表面，折射光线与反射光线恰好垂直，该平行光与上表面的夹角，，则（　　） A．玻璃砖对该光的折射率为 B．若改变入射角，使，A点入射的光恰好能够照到玻璃砖底角B点，则倾角 C．减小角大小，光有可能在面发生全反射 D．保持角不变，将玻璃砖底面按照图中虚线进行裁切，光有可能在虚线面发生全反射 【答案】D 【详解】A．由于折射光线与反射光线恰好垂直，根据几何关系可知，入射角与折射角分别为， 根据折射率的定义式有 故A错误； B．若使，则有 解得 故B错误； C．由于梯形上下表面平行，根据几何关系可知，上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光一定能够从下表面射出，即光不可能在面发生全反射，故C错误； D．将玻璃砖底面按照图中虚线进行裁切，根据几何关系可知，在虚线界面上的入射角大于梯形下表面的入射角，虚线陡峭程度越大，虚线界面的入射角越大，当该入射角大于临界角时，能够发生全反射，即保持角不变，将玻璃砖底面按照图中虚线进行裁切，光有可能在虚线面发生全反射，故D正确。 故选D。 7．（2025·安徽蚌埠·二模）如图，波长为的单色光，照射到间距为的双缝上，双缝到屏的距离为，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移一点到虚线位置，则屏上两相邻亮条纹中心的间距（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．不能确定 【答案】A 【详解】根据双缝干涉两相邻亮条纹中心的间距公式 可知变大，则变大。 故A正确。 二、解答题 8．（2025·安徽黄山·二模）光纤通信具有诸多优点。一根粗细均匀的光导纤维束置于空气中，AB段为半圆形，光导纤维束的横截面直径为d。一束激光在光导纤维内的传播过程中到达半圆直径上A点，方向与内表面夹角θ=30°，之后在半圆形光导纤维内发生5次全反射（不含A、B位置），从半圆直径上B点射出半圆形部分。已知光在光导纤维半圆的外圆表面均恰好发生全反射，过光导纤维中轴线的剖面及光路如图所示。已知真空中光速为c。求： (1)该光导纤维的折射率； (2)该光束在半圆形光导纤维中传播的时间。 【答案】(1)2 (2) 【详解】（1）光在光导纤维半圆的外圆内表面恰好发生全反射，光路图如图所示 由于可知，发生全反射的临界角为30°，根据公式 可得光导纤维的折射率 （2）设OA长为r，则 根据几何关系可得 解得 光在光导纤维中的传播速度 光在光导纤维中的路程 则该光束在半圆形光导纤维中运动的时间为 9．（2025·安徽合肥·二模）某透明柱形材料的横截面是半径为R的四分之一圆，其BC面涂有反光涂层。如图所示的截面内，一与AB边平行的细光束从圆弧上D点入射，光束进入柱体后射到BC边上的E点，经反射后直接射到A点。已知D到AB的距离为，光在空气中的速度为c，求： (1)材料的折射率； (2)光从D传播到A的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示 从D点的入射光线的延长线与BC的交点设为F，令， 由几何关系可知 因为 则，    又    解得    则根据光的折射定律    解得 （2）光在材料中的传播速度     又,     则光从D到A的传播时间 10．（2025·安徽安庆·二模）2024年12月10日，北京上空出现“3个太阳”的景象即幻日现象，与故宫角楼相互映衬，这种现象也被称为三日同辉，原理图如图甲所示。为便于理解，以单色光为例进行分析，图乙为光线以与截面平行的方向射入正六边形板状冰晶侧面的光路图。设光线的入射角为，经面折射后从图中点射出，取冰晶对该单色光的折射率为，已知光在真空中的传播速度为，正六边形晶体边长为，出射点与的距离为。求： (1)折射角的正弦值； (2)该单色光在冰晶中传播的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）作出光路图，如图 根据折射率公式 可以得到 （2）对于正六边形晶体，延长边和边交于点，其楔角，在三角形中由正弦定理可得， 又 所以求得 又，所以 故 近代物理 一、单选题 1．（2025·安徽芜湖·二模）2025年3月28日，中核集团新一代人造太阳“中国环流三号”，首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，标志着中国可控核聚变向工程化应用迈出重要一步。下列关于轻核聚变说法正确的是（　　） A．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较少 B．“人造太阳”中的核反应方程为，其中X为中子 C．目前我国利用核聚变发电已进入实用阶段 D．轻核发生聚变后，比结合能减少，因此反应中释放能量 【答案】B 【详解】A．与核裂变相比，轻核聚变的产能效率更高，即相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多，A错误； B．“人造太阳”中的核反应方程为 根据核反应方程前后质量数和核电荷数守恒可知X为中子，B正确； C．我国利用核聚变发电的研究取得了重大进展，目前还只是在实验研究阶段，没有进入实用阶段，C错误； D．轻核发生聚变后比结合能增加，因此反应中会释放能量，D错误。 故选B。 2．（2025·安徽淮北·二模）2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现了1亿摄氏度1066秒稳态高约束模等离子体运行，再次刷新世界纪录，为实现可控核聚变又向前迈出了重要一步。是一个典型的核聚变反应，式中X为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据质量数和核电荷数守恒可知式中X为。 故选A。 3．（2025·安徽滁州·二模）发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例是现代植物样品的25%，则（　　） A．衰变为发生的是β衰变 B．、具有相同的中子数 C．该古木的年代距今约为5730年 D．比原子核的比结合能更大 【答案】A 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒有14-14=0，6-7=-1 可知，衰变为和电子，发生的是β衰变，故A正确； B．、具有的中子数分别为12-6=6，14-6=8 可知，、具有不相同的中子数，故B错误； C．根据半衰期的规律有 其中 解得t=11460年 故C错误； D．衰变过程释放能量，表明比更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知，比原子核的比结合能小，故D错误。 故选A。 4．（2025·安徽合肥·二模）在核反应方程和中，X和Y代表两种不同的原子核，则X核内的质子数为（　　） A．0 B．1 C．2 D．3 【答案】B 【详解】设X核和Y核内的质子数分别为m和n，则根据核电荷数守恒有， 联立得， 故选B。 5．（2025·安徽黄山·二模）电离烟雾探测器是一种含有镅-241（）的火灾报警装置，报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅。已知一个镅核放出一个氦核后转变为一个镎核并释放能量，镅核、镎核和氦核的质量分别为m1、m2和m3，单质镅的半衰期为432.2年，光速为c。下列说法正确的是（　　） A．二氧化镅中的镅核（）半衰期不确定 B．一个镅核放出氦核后转变为镎核的衰变为α衰变，镎核中有144个中子 C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为 D．500个镅核432.2年后一定还剩250个 【答案】B 【详解】A．二氧化镅中的镅核（）的半衰期与单质镅的半衰期相同，故A错误； B．一个镅核放出一个氦核后转变为一个镎核，该核反应为α衰变，根据质量数、电荷数守恒可知，镎核的电荷数为93，质量数为237，所以中子数为144，故B正确； C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为，故C错误； D．半衰期是大量原子核的统计规律，所以500个镅核不满足统计规律，故D错误。 故选B。 6．（2025·安徽池州·二模）下列说法中正确的是（　　） A．是核聚变反应方程 B．在核反应中电荷数守恒，质量数不守恒 C．在α、β、γ三种射线中，穿透能力最强的是α射线 D．β衰变中放出的β射线是核外电子脱离原子核的束缚而形成的 【答案】A 【详解】A．是核聚变反应方程，故A正确； B．在核反应中电荷数守恒，质量数守恒，故B错误； C．在α、β、γ三种射线中，穿透能力最强的是γ射线，故C错误； D．β衰变中产生的β射线实际上是原子核内中子转化为质子时放出的，故D错误。 故选A。 7．（2025·安徽安庆·二模）2025年1月14日，据中国科学院合肥物质科学研究院消息，该院大科学团队成功研制强流直线等离子体装置一“赤霄”，“赤霄”的诞生将为研究下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆提供有力支撑。已知某核聚变反应的方程为。下列说法正确的是（　　） A．反应产物为 B．该聚变反应有质量亏损 C．该聚变反应发生时，两个间万有引力远大于两个间库仑力 D．由2个中子和一个质子组成 【答案】B 【详解】A．根据电荷数和质量数守恒，可得该核反应方程为 所以反应物为，故A错误； B．该聚变反应中有能量产生，故质量有亏损，故B正确； C．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑力，才能达到核力作用的范围，这样两个原子核才能结合成新的原子核，相对库仑力而言，两氘核间万有引力可以忽略不计，故C错误； D．由两个质子和一个中子组成，故D错误。 故选B。 8．（2025·安徽蚌埠·二模）恒星内部“氦燃烧”的核反应方程为具有放射性，则下列说法正确的是（　　） A．“氦燃烧”的核反应在常温下就能发生 B．的中子数比质子数多4个 C．发生衰变时需要吸收热量 D．射线是由释放的 【答案】D 【详解】A．“氦燃烧”是核聚变，是热核反应，必须在高温下进行，故A错误； B．根据质量数、核电荷数守恒可知，X的质子数为4、核电荷数为8，因此中子数为4，故B错误； C．X发生衰变时会放出能量，故C错误； D．射线是由核反应的生成物即X释放的，故D正确。 故选D。 9．（2025·安徽·二模）用如图所示的装置做光电效应实验，闭合开关S，用一发光功率为P的激光光源照射金属K，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为U时，电流表示数恰好为0，已知金属K的逸出功为，电子电荷量为e，则光源单位时间内发出的光子数为（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据 又 其中t=1s，可得光源单位时间内发出的光子数为 故选A。 10．（2025·安徽马鞍山·二模）在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲、丙两种光，甲的光照强度更大 B．甲、丙两种光，甲所产生光电子的最大初动能较大 C．甲光的频率大于乙光的频率 D．乙光的波长大于丙光的波长 【答案】A 【详解】AB．根据光电效应方程 根据动能定理 联立解得 由图可知甲光、丙光的遏止电压相等，所以甲光、丙光的最大初动能相等，频率也相等，又由图可知甲光的光电流比丙光的大，所以甲光的光照强度比丙光大，故A正确，B错误； C．由图可知乙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，根据 可知乙光的频率大于甲光、丙光的频率，根据 可知乙光的波长小于甲光、丙光的波长，故CD错误。 故选A。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$