专题09 热学与光学（海南专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题09 热学与光学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 热学 2021、2022、2023、2024、2025 海南省高考物理卷对热学与光学的考查，展现出情境化、综合化及素养导向的命题走向。热学部分，常借助生活里的热现象，如空调制冷、暖气供热，或是工业生产中的热交换过程，像热电厂的能量转换，考查理想气体状态方程、热力学定律以及分子动理论等知识。注重通过 p-V 图、T-V 图等图像，让考生分析气体状态变化过程，强化对物理过程的理解与数学工具的运用，比如依据图像斜率判断气体做功、内能变化等情况，同时也会结合实际案例考查热力学第一定律中能量转化与守恒的关系。 光学方面，多以光学仪器原理，如显微镜、望远镜，或是自然光学现象，像彩虹形成、海市蜃楼为背景，着重考查光的折射、全反射、干涉和衍射等内容。在题型上，选择题常聚焦于折射定律应用、全反射临界角计算，以及干涉、衍射现象的特征辨析；计算题则可能涉及复杂的几何光路分析，如光线在多介质界面的传播路径，需要考生借助几何知识确定角度关系，进而运用光学规律解题。实验题中，光的干涉实验，如双缝干涉测量光的波长，或是测定玻璃折射率的实验，也时有出现，考查学生实验操作、数据处理及误差分析能力。整体而言，热学与光学的命题，旨在促使考生从实际情境中抽象出物理模型，强化知识综合运用，提升科学思维与探究素养 。 考点2 光学 2021、2022、2024、2025 考点01 热学 1．（2025·海南·高考）竖直放置的汽缸内，活塞横截面积，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体，，大气压强， (1)若加热活塞缓慢上升，体积变为，求此时的温度； (2)若往活塞上放的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积。 2．（2024·海南·高考）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是（　　） A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏 B．该装置所测温度不高于31.5℃ C．该装置所测温度不低于23.5℃ D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大 3．（2024·海南·高考）一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是（   ） A．bc过程外界对气体做功 B．ca过程气体压强不变 C．ab过程气体放出热量 D．ca过程气体内能减小 4．（2023·海南·高考）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（   ）    A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C．分子势能在r0处最小 D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小 5．（2023·海南·高考）某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强。 （1）时，气压是多大？ （2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍？    11．（2022·海南·高考）足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱（空气视为理想气体），大气压强为，环境温度为，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则： ①空气柱是吸热还是放热 ②空气柱长度变为多少 ③当气体温度变为时，空气柱长度又是多少？ 6．（2021·海南·高考）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线过原点。则气体（　　） A．在状态c的压强等于在状态a的压强 B．在状态b的压强小于在状态c的压强 C．在的过程中内能保持不变 D．在的过程对外做功 考点02 光学 7．（2025·海南·高考）测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下 I．在白纸上画一条直线，半圆形玻璃砖放白纸上，玻璃砖直径与直线重合，描出直径两端点和，取走玻璃砖，用刻度尺求圆心点，过点作垂线，放回玻璃砖，将光屏垂直贴近玻璃砖点放置。 II．沿玻璃砖由向缓慢移动激光笔，使得入射光线平行纸面且始终沿着半径方向射向圆心，从玻璃砖射出的激光在下方的光屏上恰好消失，记下激光入射点，取走玻璃砖，过点作的垂线。 (1)步骤II中，当激光从点入射到点在面下方光屏上恰好消失时是光的_____。 A．色散现象 B．衍射现象 C．全反射现象 (2)用刻度尺测得、，则玻璃砖的折射率_____。 8．（2024·海南·高考）一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直于OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率（　　） A． B． C． D．2 9．（2022·海南·高考）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1:3。当细光束以的入射角射入球中，其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为（　　） A． B．1.5 C． D．2 10．（2021·海南·高考）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（　　） A．在边的折射角为 B．在边的入射角为 C．不能从边射出 D．不能从边射出 1．（2025·海南·三模）节日庆典离不开气球，国家气象总局发布的《升放气球管理办法》规定，灌装气球必须使用氦气。对于完成灌装的气球内的氦气（视为理想气体），下列说法正确的是（　　） A．气体产生压强的原因是受到地球的吸引 B．当所处环境温度升高时，所有的气体分子速率都增大 C．当所处环境温度升高时，气体的内能一定增大 D．气体分子的速率大小分布规律为“中间少、两头多” 2．（2025·海南海口·仿真考）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，空气可看作理想气体。用沸水浇右瓶时，左瓶直管有水喷出，如图乙所示，浇水后装置内的气体与浇水前相比（　　）    A．内能更小 B．压强更大 C．分子数密度更大 D．所有分子的动能都增大 3．（（2025·海南儋州二中·一模）关于下图，说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 4．（2025·海南·三模）光导纤维简称“光纤”，是一种能够传导各种光信号的纤维。如图所示，折射率为的玻璃圆柱长为，一束激光射向圆柱一端的中心，与中轴线的夹角为，从另一底面射出，真空中光速。下列说法正确的是（　　） A．有部分激光会从光纤侧面折射出去 B．光在圆柱中传播的路程为 C．光在圆柱中传播的时间为 D．光在圆柱中一定只发生1次全反射 5．（2025·海南琼海嘉积中学·一模）如图所示，半圆AOB为透明柱状介质的横截面，半径为R，折射率为2，建立直角坐标系Oxy，y轴与直径AB平行，且与半圆相切于原点O。一束平行单色光沿x轴正方向射向整个介质，欲使所有平行光线都不能到达x轴正半轴，需紧贴直径AB放置-遮光板，则该遮光板沿y轴方向的长度至少为（不考虑反射光的影响）（    ） A．0．2R B．0.5R C．0.8R D．R 6．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）如图所示，导热性能良好的汽缸封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁的接触面光滑，活塞用弹簧悬挂。当周围环境温度不变而大气压缓慢变大之后，下列说法中正确的是（    ）    A．弹簧的长度不变 B．封闭气体的体积不变 C．缸体向上运动 D．气体的内能增大 7．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）下列说法正确的是（    ） A．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 B．在完全失重的情况下气体对容器壁的压强减小为零 C．红色的恒星温度高于蓝色的恒星 D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 8．（2025·海南·三模）一定质量的理想气体从状态（温度为）开始，经历过程回到状态，其图像如图所示。对于该过程，下列说法正确的是（　　） A．在状态，气体温度为 B．过程中，气体对外做功，温度降低 C．过程中，气体体积不变，内能增大 D．过程中，气体温度先升高后降低 9．（2025·海南·三模）关于固体、液体的相关说法正确的是（　　） A．破镜不能够重圆是因为分子斥力的作用 B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在不停运动 C．同质量0℃的水和冰，其内能相等 D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强 10．（2025·海南文昌中学·适应性考试）如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后在空气中合成一束光，则正确的是（    ） A．b光在水中的传播速度更大些 B．a光在A点发生全反射的临界角大于b光的临界角 C．用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时，a光的衍射现象更加明显些 D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时，b光的干涉条纹间距更大些 11．（2025·海南文昌中学·适应性考试）如图甲所示，利用特制的注射器做“探究气体等温变化时压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱（可认为理想气体）相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明，实验时保持气体不漏气。 (1)某同学缓慢推动柱塞，注射器内空气温度保持不变而体积逐渐减小，则此过程单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数________（选填“增多”“不变”“减少”），注射器内空气热传递情况为：________（选填“吸热”“放热”“无热传递”）； (2)另一同学多次缓慢推动柱塞，注射器内空气体积逐渐减小，根据测量结果描绘的p-V图像如图乙所示的虚线，实线为一条双曲线，a为实线与虚线的交点，b为虚线上的一点。虚线与玻意耳定律不吻合，若是温度改变引起的，则可以判断Tb_________Ta（选填“>”“<”）。 (3)实验中测得几组p、V数据，为了更直观反映气体等温变化时压强与体积的关系，请你提出一条处理数据的方法：_________。 12．（2025·海南儋州二中·一模）在儋州市某中学的科技节上，同学们用饮料瓶自制作了一支水火箭。模型如图乙，将0.4L的水充入2.0L的饮料瓶内（瓶内气体为1个标准大气压）并倒置在发射架上。打气筒每次能将300mL、压强为的外界空气压入瓶内，当瓶内部气压达到4个标准大气压时，高压的水可将活塞顶开，向后喷出，箭体发射。假设设充气过程气体温度不变，瓶的体积和水的体积变化不计。求： (1)要使水火箭发射出去，需要用打气筒打几次气； (2)请简要分析，在其他条件不变的情况下，想要让水火箭飞得尽可能高，注入箭体内的水量是越多越好还是越少越好，或者是其他情况。 13．（2025·海南·三模）如图所示，将一开口向上的汽缸放置于托举平台上，汽缸上部横截面面积为，汽缸下部横截面面积为，汽缸上下部气柱的长度均为H。用活塞密封一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁光滑接触且不漏气，初始时刻活塞位于汽缸顶端。已知汽缸导热性良好，环境温度不变，不计活塞的厚度及质量，重力加速度为g。 (1)若在活塞上放置一个质量为m的物块，活塞稳定后恰好下降，求大气压强； (2)仍将质量为m的物块放在活塞上，控制托举平台，使汽缸和物块一起向上做匀加速直线运动，为保证活塞不进入汽缸下部，计算平台的最大加速度。 14．（2025·海南·三模）某种透明材料做成的装置由一个半径为R的半球体与一个半径为R的圆柱体组成，过半球球心O的纵截面如图所示。一束单色激光平行于纸面以与直径DA夹角α=60°的方向射向球心O、在AB面恰好发生全反射，最后从BC面射出（不考虑二次反射）。 (1)作出光路图并求透明材料的折射率； (2)求从BC面射出时光线折射角的正弦值。 15．（2025·海南海口·仿真考）横截面为圆环的中空柱形容器，内半径为R，外半径为2R，MN为一条直径。一光线从M点射向容器，折射后恰好与容器内壁相切，容器材料对该光线的折射率，光在真空中的速度为c。求： (1)该光线的入射角θ； (2)光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t。 16．（2025·海南三亚·学业水平诊断）棱镜可以被广泛应用在测量测绘、光学成像等多个领域。现有一个棱镜的横截面如图所示，其中，BC=DE=1.5cm，AE=6cm，∠A=∠C=∠D=90°，∠B=150°，∠E=120°，棱镜的折射率为，已知光在真空中的传播速度为3.0×108m/s，若一细光束从AB中点O以60°的入射角平行横截面射入棱镜中，求： (1)光在该棱镜中的传播速度的大小； (2)通过计算说明光线第一次入射到AE界面能否发生全反射； (3)该细光束从O点射入至第一次射出棱镜的时间。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 热学与光学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 热学 2021、2022、2023、2024、2025 海南省高考物理卷对热学与光学的考查，展现出情境化、综合化及素养导向的命题走向。热学部分，常借助生活里的热现象，如空调制冷、暖气供热，或是工业生产中的热交换过程，像热电厂的能量转换，考查理想气体状态方程、热力学定律以及分子动理论等知识。注重通过 p-V 图、T-V 图等图像，让考生分析气体状态变化过程，强化对物理过程的理解与数学工具的运用，比如依据图像斜率判断气体做功、内能变化等情况，同时也会结合实际案例考查热力学第一定律中能量转化与守恒的关系。 光学方面，多以光学仪器原理，如显微镜、望远镜，或是自然光学现象，像彩虹形成、海市蜃楼为背景，着重考查光的折射、全反射、干涉和衍射等内容。在题型上，选择题常聚焦于折射定律应用、全反射临界角计算，以及干涉、衍射现象的特征辨析；计算题则可能涉及复杂的几何光路分析，如光线在多介质界面的传播路径，需要考生借助几何知识确定角度关系，进而运用光学规律解题。实验题中，光的干涉实验，如双缝干涉测量光的波长，或是测定玻璃折射率的实验，也时有出现，考查学生实验操作、数据处理及误差分析能力。整体而言，热学与光学的命题，旨在促使考生从实际情境中抽象出物理模型，强化知识综合运用，提升科学思维与探究素养 。 考点2 光学 2021、2022、2024、2025 考点01 热学 1．（2025·海南·高考）竖直放置的汽缸内，活塞横截面积，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体，，大气压强， (1)若加热活塞缓慢上升，体积变为，求此时的温度； (2)若往活塞上放的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律 代入数值解得 （2）设稳定后气体的压强为，根据平衡条件有 分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为，整个过程根据玻意耳定律 联立解得 2．（2024·海南·高考）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是（　　） A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏 B．该装置所测温度不高于31.5℃ C．该装置所测温度不低于23.5℃ D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大 【答案】B 【详解】A．由盖—吕萨克定律得其中 ，， 代入解得根据可知故若在吸管上标注等差温度值，则刻度均匀，故A错误； BC．当时，该装置所测的温度最高，代入解得故该装置所测温度不高于，当时，该装置所测的温度最低，代入解得故该装置所测温度不低于，故B正确，C错误； D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖—吕萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误。 故选B。 3．（2024·海南·高考）一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是（   ） A．bc过程外界对气体做功 B．ca过程气体压强不变 C．ab过程气体放出热量 D．ca过程气体内能减小 【答案】AC 【详解】A．由理想气体状态方程化简可得由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故pa < pb = pcbc过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功，故A正确； B．由理想气体状态方程化简可得由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故ca过程气体压强减小，故B错误； C．ab过程为等温变化，内能不变，故根据玻意耳定律可知，体积减小，压强增大，外界对气体做功，故根据热力学第一定律解得Ab过程气体放出热量，故C正确； D．ca过程，温度升高，内能增大，故D错误。 故选C。 4．（2023·海南·高考）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（   ）    A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C．分子势能在r0处最小 D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小 【答案】C 【详解】分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。 故选C。 5．（2023·海南·高考）某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强。 （1）时，气压是多大？ （2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍？    【答案】（1）；（2）0.97 【详解】（1）瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为，温度变化过程中体积不变，故由查理定律有解得 （2）保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律有 解得 11．（2022·海南·高考）足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱（空气视为理想气体），大气压强为，环境温度为，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则： ①空气柱是吸热还是放热 ②空气柱长度变为多少 ③当气体温度变为时，空气柱长度又是多少？ 【答案】①放热；②；③ 【详解】①②以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为，玻璃管水平时 玻璃管竖起来后，根据解得 气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热； ③空气柱长度为；由等压变化得其中，，解得 6．（2021·海南·高考）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线过原点。则气体（　　） A．在状态c的压强等于在状态a的压强 B．在状态b的压强小于在状态c的压强 C．在的过程中内能保持不变 D．在的过程对外做功 【答案】AC 【详解】AB．根据可知，因直线ac过原点，可知在状态c的压强等于在状态a的压强，b点与原点连线的斜率小于c点与原点连线的斜率，可知在状态b的压强大于在状态c的压强，选项A正确，B错误； C．在的过程中温度不变，则气体的内能保持不变，选项C正确； D．在的过程中，气体的体积不变，则气体不对外做功，选项D错误。 故选AC。 考点02 光学 7．（2025·海南·高考）测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下 I．在白纸上画一条直线，半圆形玻璃砖放白纸上，玻璃砖直径与直线重合，描出直径两端点和，取走玻璃砖，用刻度尺求圆心点，过点作垂线，放回玻璃砖，将光屏垂直贴近玻璃砖点放置。 II．沿玻璃砖由向缓慢移动激光笔，使得入射光线平行纸面且始终沿着半径方向射向圆心，从玻璃砖射出的激光在下方的光屏上恰好消失，记下激光入射点，取走玻璃砖，过点作的垂线。 (1)步骤II中，当激光从点入射到点在面下方光屏上恰好消失时是光的_____。 A．色散现象 B．衍射现象 C．全反射现象 (2)用刻度尺测得、，则玻璃砖的折射率_____。 【答案】(1)C (2)1.6 【详解】（1）当激光从点入射到点在面下方光屏上恰好消失时，此时光线在AB面发生全反射，故是光的全反射现象。故选C。 （2）根据前面分析可知此时入射角等于临界角，即，故可得 根据 可得玻璃砖的折射率 8．（2024·海南·高考）一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直于OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率（　　） A． B． C． D．2 【答案】C 【详解】如图所示 根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为 根据全反射的临界条件可得 解得故选C。 9．（2022·海南·高考）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1:3。当细光束以的入射角射入球中，其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为（　　） A． B．1.5 C． D．2 【答案】B 【详解】如图 折射角的正弦值 根据折射定律可得该透明材料的折射率 故选B。 10．（2021·海南·高考）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（　　） A．在边的折射角为 B．在边的入射角为 C．不能从边射出 D．不能从边射出 【答案】C 【详解】A．光线从O点入射，设折射角为，由折射定律有 解得 即该束单色光在边的折射角为，故A错误； B．设边长，则，作出光路图如图所示。 由几何关系可知光在边的入射角为，故B错误； C．设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界角设为C，有 即，而光在MN边的入射角大于，所以光在MN边发生全反射，不能从边射出，故C正确； D．根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的B点时的入射角为30°，小于全反射临界角，所以光在B点折射出玻璃砖，故D错误。 故选C。 1．（2025·海南·三模）节日庆典离不开气球，国家气象总局发布的《升放气球管理办法》规定，灌装气球必须使用氦气。对于完成灌装的气球内的氦气（视为理想气体），下列说法正确的是（　　） A．气体产生压强的原因是受到地球的吸引 B．当所处环境温度升高时，所有的气体分子速率都增大 C．当所处环境温度升高时，气体的内能一定增大 D．气体分子的速率大小分布规律为“中间少、两头多” 【答案】C 【详解】A．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，A错误 B．分子运动是统计规律，温度升高，并不是所有分子运动的速率都增大，故B错误； C．理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能必然增加‌，故C正确； D．根据统计规律，气体分子无论在什么温度下，分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故D错误。 故选C。 2．（2025·海南海口·仿真考）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，空气可看作理想气体。用沸水浇右瓶时，左瓶直管有水喷出，如图乙所示，浇水后装置内的气体与浇水前相比（　　）    A．内能更小 B．压强更大 C．分子数密度更大 D．所有分子的动能都增大 【答案】B 【详解】AD．用沸水浇右瓶时，右瓶瓶内气体温度升高，故气体内能增大，分子的平均动能增大，但不是所有的分子动能都增大，A错误，D错误； B．右瓶气体做等容变化，根据理想气体状态方程可知，右瓶气体压强增大，B正确； C．右瓶气体体积不变，故分子数密度不变，C错误。 故选B。 3．（（2025·海南儋州二中·一模）关于下图，说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 【答案】B 【来源】云南省昭通市市直中学2024-2025学年高二下学期3月第一次月考物理试题 【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多，两头少”的规律，且随温度升高，大部分分子热运动的速率增大，所以由图可知状态①的温度高，故A错误； B．由理想气体状态方程，可知T与pV成正比。结合图乙可知，气体在状态A和B态时，pV值相同，气体的温度相同，所以气体在状态A和状态B的气体分子平均动能相同，故B正确； C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误； D．由图丁可知，在分子间距为r2时，分子势能最小，分子间距离为平衡位置的距离。在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D错误。 故选B。 4．（2025·海南·三模）光导纤维简称“光纤”，是一种能够传导各种光信号的纤维。如图所示，折射率为的玻璃圆柱长为，一束激光射向圆柱一端的中心，与中轴线的夹角为，从另一底面射出，真空中光速。下列说法正确的是（　　） A．有部分激光会从光纤侧面折射出去 B．光在圆柱中传播的路程为 C．光在圆柱中传播的时间为 D．光在圆柱中一定只发生1次全反射 【答案】C 【详解】光路图如图所示 A．由折射定律可得，的值为的值为 全反射的临界角满足 全反射的临界角 由于。因此激光在光纤内发生全反射，不会从侧面折射出去。故A错误； B．光在圆柱中传播的路程为 故B错误； C．光在圆柱中传播的时间为 故C正确； D．设光纤的半径为，发生全反射的次数为，若光线最后恰好从圆心射出，则有 由于未知，因此不能确定发生多少次全反射。故D错误。 故选C。 5．（2025·海南琼海嘉积中学·一模）如图所示，半圆AOB为透明柱状介质的横截面，半径为R，折射率为2，建立直角坐标系Oxy，y轴与直径AB平行，且与半圆相切于原点O。一束平行单色光沿x轴正方向射向整个介质，欲使所有平行光线都不能到达x轴正半轴，需紧贴直径AB放置-遮光板，则该遮光板沿y轴方向的长度至少为（不考虑反射光的影响）（    ） A．0．2R B．0.5R C．0.8R D．R 【答案】D 【详解】根据临界角与折射率的关系可得： 则， 欲使所有平行光线都不能到达x轴正半轴，则需发生全反射，入射角至少等于临界角，当入射角等于临界角时，可得下图： 根据几何关系可得 由于对称性可知，总长度至少为 联立可得 故选D。 6．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）如图所示，导热性能良好的汽缸封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁的接触面光滑，活塞用弹簧悬挂。当周围环境温度不变而大气压缓慢变大之后，下列说法中正确的是（    ）    A．弹簧的长度不变 B．封闭气体的体积不变 C．缸体向上运动 D．气体的内能增大 【答案】AC 【详解】A．对整体受力分析可知 可知弹簧的长度不变，选项A正确； BC．对气缸受力分析可知 大气压缓慢变大，可知封闭气体的压强变大，根据可知气体的体积减小，缸体向上运动，选项B错误，C正确； D．气体的温度不变，则内能不变，选项D错误。 故选AC。 7．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）下列说法正确的是（    ） A．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 B．在完全失重的情况下气体对容器壁的压强减小为零 C．红色的恒星温度高于蓝色的恒星 D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 【答案】AD 【详解】A．空调制冷时，电能转化为热，向室外释放的热量等于从室内吸收的热量加上消耗的电能，因此向室外放出的热量更多，故A正确； B．气体压强由分子热运动产生，与重力无关，完全失重时压强仍存在，故B错误； C．恒星颜色与温度相关，红色恒星温度低于蓝色恒星（如红矮星温度约3000K，蓝巨星超30000K），故C错误； D．能量耗散表明能量转化具有方向性（如热力学第二定律的熵增原理），故D正确。 故选AD。 8．（2025·海南·三模）一定质量的理想气体从状态（温度为）开始，经历过程回到状态，其图像如图所示。对于该过程，下列说法正确的是（　　） A．在状态，气体温度为 B．过程中，气体对外做功，温度降低 C．过程中，气体体积不变，内能增大 D．过程中，气体温度先升高后降低 【答案】AD 【详解】A．对于、两个状态，由题图根据理想气体状态方程可得 解得在状态，气体温度为 故A正确； B．过程中，由题图可知气体压强不变，体积增大，气体对外做功；根据可知，气体温度升高，故B错误； C．过程中，由题图可知气体体积不变，压强减小，根据可知，气体温度降低，则气体内能减小，故C错误； D．过程中，由题图可知乘积先增大后减小，根据可知，气体温度先升高后降低，故D正确。 故选AD。 9．（2025·海南·三模）关于固体、液体的相关说法正确的是（　　） A．破镜不能够重圆是因为分子斥力的作用 B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在不停运动 C．同质量0℃的水和冰，其内能相等 D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强 【答案】BD 【详解】A．破镜不能够重圆是因为分子间距离太大，超过分子直径10倍，分子间作用力几乎为零，故A错误； B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在永不停息做无规则运动，故B正确； C．同质量0℃的水和冰，水的内能大，故C错误； D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强，故D正确。 故选BD。 10．（2025·海南文昌中学·适应性考试）如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后在空气中合成一束光，则正确的是（    ） A．b光在水中的传播速度更大些 B．a光在A点发生全反射的临界角大于b光的临界角 C．用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时，a光的衍射现象更加明显些 D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时，b光的干涉条纹间距更大些 【答案】BC 【详解】AB．如图所示， 折射率， 由图可知，折射率，光在水的中的速度，故， 在水中a光的速度比b光的大，临界角的正弦值，折射率越大，临界角越小，即，故A错误，B正确； C．波长，则， 用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时，a光的衍射现象更加明显，故C正确； D．条纹间距，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故D错误。 故选BC。 11．（2025·海南文昌中学·适应性考试）如图甲所示，利用特制的注射器做“探究气体等温变化时压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱（可认为理想气体）相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明，实验时保持气体不漏气。 (1)某同学缓慢推动柱塞，注射器内空气温度保持不变而体积逐渐减小，则此过程单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数________（选填“增多”“不变”“减少”），注射器内空气热传递情况为：________（选填“吸热”“放热”“无热传递”）； (2)另一同学多次缓慢推动柱塞，注射器内空气体积逐渐减小，根据测量结果描绘的p-V图像如图乙所示的虚线，实线为一条双曲线，a为实线与虚线的交点，b为虚线上的一点。虚线与玻意耳定律不吻合，若是温度改变引起的，则可以判断Tb_________Ta（选填“>”“<”）。 (3)实验中测得几组p、V数据，为了更直观反映气体等温变化时压强与体积的关系，请你提出一条处理数据的方法：_________。 【答案】(1) 增多 放热 (2) (3)画出p-图像或算出pV的乘值 【详解】（1）度保持不变而体积逐渐减小，则压强增大，单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多；根据热力学第一定律，温度保持不变，体积逐渐减小， 则有，即放热。 （2）根据理想气体的状态方程可知，当P=P2时，Vb>Va，可得到Tb>Ta。 （3）若p-图像是过坐标原点的倾斜直线或pV的乘值近似相等都可以说明p与V成反比。 12．（2025·海南儋州二中·一模）在儋州市某中学的科技节上，同学们用饮料瓶自制作了一支水火箭。模型如图乙，将0.4L的水充入2.0L的饮料瓶内（瓶内气体为1个标准大气压）并倒置在发射架上。打气筒每次能将300mL、压强为的外界空气压入瓶内，当瓶内部气压达到4个标准大气压时，高压的水可将活塞顶开，向后喷出，箭体发射。假设设充气过程气体温度不变，瓶的体积和水的体积变化不计。求： (1)要使水火箭发射出去，需要用打气筒打几次气； (2)请简要分析，在其他条件不变的情况下，想要让水火箭飞得尽可能高，注入箭体内的水量是越多越好还是越少越好，或者是其他情况。 【答案】(1)16 (2)见解析 【详解】（1）要使水火箭发射出去，设需要打气筒打气n次，由题意可知，当水火箭发射瞬间，其内部气压为p2=4p0；瓶内气体体积为V2=1.6L；打气筒每次注入气体V0=0.3L； 根据玻意耳定律有p0V2+np0V0=p2V2 解得n=16 （2）当注入水太多时，V2变小，发射前打入气体的体积变少，气体推动水流出后，自身压强快速降低，导致喷水速度减少，推力减少，飞得较低。 当注入水少时，虽然喷水过程气体压强降低，水流速度大，但水被快速喷完，提供推力的时间短，飞得较低。 因次注入水量不宜过多，也不易过少。 13．（2025·海南·三模）如图所示，将一开口向上的汽缸放置于托举平台上，汽缸上部横截面面积为，汽缸下部横截面面积为，汽缸上下部气柱的长度均为H。用活塞密封一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁光滑接触且不漏气，初始时刻活塞位于汽缸顶端。已知汽缸导热性良好，环境温度不变，不计活塞的厚度及质量，重力加速度为g。 (1)若在活塞上放置一个质量为m的物块，活塞稳定后恰好下降，求大气压强； (2)仍将质量为m的物块放在活塞上，控制托举平台，使汽缸和物块一起向上做匀加速直线运动，为保证活塞不进入汽缸下部，计算平台的最大加速度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对封闭气体，初始时压强为，体积为 末态时压强为，体积为 对活塞及物块受力分析，有 由玻意耳定律 联立可得大气压强为 （2）当活塞刚好到达汽缸连接处时，由最大加速度，此时由玻意耳定律 其中 解得 对活塞及物块受力分析，有 联立可得 14．（2025·海南·三模）某种透明材料做成的装置由一个半径为R的半球体与一个半径为R的圆柱体组成，过半球球心O的纵截面如图所示。一束单色激光平行于纸面以与直径DA夹角α=60°的方向射向球心O、在AB面恰好发生全反射，最后从BC面射出（不考虑二次反射）。 (1)作出光路图并求透明材料的折射率； (2)求从BC面射出时光线折射角的正弦值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意作出光路图 根据几何关系可知 根据全反射临界角公式有 解得 （2）由几何关系可知 所以光从BC射出，根据折射定律有 解得 15．（2025·海南海口·仿真考）横截面为圆环的中空柱形容器，内半径为R，外半径为2R，MN为一条直径。一光线从M点射向容器，折射后恰好与容器内壁相切，容器材料对该光线的折射率，光在真空中的速度为c。求： (1)该光线的入射角θ； (2)光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）折射光线恰好与容器内壁相切，设折射角为α，由几何关系得 容器对该光线的折射率 解得 （2）光从M点射入到第一次到达容器外壁走的路程 光在容器中的传播速度 光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间 解得 16．（2025·海南三亚·学业水平诊断）棱镜可以被广泛应用在测量测绘、光学成像等多个领域。现有一个棱镜的横截面如图所示，其中，BC=DE=1.5cm，AE=6cm，∠A=∠C=∠D=90°，∠B=150°，∠E=120°，棱镜的折射率为，已知光在真空中的传播速度为3.0×108m/s，若一细光束从AB中点O以60°的入射角平行横截面射入棱镜中，求： (1)光在该棱镜中的传播速度的大小； (2)通过计算说明光线第一次入射到AE界面能否发生全反射； (3)该细光束从O点射入至第一次射出棱镜的时间。 【答案】(1) (2)能 (3)4×10-10s 【详解】（1）光在该棱镜中的传播速度的大小为 （2）光路图如图所示 根据折射定律可得 解得 所以光线第一次入射到AE界面时入射角等于 由于 所以 所以光线第一次入射到AE界面能发生全反射； （3）根据几何关系可得，， 所以光束从O点射入至第一次射出棱镜的时间为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$