专题10 光学与热学（广东专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题10 光学与热学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 光学 2025年广东 2024年广东 2022年广东 2021年广东 过去五年广东高考物理中，热学与光学常考且多为选择题。热学聚焦分子动理论、气体实验定律及理想气体状态方程，常结合生活情境考查，如 2024 年通过差压阀考气体状态变化。光学重点考折射、全反射、干涉等，像 2025 年借测量玻璃折射率考查折射定律。考生要夯实概念，巧用规律，强化知识应用能力来应考。 考点2 热学 2025年广东 2024年广东 2023年广东 2022年广东 2021年广东 考点01光学 1．（2025·广东·高考真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】光路图如图所示 则有折射定律可得 故选A。 2．（2024·广东·高考真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（　　） A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C．逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D．逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 【答案】B 【详解】A．红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在面，入射角相同，根据折射定律 可知绿光在面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A错误； B．根据全反射发生的条件可知红光发生全反射的临界角较大，逐渐增大时，折射光线与面的交点左移过程中，在面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，故B正确； C．在面，光是从光疏介质到光密介质，无论多大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误； D．根据折射定律可知逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。 故选B。 3．（2022·广东·高考真题）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。 【答案】， 【详解】当入射角达到45o时，恰好到达临界角C，根据 可得液体的折射率 由于 可知激光在液体中的传播速度 4．（2021·广东·高考真题）如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为，折射角为；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角的正弦值表达式。 【答案】 【详解】根据光的折射定律有 根据光的全反射规律有 联立解得 考点02 热学 5．（2022·广东·高考真题）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程 （选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。 【答案】 不是 大于 【详解】[1]空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外，这个过程要消耗电能，不是自发的过程； [2]由于空调的压缩机做功，使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。 6．（2021·广东·高考真题）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强 （选填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 小于 不变 【详解】[1]机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程 故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强； [2]由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。 7．（2025·广东·高考真题）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强，铸型室底面积，高度，底面与注气前气室内金属液面高度差，柱状气室底面积，注气前气室内气体压强为，金属液的密度，重力加速度取，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。 (1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度和气室内气体压强。 (2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸型室内的金属液高度为时，气室内气体压强。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据体积关系 可得下方液面下降高度 此时下方气体的压强 代入数据可得 （2）初始时，上方铸型室气体的压强为，体积 当上方铸型室液面高为时体积为 根据玻意耳定律 可得此时上方铸型室液面高为时气体的压强为 同理根据体积关系 可得 此时下方气室内气体压强 代入数据可得 8．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个汽缸导热良好，B内气体做等容变化，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 A内气体做等压变化，压强保持不变，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 由于 假设成立，即 （3）恰好稳定时，A内气体压强为 B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有 代入数据联立解得 9．（2023·广东·高考真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求：      （1）的表达式； （2）的表达式； （3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由题可知，根据玻意耳定律可得 解得 （2）根据理想气体状态方程可知 解得 （3）根据热力学第一定律可知 其中，故气体内能增加 10．（2022·广东·高考真题）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。 【答案】，10m 【详解】对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知 即 解得 根据 解得 h=10m 一、单选题 1．（2025·广东广州·三模）小明的爷爷喜欢喝盖碗茶，泡茶时，他向茶杯中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以喝了，已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低，则（    ） A．泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大 B．水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动 C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大 D．温度降低的过程中，杯内气体向外界放热 【答案】D 【详解】A．温度升高时，气体分子的平均动能变大，并不是每个分子动能都越大，选项A错误； B．水的颜色由浅变深，说明固体茶颗粒在做布朗运动，选项B错误； C．杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的温度降低，体积不变，则压强变小，选项C错误； D．温度降低的过程中，杯内气体体积不变，不对外做功，内能减小，则气体向外界放热，选项D正确。 故选D。 2．（2025·广东·三模）小李用打气筒给自行车轮胎充气，他快速下压打气筒的活塞，打气筒内的气体（未进入轮胎）从状态变化到状态、图像如图所示。此过程可视为绝热过程，关于此过程中打气筒内的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体向外界放热 B．气体的内能不变 C．外界对气体做的功大于气体增加的内能 D．单位时间内气体分子对活塞的撞击次数增大 【答案】D 【详解】ABC．题意可知此过程为绝热过程（），且气体的体积减小，外界对气体做功（），根据热力学第一定律可知 所以气体的内能增加，且外界对气体做的功等于气体增加的内能，故ABC错误； D．气体的体积减小，分子数密度增大，且气体内能增加，温度升高，分子的平均动能增大，单位时间内气体分子对活塞的撞击次数增大，故D正确。 故选D。 3．（2025·广东汕头·二模）某个冬天的早晨，小红打开家里的制暖空调，为使制暖效果更佳，她关闭门窗，一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体，若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内，则下列说法正确的是（    ） A．制暖空调机工作时，热量从低温物体传递给高温物体 B．制暖空调机开始工作后，房间内气体的内能始终保持不变 C．待空调稳定后，花粉的运动激烈程度会减弱 D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动 【答案】A 【详解】A．制暖空调机工作时，因为电机工作电流做功，热量从低温物体传到高温物体，故A正确； B．制暖空调机开始工作后，房间内气体温度升高，内能增大，故B错误； C．待空调稳定后，房间内温度升高，装花粉的水温度升高，花粉做布朗运动激烈程度会增加，故C错误； D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停地做无规则运动，故D错误。 故选A。 4．（2025·广东惠州·模拟预测）某实验小组将固定在铁架台上的竖直放置的细管（下端封闭，上端开口）置于电梯内做实验。管内用高度为、密度为的液体密封了一段长度为的空气（可视为理想气体），如图所示。当电梯加速过程中，温度保持不变，空气柱的长度变为。已知大气压强为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．若，则电梯一定向下运动 B．若，则外界对管内气体做负功 C．若，则管内气体向外释放热量 D．加速过程中，管内气体的压强变为 【答案】D 【详解】AB．若，可知气体体积变小，则外界对管内气体做正功，由于温度保持不变，根据可知，气体的压强变大；以管内液体为对象，根据受力分析可知，液体所受合力向上，则加速度方向向上，电梯的加速度向上，所以电梯向上加速运动，故AB错误； C．若，可知气体体积变大，外界对管内气体做负功，由于温度保持不变，可知气体内能不变，根据热力学第一定律可知，管内气体从外界吸收热量，故C错误； D．加速过程中，以气体为对象，根据玻意耳定律可知 其中 联立可得管内气体的压强变为 故D正确。 故选D。 5．（2025·广东·模拟预测）如图，光导纤维由内、外两种材料制成，一束蓝光信号与界面成α角由内芯射向外芯时恰好发生全反射，当光信号与界面的夹角大于α时将出现漏光现象，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外芯的折射率 B．激光在内芯中的传播速度大于在外芯中的传播速度 C．光导纤维在扭曲过度时可能会出现漏光现象 D．若红光信号与界面成α角由内芯射向外芯时，依然可以发生全反射 【答案】C 【详解】A． 根据全反射条件，内芯的折射率大于外芯的折射率，A错误； B． 根据 ， 解得， 所以激光在内芯中的传播速度小于在外芯中的传播速度，B错误； C． 光导纤维在扭曲过度时，入射角小于临界角，不发生全反射，会出现漏光现象，C正确； D． 根据 ， 解得 ，红光的临界角大于蓝光临界角，蓝光恰好能发生全反射时，红光不能发生全反射，D错误。 故选C。 6．（2025·广东广州·模拟预测）图(a)所示，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的日晕现象，多出现于春夏时节；当一束太阳光射到六角形冰晶上时，可出现如图（b）所示的光路图，若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．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽 B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小 C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小 D．在冰晶中，b光的传播速度较小 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，a光折射率小，频率小，波长较大，a光比b光的衍射现象更明显，同一装置做单缝衍射实验，a光中央亮条纹更宽，故A错误； B．a光频率小，波长大，通过同一装置发生双缝干涉时，根据公式，可知a光的条纹宽度比b光的条纹宽，故B错误； C．因为a光折射率小，由临界角公式可知a光的临界角比b光的大，故C错误； D．a光折射率小，根据可知，在冰晶中，b光的传播速度较小，故D正确。 故选D。 7．（2025·广东广州·三模）一种“光开关”的“核心区”如图中虚线框区域所示，其中1、2是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚线框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（　　） A．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能 B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，则能实现“关”功能 C．若不充入介质，则能实现“开”功能 D．单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变 【答案】A 【详解】AC．不充入介质，对单色光a，则 解得临界角。 入射角大于临界角，光发生全反射，光竖直向下传播，光不能通过2，不能实现“开”的功能；若充入的介质相对棱镜是光疏介质，光向下偏折，有可能实现“开”功能，故A正确，C错误； B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，光不可能发生全反射，一定能通过2，一定能实现“开”功能，故B错误； D．如果填充的介质折射率与棱镜的折射率相同，单色光a通过“光开关”后传播方向不变，故D错误。 故选A。 8．（2025·广东深圳·模拟预测）真空中，一半圆形玻璃砖放置在转盘上，一束由单色光组成的光线从左侧沿玻璃砖半径方向入射。如图，此时右侧光屏上无亮点。随着转盘逆时针匀速转动，光屏上先出现单色光的亮点，则下列推断正确的是（　　） A．光的频率小于光的频率 B．光在玻璃砖内的传播速度小于光 C．双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹间距较大，应该使用光 D．若均能使某金属发生光电效应，则光产生的光电子最大初动能较大 【答案】A 【详解】A．由题意可知转盘逆时针匀速转动时，入射角逐渐减小，a光首先折射出去，可知a光临界角较大，根据，a光折射率较小，则光的频率小于光的频率，选项A正确； B．根据可知，光在玻璃砖内的传播速度大于光，选项B错误； C．因a的波长较大，则双缝干涉实验中，根据可知，要使相邻亮条纹间距较大，应该使用a光，选项C错误； D．若均能使某金属发生光电效应，因a光光子能量较小，则光产生的光电子最大初动能较小，选项D错误。 故选A。 9．（2025·广东·三模）冰晶是一种结晶体，由水分子组成，在适宜的湿度和温度条件下，冰晶会形成六角形的晶体结构。一束太阳光射到六角形冰晶上，其中、两种单色光的光路图如图所示。比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在空气中，光的波长较大 B．冰晶对光的折射率较大 C．光在冰晶中的传播速度较大 D．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大 【答案】A 【详解】ABC．因为光的偏折程度较小，所以冰晶对光的折射率较小，光的频率较小，根据可知，光在冰晶中的传播速度较大，结合可得，光的波长较大，故A正确，BC错误； D．根据可知，通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大，故D错误。 故选A。 10．（2025·广东广州·三模）彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a、b光在由空气进入水滴后波长变长 C．从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射 D．通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距比b光的大 【答案】C 【详解】A．由光路图可知，光的偏折程度大于光，可知水滴对光的折射率大于对光的折射率，所以光的频率大于光的频率，故A错误； B．、光在由空气进入水滴后波速变小，频率不变，根据 可知波长变短，故B错误； C．根据可知，光的临界角小于光的临界角，即光比光容易发生全反射，故C正确； D．由于光的频率大于光的频率，所以光的波长小于光的波长，根据可知，通过同一双缝干涉装置，光干涉的相邻条纹间距比光的小，故D错误。 故选C。 11．（2025·广东湛江·二模）气垫床已经成为露营的重要家庭用品。如图为一气垫床，未充气时，床内气体压强为p0、体积为V。用电动充气泵充气，每秒钟充入压强为p0、体积为0.1V的气体，充气结束时床内气体压强为3p0、体积为5V，充气过程气体温度保持不变。若要回家时为便于携带，气垫床就要放气。气体为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．充气泵充气的时间为14s B．充气结束后人就躺在气垫床上，床内气体的压强变小 C．傍晚时气垫床内气体温度降低，则气垫床内气体密度增大 D．气垫床在放气过程中，气体对外做功，气垫床内气体温度升高 【答案】C 【详解】A．设气垫床充气的时间为n s，由 解得n=140，故A错误； B．充气结束后人就躺在气垫床上，气体体积减小，床内气体的压强变大，故B错误； C．傍晚时气垫床内气体温度降低，气体体积变小，但质量不变，则密度变大，故C正确； D．气垫床放气过程，气体对外做功，但与外界发生热交换，且由于气体体积变小到气压等于大气压时就没有变化，可知气体内能先减少后可能不变，温度先降低后不变，故D错误。 故选C。 12．（2025·广东茂名·一模）图甲为古代榨油场景，图乙是简化原理图，快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是（    ） A．为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小 B．木锲对每个木块的压力均为 C．木块挤压油饼过程中，油饼内能减小 D．木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力 【答案】A 【详解】AB．将力F沿垂直侧面方向分解可知 木楔对油饼的压力为 可知为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小，木锲对每个木块的压力大于，选项A正确，B错误； C．木块挤压油饼过程中，外界对油饼做功，因为是快速撞击木楔，则可认为与外界无热交换，则油饼内能增加，选项C错误； D．木块对油饼的压力与油饼对木块的压力是相互作用力，总是等大反向，可知木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力等于油饼对木块的压力，选项D错误。 故选A。 二、多选题 13．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，一块镶嵌在展示柜里装饰用的长方体玻璃砖，其ABCD面露于柜外，玻璃砖厚度，左下侧A'B'棱上安装一条双色细灯带，能发出a、b两种颜色的光，在ABCD面上能观察到a、b复色光区域和b单色光区域，复色光区域沿着AD方向宽度为6cm，设真空中光速为c。则下列说法正确的是（    ） A．a光的折射率为 B．a光在此玻璃中传播速度为 C．b光折射率小于光折射率 D．a、b光折射率差值越大，单色光区域宽度越窄 【答案】AC 【详解】A．在两个光区分界面，a光发生全反射，根据几何关系可知 根据全反射临界角公式有 解得，故A正确； B．根据折射率与光速的关系可知，a光在此玻璃中传播速度为，故B错误； C．a光的临界角较小，根据可知，b光折射率小于a光折射率，故C正确； D．根据全反射发生的条件可知a、b光折射率差值越大，即角度相差越大，则单色光区域宽度越宽，故D错误。 故选AC。 14．（2025·广东茂名·模拟预测）如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面积为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为M、N两点射出，已知，，则下列说法正确的是（　　） A．ON是黄光，OM是红光 B．玻璃对OM光束的折射率为 C．沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长 D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射 【答案】AC 【详解】A．根据光的折射定律，光在介质中的折射率为 由图可知，OM、ON两束光在空气中的入射角相等，而在介质中OM光的折射角大于ON光的折射角，所以OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，而红光的折射率小于黄光的折射率，所以OM为红光，ON为黄光，故A正确； B．对OM光束，根据光的折射定律有 故B错误； C．光在介质中的传播速度为 由于OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，所以OM光束在介质中的传播速度大于ON光束在介质中的传播速度，而光穿过玻璃柱体的路程相同，所以沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长，故C正确； D．OM光线发生全反射的临界角为 解得 则若将OM光束从N点沿着NO方向射入，此时的入射角一定小于临界角，则一定不会发生全反射，故D错误。 故选AC。 15．（2025·广东茂名·模拟预测）光学现象在日常生活中随处可见，下列四幅图所示的光学实验或光学应用，说法不正确的是（　　） A．图甲为单色光的单缝衍射图样，且对同一单缝黄光对应中央亮条纹的宽度比绿光大 B．图乙为双缝干涉的实验装置，若增大挡板到屏的距离，条纹间距将减小 C．若减小图丙中薄片的厚度，条纹间距将变小 D．图丁为通过3D眼镜观看立体电影，利用了光的偏振原理 【答案】BC 【详解】A．图甲为单色光的单缝衍射图样，因黄光的波长大于绿光的波长，可知对同一单缝黄光对应中央亮条纹的宽度比绿光大，故A正确，不符合题意； B．图乙为双缝干涉的实验装置，若增大挡板到屏的距离，根据，可知条纹间距将增大，故B错误，符合题意； C．设图丙中空气膜倾尖端角为，根据几何关系可得 若减小图丙中薄片的厚度，则减小，减小，条纹间距将变大，故C错误，符合题意； D．图丁为通过3D眼镜观看立体电影，利用了光的偏振原理，故D正确，不符合题意。 故选BC。 16．（2025·广东佛山·二模）如图所示，水平面上放置有长方形水槽，其底面镀有反射银镜，槽内装有一定高度的水，水槽上方平行水面放置一白色光屏，一束白光以一定角度射向液面，从液面折射出来的光打到光屏上形成一彩色光带，最左端的为a光，最右端为b光。已知在水中紫光的折射率大于红光的折射率，以下说法正确的是（　　） A．a光是紫光，b光是红光 B．在水中传播时，a光的速度比b光快 C．从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏 D．若增加水的深度，彩色光带的宽度变窄 【答案】AC 【详解】A．根据题意，作出光路图，如图所示 由图可知，a光在水面O点发生折射时折射角较小，根据折射定律可知，a光的折射率较大，所以a光是紫光，b光是红光，故A正确； B．根据可知，a光的折射率较大，则在水中传播时，a光的速度比b光慢，故B错误； C．根据光路的可逆性可知，从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏，故C正确； D．如图所示 由图可知，若增加水的深度，彩色光带的宽度变宽，故D错误。 故选AC。 17．（2025·广东湛江·模拟预测）某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径为15cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点A、B。该同学用激光沿平行直径AOB方向照射“水晶球”，发现当激光射到“水晶球”上的C点且入射角i＝60°时，激光在球内经过一次反射后恰能从D点再次平行直径AOB从“水晶球”射出。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s。下列说法正确的是（　　） A．该“水晶球”的折射率为 B．光线经过一次折射对应的折射角为45° C．光在“水晶球”中的传播时间为 D．若仅换用波长较短的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变小 【答案】ACD 【详解】AB．根据对称性和光路可逆性作出光路图如图所示 根据几何关系可知， 则该“水晶球”的折射率为 故A正确，B错误； C．由几何关系得 光在“水晶球”中的传播速度为 光在“水晶球”中的传播时间为 故C正确； D．当换用入射光的波长较短时，则光的频率较大，光的折射率较大，由可知，光在“水晶球”中的传播速度变小，故D正确。 故选ACD。 18．（2025·广东深圳·二模）一定质量的理想气体经历A→B→C→A的状态变化过程，压强和体积的变化情况如图所示。正确的说法是（　　） A．状态A与状态C温度相同 B．B→C过程气体温度降低 C．C→A过程气体放出热量 D．A→B过程外界对气体做功 【答案】ABC 【详解】AB．根据理想气体状态方程pV=nRT 可得，pV乘积与温度成正比，结合图像可得状态A与状态C温度相同，B→C过程气体温度降低，故AB正确； C．C →A过程体积减小，外界对气体做功，温度不变，内能不变，结合热力学第一定律 可知气体放出热量，故C正确; D．A →B过程气体体积变大，气体对外界做功，故D错误。 故选ABC。 19．（2025·广东清远·二模）突发洪涝灾害中，可利用底面积为S的圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救。如图甲所示，将盆口向下竖直置于水面；如图乙所示，当缓慢下压使盆底与盆外液面齐平时，气体经历压缩过程。若该过程中系统与外界无热交换，下列说法正确的是（　　） A．气体对外界做正功 B．封闭气体的压强变大 C．封闭气体分子的平均动能变大 D．封闭气体分子间的平均间距变大 【答案】BC 【详解】A．由于竖直向下压盆过程中，气体体积减小，外界对气体做功，A错误； B．当塑料盆口向下竖直轻放在水面上时，封闭气体的压强等于大气压强，即 当用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平时有 所以 即封闭气体的压强变大，B正确； C．由于竖直向下压盆过程中，忽略此过程中封闭气体与外界的热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的平均动能变大，C正确； D．气体的体积变小，气体分子间的平均间距变小，D错误。 故选BC。 20．（2025·广东·一模）如图是“筒式二冲程柴油锤”的工作简图。压缩冲程：汽缸锤座压在水泥桩顶上，柱塞从一定高度释放落入汽缸内，压缩汽缸内的空气，并点燃汽缸内的柴油。做功冲程：柴油被点燃，通过高压气体将水泥桩压入泥土，同时柱塞被反推到汽缸外。柱塞和汽缸密封良好，则（　　） A．在压缩冲程，汽缸内气体发生等温变化 B．在压缩冲程，柱塞对汽缸内气体做正功 C．在做功冲程，汽缸内气体压强保持不变 D．在做功冲程，汽缸内气体对柱塞做正功 【答案】BD 【详解】AB．压缩冲程中，柱塞对汽缸内气体做正功，柱塞机械能转化为气体内能，汽缸内气体内能增大，汽缸内气体温度升高，故A错误、B正确； CD．做功冲程中，汽缸内气体对柱塞做正功，将内能转化为机械能，汽缸内气体内能减少，汽缸内气体温度降低；由于汽缸内气体质量不变，气体体积增大，由理想气体状态方程可知气体压强变小，故C错误、D正确。 故选BD。 三、解答题 21．（2025·广东·模拟预测）沼气是一种混合可燃气体看作理想气体。某家庭使用的沼气池贮气间为大小为的密闭室，主要给一款沼气炉灶供气，该款沼气炉灶的部分参数，灶前压力：沼气灶正常工作的灶前压力一般在之间，这个压力可以保证沼气稳定地供应到炉灶燃烧器进行充分燃烧。取绝对零度为。 (1)早晨使用结束后发现，贮气间的温度为，压强为1000Pa，中午使用前贮气间的温度上升至，若没有沼气补充，请通过计算说明，中午是否能稳定使用该沼气炉灶； (2)早晨使用结束后保持贮气间的温度为不变，压强为1000Pa，若没有沼气补充，求中午能够稳定使用的沼气占原沼气百分比。 【答案】(1)能稳定使用该款沼气炉灶 (2) 【详解】（1）已知， ， 密闭的贮气间内的气体发生等容变化，根据查理定律有 解得 故能稳定使用该款沼气炉灶。 （2）设贮气间内的气体发生等温变化，使用前， 当 时，不能稳定使用，设此时总体积为 ，由玻意耳定律有 解得 故能够稳定使用沼气占原沼气的百分比为 22．（2025·广东揭阳·三模）某种喷雾器贮液简的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示。拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒。设打气过程气体温度不变，求： (1)关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ (2)要使贮液筒中液面上方的空气压强达到4atm，打气筒要拉压多少次？在贮气筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？ (3)为了保证打气后，即使打开喷雾阀门不再打气也能把药液喷光，那么至少要拉压多少次打气筒？ 【答案】(1)1.4atm (2)15，2L (3)25 【详解】（1）把打气后药液面上方的气体作为研究对象，则V1=1.4L，p1=latm，V2=1L，由玻意耳定律得 解得 （2）设打了n次，则，，， 由玻意耳定律得 解得n=15次 则 得贮气筒内还剩V5=6L-4L=2L （3）设打了k次，则 解得k=25次 23．（2025·广东茂名·模拟预测）某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞A、B，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞A左侧连接一轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为的力。已知环境温度保持不变，大气压强始终为，活塞A、B的面积分别为、。初始时拉力为零，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。求： (1)拉力缓慢增大时，汽缸内的密封气体吸热还是放热； (2)当拉力时，活塞A与汽缸连接处的距离； (3)该装置所能测量拉力的最大值。 【答案】(1)吸热 (2) (3) 【详解】（1）拉力缓慢增大时，密封气体的体积增大，气体对外做功，即；汽缸导热良好，则密封气体温度不变，内能不变，即，根据热力学第一定律，可得，即密封气体从外界吸热。 （2）初始时密封气体的体积为 当拉力时，对活塞A、B和轻杆构成的系统进行受力分析可得 解得 根据理想气体等温变化的规律可得 解得 密封气体的体积为 解得 （3）活塞B到达汽缸连接处时，拉力达到最大值，密封气体的体积为 根据理想气体等温变化的规律可得 解得 对活塞A、B和轻杆构成的系统进行受力分析可得 解得 24．（2025·广东广州·三模）我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，为某种透明介质的截面图，为半径为的四分之一圆弧，三角形为等腰直角三角形，与水平面垂直并接触于B点。一束单色光射向圆心O，与的夹角为，当时，光线从O点射出，在水平面BM上B点左侧处形成亮斑（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c。（计算结果可以保留根号）： (1)求介质对这种光的折射率及光在该介质中的传播速度v； (2)当时，求光线在面形成的亮斑F与D间的距离x。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当时，如图所示 出射光线与OB夹角为θ，由几何关系得， 解得 由折射定律得 解得 传播速度 （2）临界角为，由 当时， 故在BC面发生全反射，并垂直AB出射打在F点 由几何关系得 25．（2025·广东深圳·二模）2025年第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行，开幕式上的“冰灯启梦”表演蔚为壮观。现设计了一款用某种材料制作的正方体“冰灯”，俯视如图甲所示，是一个边长为L=20cm的正方形，中心O处有一点光源。对该正方形所在平面内的光线进行研究，发现每条边上只有长度d=15cm范围内有光线射出。sin37°=0.6，sin8°=，不计二次反射、折射。求： (1)该材料的折射率是多少？ (2)如图乙所示，将点光源换成圆形线光源，置于正方形几何中心，线光源上每一点都可以看作点光源。要让四条边上各处均有光线射出，线光源的最小半径r是多少？ 【答案】(1)1.67 (2)2cm 【详解】（1）沿OA方向传播的光线在A点恰好发生全反射，如图所示 根据几何关系可得 根据临界角与折射率的关系可得 （2）光线恰好沿DE方向发生全反射，正方形各边所有地方将均有光射出，如图所示 由于， 所以 在直角三角形ODE中，有 解得 26．（2025·广东清远·二模）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，入射光线从P点以入射角射入半圆形玻璃砖，经半圆形玻璃砖后从玻璃砖圆形表面出射的光线与入射光线平行。已知，真空中的光速为c，，求： (1)半圆形玻璃砖的折射率； (2)光在半圆形玻璃砖中的传播时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光线射入玻璃砖的折射角为，根据几何关系可得 可得 根据折射定律可知，半圆形玻璃砖的折射率为 （2）光线在玻璃砖中的传播速度为 光线在玻璃砖中的传播距离为 则光在半圆形玻璃砖中的传播时间为 27．（24-25高三上·山东青岛·期末）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖AMB圆心为O点，半径为R，直角三棱镜的斜边EG平行于直径AB且长度等于2R，。在F横截面所在平面内，单色光线垂直入射到EF边，并从EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为。求： (1)从EG边射出的光线与EG边的夹角； (2)不考虑反射光线，半圆弧AMB上有光线射出的点到B点的最小弧长l。 【答案】(1)45° (2) 【详解】（1）根据题意作出光路图，如图所示 根据几何关系可得 根据折射定律可得 代入数据解得 （2）当光线射到半圆弧AMB上恰好发生全反射时，光路如图所示 根据几何关系可知 根据临界角与折射率的关系有 所以 所以最小弧长为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 光学与热学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 光学 2025年广东 2024年广东 2022年广东 2021年广东 过去五年广东高考物理中，热学与光学常考且多为选择题。热学聚焦分子动理论、气体实验定律及理想气体状态方程，常结合生活情境考查，如 2024 年通过差压阀考气体状态变化。光学重点考折射、全反射、干涉等，像 2025 年借测量玻璃折射率考查折射定律。考生要夯实概念，巧用规律，强化知识应用能力来应考。 考点2 热学 2025年广东 2024年广东 2023年广东 2022年广东 2021年广东 考点01光学 1．（2025·广东·高考真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 2．（2024·广东·高考真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（　　） A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C．逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D．逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 3．（2022·广东·高考真题）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。 4．（2021·广东·高考真题）如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为，折射角为；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角的正弦值表达式。 考点02 热学 5．（2022·广东·高考真题）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程 （选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。 6．（2021·广东·高考真题）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强 （选填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 7．（2025·广东·高考真题）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强，铸型室底面积，高度，底面与注气前气室内金属液面高度差，柱状气室底面积，注气前气室内气体压强为，金属液的密度，重力加速度取，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。 (1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度和气室内气体压强。 (2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸型室内的金属液高度为时，气室内气体压强。 8．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 9．（2023·广东·高考真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求：      （1）的表达式； （2）的表达式； （3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？ 10．（2022·广东·高考真题）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。 一、单选题 1．（2025·广东广州·三模）小明的爷爷喜欢喝盖碗茶，泡茶时，他向茶杯中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以喝了，已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低，则（    ） A．泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大 B．水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动 C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大 D．温度降低的过程中，杯内气体向外界放热 2．（2025·广东·三模）小李用打气筒给自行车轮胎充气，他快速下压打气筒的活塞，打气筒内的气体（未进入轮胎）从状态变化到状态、图像如图所示。此过程可视为绝热过程，关于此过程中打气筒内的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体向外界放热 B．气体的内能不变 C．外界对气体做的功大于气体增加的内能 D．单位时间内气体分子对活塞的撞击次数增大 3．（2025·广东汕头·二模）某个冬天的早晨，小红打开家里的制暖空调，为使制暖效果更佳，她关闭门窗，一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体，若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内，则下列说法正确的是（    ） A．制暖空调机工作时，热量从低温物体传递给高温物体 B．制暖空调机开始工作后，房间内气体的内能始终保持不变 C．待空调稳定后，花粉的运动激烈程度会减弱 D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动 4．（2025·广东惠州·模拟预测）某实验小组将固定在铁架台上的竖直放置的细管（下端封闭，上端开口）置于电梯内做实验。管内用高度为、密度为的液体密封了一段长度为的空气（可视为理想气体），如图所示。当电梯加速过程中，温度保持不变，空气柱的长度变为。已知大气压强为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．若，则电梯一定向下运动 B．若，则外界对管内气体做负功 C．若，则管内气体向外释放热量 D．加速过程中，管内气体的压强变为 5．（2025·广东·模拟预测）如图，光导纤维由内、外两种材料制成，一束蓝光信号与界面成α角由内芯射向外芯时恰好发生全反射，当光信号与界面的夹角大于α时将出现漏光现象，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外芯的折射率 B．激光在内芯中的传播速度大于在外芯中的传播速度 C．光导纤维在扭曲过度时可能会出现漏光现象 D．若红光信号与界面成α角由内芯射向外芯时，依然可以发生全反射 6．（2025·广东广州·模拟预测）图(a)所示，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的日晕现象，多出现于春夏时节；当一束太阳光射到六角形冰晶上时，可出现如图（b）所示的光路图，若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．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽 B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小 C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小 D．在冰晶中，b光的传播速度较小 7．（2025·广东广州·三模）一种“光开关”的“核心区”如图中虚线框区域所示，其中1、2是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚线框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（　　） A．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能 B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，则能实现“关”功能 C．若不充入介质，则能实现“开”功能 D．单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变 8．（2025·广东深圳·模拟预测）真空中，一半圆形玻璃砖放置在转盘上，一束由单色光组成的光线从左侧沿玻璃砖半径方向入射。如图，此时右侧光屏上无亮点。随着转盘逆时针匀速转动，光屏上先出现单色光的亮点，则下列推断正确的是（　　） A．光的频率小于光的频率 B．光在玻璃砖内的传播速度小于光 C．双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹间距较大，应该使用光 D．若均能使某金属发生光电效应，则光产生的光电子最大初动能较大 9．（2025·广东·三模）冰晶是一种结晶体，由水分子组成，在适宜的湿度和温度条件下，冰晶会形成六角形的晶体结构。一束太阳光射到六角形冰晶上，其中、两种单色光的光路图如图所示。比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在空气中，光的波长较大 B．冰晶对光的折射率较大 C．光在冰晶中的传播速度较大 D．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大 10．（2025·广东广州·三模）彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a、b光在由空气进入水滴后波长变长 C．从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射 D．通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距比b光的大 11．（2025·广东湛江·二模）气垫床已经成为露营的重要家庭用品。如图为一气垫床，未充气时，床内气体压强为p0、体积为V。用电动充气泵充气，每秒钟充入压强为p0、体积为0.1V的气体，充气结束时床内气体压强为3p0、体积为5V，充气过程气体温度保持不变。若要回家时为便于携带，气垫床就要放气。气体为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．充气泵充气的时间为14s B．充气结束后人就躺在气垫床上，床内气体的压强变小 C．傍晚时气垫床内气体温度降低，则气垫床内气体密度增大 D．气垫床在放气过程中，气体对外做功，气垫床内气体温度升高 12．（2025·广东茂名·一模）图甲为古代榨油场景，图乙是简化原理图，快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是（    ） A．为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小 B．木锲对每个木块的压力均为 C．木块挤压油饼过程中，油饼内能减小 D．木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力 二、多选题 13．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，一块镶嵌在展示柜里装饰用的长方体玻璃砖，其ABCD面露于柜外，玻璃砖厚度，左下侧A'B'棱上安装一条双色细灯带，能发出a、b两种颜色的光，在ABCD面上能观察到a、b复色光区域和b单色光区域，复色光区域沿着AD方向宽度为6cm，设真空中光速为c。则下列说法正确的是（    ） A．a光的折射率为 B．a光在此玻璃中传播速度为 C．b光折射率小于光折射率 D．a、b光折射率差值越大，单色光区域宽度越窄 14．（2025·广东茂名·模拟预测）如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面积为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为M、N两点射出，已知，，则下列说法正确的是（　　） A．ON是黄光，OM是红光 B．玻璃对OM光束的折射率为 C．沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长 D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射 15．（2025·广东茂名·模拟预测）光学现象在日常生活中随处可见，下列四幅图所示的光学实验或光学应用，说法不正确的是（　　） A．图甲为单色光的单缝衍射图样，且对同一单缝黄光对应中央亮条纹的宽度比绿光大 B．图乙为双缝干涉的实验装置，若增大挡板到屏的距离，条纹间距将减小 C．若减小图丙中薄片的厚度，条纹间距将变小 D．图丁为通过3D眼镜观看立体电影，利用了光的偏振原理 16．（2025·广东佛山·二模）如图所示，水平面上放置有长方形水槽，其底面镀有反射银镜，槽内装有一定高度的水，水槽上方平行水面放置一白色光屏，一束白光以一定角度射向液面，从液面折射出来的光打到光屏上形成一彩色光带，最左端的为a光，最右端为b光。已知在水中紫光的折射率大于红光的折射率，以下说法正确的是（　　） A．a光是紫光，b光是红光 B．在水中传播时，a光的速度比b光快 C．从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏 D．若增加水的深度，彩色光带的宽度变窄 17．（2025·广东湛江·模拟预测）某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径为15cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点A、B。该同学用激光沿平行直径AOB方向照射“水晶球”，发现当激光射到“水晶球”上的C点且入射角i＝60°时，激光在球内经过一次反射后恰能从D点再次平行直径AOB从“水晶球”射出。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s。下列说法正确的是（　　） A．该“水晶球”的折射率为 B．光线经过一次折射对应的折射角为45° C．光在“水晶球”中的传播时间为 D．若仅换用波长较短的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变小 18．（2025·广东深圳·二模）一定质量的理想气体经历A→B→C→A的状态变化过程，压强和体积的变化情况如图所示。正确的说法是（　　） A．状态A与状态C温度相同 B．B→C过程气体温度降低 C．C→A过程气体放出热量 D．A→B过程外界对气体做功 19．（2025·广东清远·二模）突发洪涝灾害中，可利用底面积为S的圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救。如图甲所示，将盆口向下竖直置于水面；如图乙所示，当缓慢下压使盆底与盆外液面齐平时，气体经历压缩过程。若该过程中系统与外界无热交换，下列说法正确的是（　　） A．气体对外界做正功 B．封闭气体的压强变大 C．封闭气体分子的平均动能变大 D．封闭气体分子间的平均间距变大 20．（2025·广东·一模）如图是“筒式二冲程柴油锤”的工作简图。压缩冲程：汽缸锤座压在水泥桩顶上，柱塞从一定高度释放落入汽缸内，压缩汽缸内的空气，并点燃汽缸内的柴油。做功冲程：柴油被点燃，通过高压气体将水泥桩压入泥土，同时柱塞被反推到汽缸外。柱塞和汽缸密封良好，则（　　） A．在压缩冲程，汽缸内气体发生等温变化 B．在压缩冲程，柱塞对汽缸内气体做正功 C．在做功冲程，汽缸内气体压强保持不变 D．在做功冲程，汽缸内气体对柱塞做正功 三、解答题 21．（2025·广东·模拟预测）沼气是一种混合可燃气体看作理想气体。某家庭使用的沼气池贮气间为大小为的密闭室，主要给一款沼气炉灶供气，该款沼气炉灶的部分参数，灶前压力：沼气灶正常工作的灶前压力一般在之间，这个压力可以保证沼气稳定地供应到炉灶燃烧器进行充分燃烧。取绝对零度为。 (1)早晨使用结束后发现，贮气间的温度为，压强为1000Pa，中午使用前贮气间的温度上升至，若没有沼气补充，请通过计算说明，中午是否能稳定使用该沼气炉灶； (2)早晨使用结束后保持贮气间的温度为不变，压强为1000Pa，若没有沼气补充，求中午能够稳定使用的沼气占原沼气百分比。 22．（2025·广东揭阳·三模）某种喷雾器贮液简的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示。拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒。设打气过程气体温度不变，求： (1)关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ (2)要使贮液筒中液面上方的空气压强达到4atm，打气筒要拉压多少次？在贮气筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？ (3)为了保证打气后，即使打开喷雾阀门不再打气也能把药液喷光，那么至少要拉压多少次打气筒？ 23．（2025·广东茂名·模拟预测）某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞A、B，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞A左侧连接一轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为的力。已知环境温度保持不变，大气压强始终为，活塞A、B的面积分别为、。初始时拉力为零，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。求： (1)拉力缓慢增大时，汽缸内的密封气体吸热还是放热； (2)当拉力时，活塞A与汽缸连接处的距离； (3)该装置所能测量拉力的最大值。 24．（2025·广东广州·三模）我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，为某种透明介质的截面图，为半径为的四分之一圆弧，三角形为等腰直角三角形，与水平面垂直并接触于B点。一束单色光射向圆心O，与的夹角为，当时，光线从O点射出，在水平面BM上B点左侧处形成亮斑（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c。（计算结果可以保留根号）： (1)求介质对这种光的折射率及光在该介质中的传播速度v； (2)当时，求光线在面形成的亮斑F与D间的距离x。 25．（2025·广东深圳·二模）2025年第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行，开幕式上的“冰灯启梦”表演蔚为壮观。现设计了一款用某种材料制作的正方体“冰灯”，俯视如图甲所示，是一个边长为L=20cm的正方形，中心O处有一点光源。对该正方形所在平面内的光线进行研究，发现每条边上只有长度d=15cm范围内有光线射出。sin37°=0.6，sin8°=，不计二次反射、折射。求： (1)该材料的折射率是多少？ (2)如图乙所示，将点光源换成圆形线光源，置于正方形几何中心，线光源上每一点都可以看作点光源。要让四条边上各处均有光线射出，线光源的最小半径r是多少？ 26．（2025·广东清远·二模）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，入射光线从P点以入射角射入半圆形玻璃砖，经半圆形玻璃砖后从玻璃砖圆形表面出射的光线与入射光线平行。已知，真空中的光速为c，，求： (1)半圆形玻璃砖的折射率； (2)光在半圆形玻璃砖中的传播时间。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$