专题12 热学 光学（湖南专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题12 热学 光学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 气体、固体和液体 2025、2024、2023、2022、2021 五年考情确立“气体、固体和液体”为绝对高频核心，命题趋势聚焦多态物质微观-宏观规律联动及前沿器件的物理原理溯源。试题设计显著强化气体实验定律的深度建模，或分析非理想气体的临界温度现象，通过范德瓦尔斯方程修正实际气体等温线。光学命题更趋综合化与精细化，折射定律考查侧重动态光路，如平行玻璃砖旋转时的侧移量计算；全反射问题深化工程应用，涉及光纤通信的数值孔径设计、生物内窥镜的视场角优化。波动光学考查向定量化升级，要求通过干涉条纹间距公式反推光源波长，利用双缝/多缝衍射的光强分布函数分析缺级现象；热力学第二定律的应用更重实际意义。实验创新突出多技术融合，如用压力传感器实时监测气体等温压缩的p-V关系， 考点2 热力学定律 2022 考点3 光的折射 2025、2023 考点4 全反射 2022、2021 考点5 光的干涉 2024 考点01 气体、固体和液体 1．（2025·湖南·高考）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为的空气柱。液柱长为h，密度为。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为，大气压强为。 (1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小； (2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长，细管开口向上竖直放置时空气柱温度。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）竖直放置时里面气体的压强为 水平放置时里面气体的压强 由等温过程可得 解得 （2）由定容过程 代入数据可得 2．（2024·湖南·高考）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 （1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p和V表示）； （2）小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m = 8.66 × 10−3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：(p−p0)(V−VB0) = C，其中p0 = 1.0 × 105Pa为大气压强，VB0 = 0.5 × 10−3m3为气球无张力时的最大容积，C = 18J为常数。已知该气球自身质量为m0 = 8.40 × 10−3kg，外界空气密度为ρ0 = 1.3kg/m3，求气球内气体体积V的大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有 解得 （2）设气球内气体质量为，密度为，则等温变化中，气体质量不变，有： 对气球进行受力分析如图所示 根据气球的受力分析有 结合题中p和V满足的关系为 解得 3．（2023·湖南·高考）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强； （2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。    【答案】（1）；（2） 【详解】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，气体体积 根据玻意耳定律 解得 （2）同理第二次抽气 解得 以此类推…… 则当n次抽气后助力气室内的气体压强 则刹车助力系统为驾驶员省力大小为 4．（2022·湖南·高考）如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积的导热汽缸下接一圆管，用质量、横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离，外界大气压强，重力加速度取，环境温度保持不变，求： （1）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强； （2）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有 代入数据解得 （2）当活塞在B位置时，汽缸内压强为p2，则有 代入数据解得 将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有 联立解得 5．（2021·湖南·学业水平选择性）小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。 （1）当电子天平示数为时，环境温度为多少？ （2）该装置可测量的最高环境温度为多少？ 【答案】（1）297K；（2）309K 【详解】（1）由电子天平示数为600.0g时，则细绳对铁块拉力为 又：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则汽缸内气体压强等于大气压强 ① 当电子天平示数为400.0g时，设此时汽缸内气体压强为p2，对受力分析有 ② 由题意可知，汽缸内气体体积不变，则压强与温度成正比： ③ 联立①②③式解得 （2）环境温度越高，汽缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示数越大，由于细绳对铁块的拉力最大为0，即电子天平的示数恰好为1200g时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时汽缸内气体压强为p3，对受力分析有 ④ 又由汽缸内气体体积不变，则压强与温度成正比 ⑤ 联立①④⑤式解得 6．（2021·湖南·学业水平选择性）（多选）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为和）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从下降高度到位置时，活塞上细沙的总质量为。在此过程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．整个过程，外力做功大于0，小于 B．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 C．整个过程，理想气体的内能增大 D．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于 E．左端活塞到达位置时，外力等于 【答案】BDE 【详解】A. 根据做功的两个必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞没有移动，可知整个过程，外力F做功等于0，A错误； BC. 根据汽缸导热且环境温度没有变，可知汽缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，B正确，C错误； D. 由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：，D正确； E. 左端活塞到达 B 位置时，根据压强平衡可得：，即：，E正确。 故选BDE。 考点02 热力学定律 7．（2022·湖南·高考）（多选）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（　　） A．A端为冷端，B端为热端 B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律 【答案】ABE 【详解】A. 依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部分热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以A端为冷端、B端为热端，故A正确； B．依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故B正确； C．A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误； DE．该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E正确。 故选ABE。 考点03 光的折射 8．（2025·湖南·高考）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．入射角θ小于45° B．该介质折射率大于 C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 【答案】D 【详解】AB．根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有，则有，，解得，故AB错误； C．根据题意，由，可知，即，增大入射角，光路图如图所示 由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误； D．减小入射角，光路图如图所示 由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确。 故选D。 9．（2023·湖南·高考）（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（   ）    A．水的折射率为 B．水的折射率为 C．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60° 【答案】BC 【详解】AB．他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α = 41°时激光恰好发生全反射，则，则，A错误、B正确； CD．当他以α = 60°向水面发射激光时，入射角i1 = 30°，则根据折射定律有nsini1 = sini2 折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确、D错误。 故选BC 考点04 全反射 10．（2022·湖南·高考）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率，屏障间隙。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射。 （1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度控制为60°，求屏障的高度d； （2）若屏障高度，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。 【答案】（1）1.55mm；（2）0.35mm 【详解】（1）发光像素单元射到屏障上的光被完全吸收，考虑射到屏障顶端的光射到透明介质和空气界面，折射后从界面射向空气，由题意可知θ=60°，则 在介质中的入射角为i，则 解得 由几何关系 解得 （2）若视角度刚好被扩为180°，则，此时光线在界面发生全反射，此时光线在界面处的入射角 解得C=30° 此时发光像素单元发光点距离屏障的距离为 像素单元宽度x最小为 11．（2021·湖南·学业水平选择性）我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高的人站在水平地面上，其正前方处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为、深度为，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。 （i）若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？ （ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？ 【答案】（i）1.38；（ii）1.7 【详解】（i）根据题意作出如下光路图 当孔在人身高一半时有 tanθ = = ≈ ，sinθ = 0.8， tanα = ，sinα = 由折射定律有 n = （ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，则可画出如下光路图 根据几何关系有 考点05 光的干涉 12．（2024·湖南·高考）（多选）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 【答案】BC 【 【详解】CD．根据题意画出光路图 如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S′发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S与S′的距离为d，则d = 2aS到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式，可得，则若θ = 0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不会移动，故C正确，D错误； AB．同理再次画出光路图有 沿OA向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，沿AO向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。 故选BC。 一、单选题 1．（25届·邵阳·三联·下）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级）。实验装置如图甲所示，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻亮条纹的间距为，则下列说法正确的是（　　） A． B．A与直径相差越大，越大 C．轻压左端，若增大则有 D．若A与直径相等，也可能产生图乙中类似的干涉条纹 【答案】A 【详解】A．设标准平面的玻璃平晶之间的夹角为，根据几何关系有，令薄膜厚度为d，根据薄膜干涉条件有（，，），根据几何关系有，即有，联立解得，故A正确； B．由上述分析可知，A与直径相差越大，越大，越小，故B错误； C．轻压左端，直径为减小，若增大，结合上述可知，两标准平面玻璃平晶之间的夹角为减小，表明，故C错误； D．若A与直径相等，可知空气薄膜的厚度处处相等，若能够发生上述明条纹干涉现象，则每一位置均出现明条纹，不能够形成明暗相间的干涉条纹，即不能产生图乙中类似的干涉条纹，故D错误。 故选A。 2．（2025·湖南永州·三模）下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即，这是人类第一次实现的原子核的人工转变 B．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射和折射时，反射光是自然光，折射光是偏振光 C．水黾停在水面上是表面张力平衡了水黾的重力 D．土壤里有很多毛细管，如果要保存地下的水分，需要用碾子压紧土壤 【答案】A 【详解】A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即，这是人类第一次实现的原子核的人工转变，故A正确； B．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射和折射时，反射光和折射光都是偏振光，故B错误； C．水黾停在水面上是水的表面张力对水黾的作用力与重力平衡，不能说重力与表面张力平衡，故C错误； D．土壤里有很多毛细管，如果要保存地下的水分，需要给农田松土，破坏毛细管，使地下水不会被引上来快速蒸发，故D错误。 故选A。 3．（25届·永州·高三下·模拟）下面有四幅图片，涉及有关物理现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，水银在玻璃上形成“椭球形”的液滴说明水银不浸润玻璃 B．图乙中，若抽掉绝热容器中间的隔板，气体的温度将降低 C．图丙中，观察二氧化氮扩散实验，说明空气分子和二氧化氮分子间存在引力 D．图丁中，封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体分子间距离减小 【答案】A 【详解】A．图甲中，水银在玻璃上形成“椭球形”的液滴说明水银不浸润玻璃，故A正确； B．图乙中，若抽掉绝热容器中间的隔板，由于容器右侧是真空，所以气体自由膨胀过程不做功，没有发生热传递，根据热力学第一定律可知，气体内能不变，则气体的温度不变，故B错误； C．图丙中，观察二氧化氮扩散实验，此现象属于扩散现象，是分子无规则运动的结果，不能说明分子间存在相互作用的引力，故C错误； D．图丁中，封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，是气体压强逐渐变大的缘故，故D错误。 故选A。 4．（25届湘豫名校高三·下·三模）如图所示，半球形均匀玻璃砖过球心O的截面为MPN，PO与底面垂直。由红、蓝两种单色光组成的一束细光束从P点入射，入射角为45°，折射光线分别打在直径MN的a、b点。下列说法正确的是（　　） A．打到a点的光为蓝光 B．打到a点的光在底面可能发生全反射 C．若两束光能从a、b射出底面，出射光线不平行 D．光由P到a传播的时间比由P到b传播的时间短 【答案】D 【详解】A．设入射角为i，折射角为r，玻璃的折射率为n。由折射定律有n=，蓝光对玻璃的折射率大，折射角小，所以a是红光，故A错误； B．到达底面光线的入射角i'=r，设折射角r'，有n=，可得r'=i=45°，可知打到a、b的光在底面均不能发生全反射，故B错误； C．从底面射出的两束光折射角均为45°，出射光线平行，故C错误。 D．光在玻璃中的速度v=，传播距离L=，传播时间t=，由于r<45°，2r<90°，r越大，sin2r越大，t越小，可知光由P到a传播的时间比由b传播的时间短，故D正确。 故选D。 5．（24-25高三下·湖南沅澧共同体·一模）早期浸入式光刻技术利用了光由介质Ⅰ入射到介质Ⅱ后改变波长，使波长达到光刻要求，然后对晶圆进行刻蚀。如图所示，光波通过分界面后，，下列判断正确的是（　　） A．频率变小 B．波长变长 C．速度变小 D．介质Ⅰ的折射率大于介质Ⅱ的折射率 【答案】C 【详解】光波通过分界面后，因，介质Ⅱ的折射率大于介质Ⅰ的折射率，光的频率不变，周期不变，速度由公式，速度变小，波长变短。 故选C。 6．（2025·湖南长沙雅礼中学·一模）光屏竖直放置，直线与光屏垂直，用激光笔沿与方向成角的方向照射光屏，光屏上C处有激光亮点。此时在光屏前竖直放置厚度为d折射率为的平板玻璃，激光亮点从光屏上的C点移动到D点（未画出），则间距为（　　）。 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】光通过玻璃砖折射后出射光线与入射光线平行，过D点作，完成光路图如图所示 ，，解得 ，故B正确。 7．（24-25高三·湖南怀化·三模）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气（视为真空）中，一单色细光束从的中点垂直于面入射，刚好在面发生全反射，，，光在真空中的传播速度为，则（　　） A．棱镜的折射率为 B．光从面射出的折射角为 C．光在棱镜中的传播速度为 D．光从射入棱镜到第一次射出所用时间为 【答案】D 【详解】A．光在棱镜中的传播光路图如图所示 根据题意，则有，解得，故A错误； B．根据，其中，解得，可知，故B错误； CD．光在棱镜中的传播速度为，的长度，的长度，故光从射入棱镜到第一次射出所用时间为，解得，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 8．（2025·湖南长沙·湖南师大附中·高三下·一模）为模拟光在光导纤维中的传播原理，取一圆柱形长直玻璃丝进行实验。如图所示，纸面内有一束激光由空气中以的入射角射向玻璃丝的端面圆心，恰好在玻璃丝的内侧面发生全反射，此时内侧面入射角为。下列说法正确的是（　　） A． B．玻璃丝只能传播该频率的光 C．激光由空气中进入玻璃丝后，其波长变短 D．减小入射角，激光在玻璃丝中仍能发生全反射 【答案】CD 【详解】A．根据折射定律有，又因为光恰好在玻璃丝的内侧面发生全反射，则有 联立解得，故A错误； B．玻璃丝可以传播不同频率的光，故B错误； C．激光由空气中进入玻璃丝后，传播速度变小，则波长变短，故C正确； D．减小入射角，则折射角减小，光在玻璃丝的内侧面入射角增大，大于临界角，发生全反射，故D正确。 故选CD。 9．（2025·湖南长沙长郡中学·高三下·模拟）如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出的两种不同颜色的光和光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。以下说法正确的是（　　） A．在真空中，光的波长比光大 B．若两种光照射某种金属均能产生光电效应现象，则光产生的光电子最大初动能更大 C．若光源匀速向下运动，水面上看到的两个圆形边界的半径变大的速度相同 D．若在水的表面滴入两滴食用油（光在食用油中折射率大于水中的折射率），形成的膜的厚度，则在液面上方可以看见光圆形区域半径近似不变 【答案】AD 【详解】A．在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角，光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知光的临界角较大，根据，水对光的折射率比光小，则在真空中，光的频率较小，波长较长，A正确； B．因为光的频率较小，若用、两种光照射某种金属均可以发生光电效应现象，根据 则用光照射该金属时产生的光电子最大初动能更大，B错误； C．由，圆的半径，所以两个圆环半径增大的速度均为匀速，但是大圆的半径增加的速度更大，C错误； D．如图所示，，故，因为油膜的厚度，故边界圆的半径不变，D正确。 故选AD。 10．（24-25高三·湖南天壹名校联盟·下期冲刺压轴大联考）如图所示，水平面内有一半径为R的D形玻璃砖，过底面中点O作一垂直于底面的直线图中虚线表示交玻璃砖于C处，垂直于OC连线紧贴C点放置一足够长的光屏。对准底面中点O射入一束极窄的激光，初始时激光束沿平行于底面的AO方向入射，然后绕O点顺时针以恒定的角速度旋转，直至激光束从BO方向入射。若玻璃砖对该激光的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．激光束射到光屏上的点的移动范围为2R B．激光束射到光屏上的点的移动范围为 C．折射光线的角速度随时间均匀变化 D．折射光线的角速度随时间的变化不均匀 【答案】AD 【详解】AB．根据折射定律 当激光束沿AO方向入射时，入射角为，折射角，折射光线射到光屏上的D点。则根据对称性，激光束射到光屏上的点的移动范围长为，故A正确，B错误； CD．由折射定律和数学知识可知当入射角以恒定角速度旋转时折射光线的角速度与时间的函数关系不是一次函数，所以角速度随时间的变化不均匀，故D正确C错误。 11．（24-25高三·湖南长沙·保温（二））某小组使用玻璃球模拟彩虹的产生原理，该玻璃球对红光和紫光的折射率分别为和，一束白光入射到玻璃球表面，入射角为，红光和紫光从玻璃球内部照射到表面时形成出射点，当两出射点在球面上连线的弧长至少为时，肉眼可分辨并观测到彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．红光和紫光在玻璃球中的传播速度的比值为 B．红光和紫光在玻璃球中的传播速度的比值为 C．白光进入玻璃球发生一次反射后从玻璃球表面射出，若能观测到彩色条纹，玻璃球的半径至少为 D．白光进入玻璃球发生一次反射后从玻璃球表面射出，若能观测到彩色条纹，玻璃球的半径至少为 【答案】AD 【详解】AB．光在玻璃球中的传播速度为，紫光折射率大，传播速度小，则，故A正确，B错误； CD．红光和紫光在介质中的光路图如图所示 第一次折射时，红光由空气射入玻璃，解得，紫光由空气射入玻璃，解得 根据几何关系，第二次折射时的入射角等于第一次折射时的折射角，解得，故C错误，D正确。 故选AD。 12．（2025·湖南永州·三模）一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到状态a，其图像如图所示。已知a、c两状态下气体的温度相同，下列说法正确的是（　　） A．a、c状态下气体的内能相等 B．的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值 C． D．的整个过程中气体对外界做功为零 【答案】AC 【详解】A．a、c两状态下气体的温度相同，可知a、c状态下气体的内能相等，选项A正确； B．的过程中气体体积减小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减小，根据，可知，气体内能变化量的绝对值小于放出热量的绝对值，选项B错误； C．a、c两状态下气体的温度相同，则对两态由玻意耳定律，解得，选项C正确； D．图像与坐标轴围成的面积等于气体对外做功，克制的整个过程中气体对外界做功，其大小等于abc图形包含的面积大小，选项D错误。 故选AC。 13．（25届·怀化·二模）如图所示， 为某一定质量的封闭理想气体的绝热曲线（与外界没有热量交换）， 是某一变化过程（ 平行于 轴），其中箭头表示过程进行的方向。下列说法正确的是（　　） A．气体由状态A沿绝热曲线 到状态 的过程中，温度一直不变 B．气体由状态A沿直线 到状态 的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少 C．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体要吸收热量 D．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体对外先做负功后做正功 【答案】BC 【详解】A．气体由状态A沿绝热线到状态 一直对外做正功，且和外界无热量交换，故内能一直减少，对应温度一直降低，A错误； B．气体由状态A到状态 的过程中，温度升高，气体分子的平均速率变大，又因为气体压强保持不变，则气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少，B正确； C．气体由状态A经曲线 和 后回到 ，内能不变，但总的过程对外做正功，故要吸收热量，吸收热量的大小对应曲线 和曲线 所围成的面积大小，而气体沿曲线 由状态 到状态 的过程中不与外界有热量的交换，故气体由状态 沿曲线 到状态 的过程中要吸收热量，C正确； D．气体由状态A到状态 的过程中对外做正功，由状态 到状态 的过程中外界对气体做正功，D错误。 故选BC。 14．（2025·常德一中·高考模拟）如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减小 B．a→b过程，气体分子的平均动能减小 C．b→c过程，气体的分子数密度变大 D．b→c过程，气体一定对外界放出热量 【答案】BC 【详解】A．a→b 过程，气体压强不变，温度降低，气体分子与容器壁的碰撞平均作用力减小，根据气体压强微观意义可知，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故A错误； B．a→b过程，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确； C．把该图像转化为图像如图所示在b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据 可得，可知气体体积减小，气体分子数密度变大，故C正确； D．在b→c过程，由于气体体积减小，外界对气体做功，气体温度升高则气体内能增加，根据热力学第一定律可知，∆U与W大小不确定，气体既可能从外界吸热也可能对外界放热，故D错误。 故选BC。 15．（25届高三下·湖南长沙邵阳多校联考·三模）如图为一个绝热的密封容器瓶，通过一细管AB与外界相连，瓶内用水银封住了一定质量的理想气体，管中水银面O比瓶内水银面高。现在将瓶子缓慢旋转，整个过程中管的B端始终在水银内。外界大气压，则下列说法正确的是（　　） A．初始状态瓶内气体的压强 B．末状态瓶内气体压强小于初始状态瓶内气体压强 C．瓶内气体的质量发生了变化 D．这个过程中瓶内气体的温度降低了 【答案】BD 【详解】A．由题意可知初始状态瓶内气体的压强，故A错误； B．根据题意，将瓶子缓慢旋转的整个过程中管的B端始终在水银内，说明旋转完毕达到新的平衡时，细管仍然有一段水银柱存在，气体没有泄露现象，由此得，末状态瓶内气体压强，故B正确； C．由于细管的B端始终在水银内，气体无法逸出或进入，因此瓶内气体的质量保持不变，故C错误； D．对瓶内一定质量的理想气体，当经历绝热降压过程时，由热学知识可得体积必然增大，气体对外做功，即，由热力学第一定律，又由题意知，故得，即气体内能减少，温度降低，故D正确； 故选BD。 三、解答题 16．（25届高三下·湖南长沙邵阳多校联考·三模）如图1、2所示为同一种透明材料制成的两个三棱柱的横截面，两横截面均为直角三角形，∠CAB=45°，∠EDF=30°，两束频率相同的平行于底边的光分别射到BC边与EF边。已知射到三角形ABC的光，在AC边恰好发生全反射，射到三角形DEF的光第一次到达DF边的H点（图中未标出），H点到D点的距离为d，真空中的光速为c，求： (1)该透明材料的折射率； (2)光从H点到DE边传播的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在AC边恰好发生全反射，则有 解得 （2）作出光路图如图所示 由几何关系知光射到DE边G点时入射角为30°，可以射出，由几何关系可知 光在介质中的速度 则光从H点到DE边传播的时间 17．（2025·常德一中·高考模拟）如图所示，在折射率为n=的液体内部有一个可移动的点光源S，点光源S初始位置的深度h=0.3m，图中B点为液面上观察到的光斑的最右侧点。 (1)求点光源S在初始位置时，液面上观察到的光斑的面积 (保留两位有效数字)； (2)让点光源S向某个方向做匀速直线运动，发现光斑最右侧边缘一点B位置未动，而最左侧边缘一点D在向左移动，光源运动时，D点向左移动了x=0.8m，求： i. 此时点光源S的深度； ii. 点光源S运动的速度大小和方向。 【答案】(1)0.50m2 (2)0.6m，0.25m/s，与竖直方向成53°角沿左下方 【详解】（1）在B处发生全反射，由对称性可知，液面上光斑为圆面。如图临界角C满足 由几何关系得 解得R=0.4m 光斑的面积为S=πR2≈0.50m2 （2）i.因为光斑最右侧B点位置未动，则光源只能沿BC斜向下运动，光路如图，由 可知，h与R为正比关系，则 解得m ii.光源移动的位移s满足 由公式 解得v=0.25m/s 方向满足，速度方向为与竖直方向成53°角沿左下方。 18．（2025·湖南长沙·湖南师大附中·高三下·二模）设计一个测定水深的深度计，导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为和，长度均为，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为，最初汽缸Ⅰ内通过A封有压强为的气体，汽缸Ⅱ内通过B封有压强为的气体，一细管连通两汽缸，开始时A、B均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，已知相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体。 (1)求此深度计能测的最大深度； (2)若要测量的最大水深m，汽缸Ⅰ内通过A所封气体的压强应改为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据图示分析可知，当活塞A恰好到达汽缸Ⅰ区右侧，但与右侧没有挤压时，能够测量的水最深，此时活塞B左右两侧的气体压强相等，对活塞B左侧气体有 对活塞B右侧气体有 解得， 则水产生的压强为 由于相当于10m高的水产生的压强，可知此深度计能测的最大深度为m=m （2）若要测量的最大水深m，该深度对应压强为，此时活塞A恰好到达汽缸Ⅰ区右侧，气体压强为 令置于水中之前，汽缸Ⅰ内通过A所封气体的压强为，根据玻意耳定律对活塞B左侧气体有 对活塞B右侧气体有 解得 19．（25届·邵阳·三联·下）被喻为五感经济中最后一片蓝海，“嗅觉经济”近年来正为美妆类消费的风口，中国香水市场增长迅速，国产品牌纷纷入局。在工业测量过程中，经常会用到充气的方法较精确地测定异形容器的容积和密封程度，为测量某国产香水瓶的容积，将该香水瓶与一带活塞的汽缸相连且导热性良好，汽缸和香水瓶内压强均为，汽缸体积为，推动活塞将汽缸内所有气体缓慢推入香水瓶，测得此时压强为P。 (1)求香水瓶容积； (2)若密封程度合格标准为：漏气质量小于原密封气体质量为3%视为合格。具体操作是：将香水瓶封装，使温度从T增加到1.20T，测得其内部压强由变为，请判断该香水瓶封装是否合格。 【答案】(1) (2)该香水瓶封装不合格 【详解】（1）由玻意耳定律可得 解得 （2）由理想气体状态方程可得 可得 漏气体积 漏气质量与原密封气体质量之比为 该香水瓶封装不合格。 20．（2025·湖南长沙雅礼中学·一模）图甲为我国某电动轿车的空气减震器（由活塞、足够长汽缸组成，活塞底部固定在车轴上）。该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接。封闭气体初始温度、长度、压强，重力加速度g取。 (1)为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向汽缸内充气，让汽缸缓慢上升，此过程中气体温度保持不变，求需向一个汽缸内充入与缸内气体温度相同、压强的气体的体积； (2)在（1）问情况下，当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，汽缸下降，稳定时汽缸内气体长度变为，气体温度变为，若该过程中气体放出热量，气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程中一个汽缸气体内能的变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）（1）设充入的气体体积为V，以充入后全部气体为研究对象 由玻意耳定律可得 代入数据解得 （2）在（1）问情况下，汽缸下降稳定后，设压强为 由理想气体状态方程有 代入数据解得 结合图像可得此过程中外界对气体做功 代入数据解得 由热力学第一定律得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 热学 光学 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 气体、固体和液体 2025、2024、2023、2022、2021 五年考情确立“气体、固体和液体”为绝对高频核心，命题趋势聚焦多态物质微观-宏观规律联动及前沿器件的物理原理溯源。试题设计显著强化气体实验定律的深度建模，或分析非理想气体的临界温度现象，通过范德瓦尔斯方程修正实际气体等温线。光学命题更趋综合化与精细化，折射定律考查侧重动态光路，如平行玻璃砖旋转时的侧移量计算；全反射问题深化工程应用，涉及光纤通信的数值孔径设计、生物内窥镜的视场角优化。波动光学考查向定量化升级，要求通过干涉条纹间距公式反推光源波长，利用双缝/多缝衍射的光强分布函数分析缺级现象；热力学第二定律的应用更重实际意义。实验创新突出多技术融合，如用压力传感器实时监测气体等温压缩的p-V关系， 考点2 热力学定律 2022 考点3 光的折射 2025、2023 考点4 全反射 2022、2021 考点5 光的干涉 2024 考点01 气体、固体和液体 1．（2025·湖南·高考）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为的空气柱。液柱长为h，密度为。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为，大气压强为。 (1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小； (2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长，细管开口向上竖直放置时空气柱温度。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。 2．（2024·湖南·高考）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 （1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p和V表示）； （2）小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m = 8.66 × 10−3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：(p−p0)(V−VB0) = C，其中p0 = 1.0 × 105Pa为大气压强，VB0 = 0.5 × 10−3m3为气球无张力时的最大容积，C = 18J为常数。已知该气球自身质量为m0 = 8.40 × 10−3kg，外界空气密度为ρ0 = 1.3kg/m3，求气球内气体体积V的大小。 3．（2023·湖南·高考）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强； （2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。    4．（2022·湖南·高考）如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积的导热汽缸下接一圆管，用质量、横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离，外界大气压强，重力加速度取，环境温度保持不变，求： （1）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强； （2）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。 5．（2021·湖南·学业水平选择性）小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。 （1）当电子天平示数为时，环境温度为多少？ （2）该装置可测量的最高环境温度为多少？ 6．（2021·湖南·学业水平选择性）（多选）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为和）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从下降高度到位置时，活塞上细沙的总质量为。在此过程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．整个过程，外力做功大于0，小于 B．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 C．整个过程，理想气体的内能增大 D．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于 E．左端活塞到达位置时，外力等于 考点02 热力学定律 7．（2022·湖南·高考）（多选）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（　　） A．A端为冷端，B端为热端 B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律 考点03 光的折射 8．（2025·湖南·高考）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．入射角θ小于45° B．该介质折射率大于 C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 9．（2023·湖南·高考）（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（   ）    A．水的折射率为 B．水的折射率为 C．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60° 考点04 全反射 10．（2022·湖南·高考）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率，屏障间隙。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射。 （1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度控制为60°，求屏障的高度d； （2）若屏障高度，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。 11．（2021·湖南·学业水平选择性）我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高的人站在水平地面上，其正前方处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为、深度为，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。 （i）若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？ （ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？ 考点05 光的干涉 12．（2024·湖南·高考）（多选）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 一、单选题 1．（25届·邵阳·三联·下）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级）。实验装置如图甲所示，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻亮条纹的间距为，则下列说法正确的是（　　） A． B．A与直径相差越大，越大 C．轻压左端，若增大则有 D．若A与直径相等，也可能产生图乙中类似的干涉条纹 2．（2025·湖南永州·三模）下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即，这是人类第一次实现的原子核的人工转变 B．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射和折射时，反射光是自然光，折射光是偏振光 C．水黾停在水面上是表面张力平衡了水黾的重力 D．土壤里有很多毛细管，如果要保存地下的水分，需要用碾子压紧土壤 3．（25届·永州·高三下·模拟）下面有四幅图片，涉及有关物理现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，水银在玻璃上形成“椭球形”的液滴说明水银不浸润玻璃 B．图乙中，若抽掉绝热容器中间的隔板，气体的温度将降低 C．图丙中，观察二氧化氮扩散实验，说明空气分子和二氧化氮分子间存在引力 D．图丁中，封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体分子间距离减小 4．（25届湘豫名校高三·下·三模）如图所示，半球形均匀玻璃砖过球心O的截面为MPN，PO与底面垂直。由红、蓝两种单色光组成的一束细光束从P点入射，入射角为45°，折射光线分别打在直径MN的a、b点。下列说法正确的是（　　） A．打到a点的光为蓝光 B．打到a点的光在底面可能发生全反射 C．若两束光能从a、b射出底面，出射光线不平行 D．光由P到a传播的时间比由P到b传播的时间短 5．（24-25高三下·湖南沅澧共同体·一模）早期浸入式光刻技术利用了光由介质Ⅰ入射到介质Ⅱ后改变波长，使波长达到光刻要求，然后对晶圆进行刻蚀。如图所示，光波通过分界面后，，下列判断正确的是（　　） A．频率变小 B．波长变长 C．速度变小 D．介质Ⅰ的折射率大于介质Ⅱ的折射率 6．（2025·湖南长沙雅礼中学·一模）光屏竖直放置，直线与光屏垂直，用激光笔沿与方向成角的方向照射光屏，光屏上C处有激光亮点。此时在光屏前竖直放置厚度为d折射率为的平板玻璃，激光亮点从光屏上的C点移动到D点（未画出），则间距为（　　）。 A． B． C． D． 7．（24-25高三·湖南怀化·三模）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气（视为真空）中，一单色细光束从的中点垂直于面入射，刚好在面发生全反射，，，光在真空中的传播速度为，则（　　） A．棱镜的折射率为 B．光从面射出的折射角为 C．光在棱镜中的传播速度为 D．光从射入棱镜到第一次射出所用时间为 二、多选题 8．（2025·湖南长沙·湖南师大附中·高三下·一模）为模拟光在光导纤维中的传播原理，取一圆柱形长直玻璃丝进行实验。如图所示，纸面内有一束激光由空气中以的入射角射向玻璃丝的端面圆心，恰好在玻璃丝的内侧面发生全反射，此时内侧面入射角为。下列说法正确的是（　　） A． B．玻璃丝只能传播该频率的光 C．激光由空气中进入玻璃丝后，其波长变短 D．减小入射角，激光在玻璃丝中仍能发生全反射 9．（2025·湖南长沙长郡中学·高三下·模拟）如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出的两种不同颜色的光和光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。以下说法正确的是（　　） A．在真空中，光的波长比光大 B．若两种光照射某种金属均能产生光电效应现象，则光产生的光电子最大初动能更大 C．若光源匀速向下运动，水面上看到的两个圆形边界的半径变大的速度相同 D．若在水的表面滴入两滴食用油（光在食用油中折射率大于水中的折射率），形成的膜的厚度，则在液面上方可以看见光圆形区域半径近似不变 10．（24-25高三·湖南天壹名校联盟·下期冲刺压轴大联考）如图所示，水平面内有一半径为R的D形玻璃砖，过底面中点O作一垂直于底面的直线图中虚线表示交玻璃砖于C处，垂直于OC连线紧贴C点放置一足够长的光屏。对准底面中点O射入一束极窄的激光，初始时激光束沿平行于底面的AO方向入射，然后绕O点顺时针以恒定的角速度旋转，直至激光束从BO方向入射。若玻璃砖对该激光的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．激光束射到光屏上的点的移动范围为2R B．激光束射到光屏上的点的移动范围为 C．折射光线的角速度随时间均匀变化 D．折射光线的角速度随时间的变化不均匀 11．（24-25高三·湖南长沙·保温（二））某小组使用玻璃球模拟彩虹的产生原理，该玻璃球对红光和紫光的折射率分别为和，一束白光入射到玻璃球表面，入射角为，红光和紫光从玻璃球内部照射到表面时形成出射点，当两出射点在球面上连线的弧长至少为时，肉眼可分辨并观测到彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．红光和紫光在玻璃球中的传播速度的比值为 B．红光和紫光在玻璃球中的传播速度的比值为 C．白光进入玻璃球发生一次反射后从玻璃球表面射出，若能观测到彩色条纹，玻璃球的半径至少为 D．白光进入玻璃球发生一次反射后从玻璃球表面射出，若能观测到彩色条纹，玻璃球的半径至少为 12．（2025·湖南永州·三模）一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到状态a，其图像如图所示。已知a、c两状态下气体的温度相同，下列说法正确的是（　　） A．a、c状态下气体的内能相等 B．的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值 C． D．的整个过程中气体对外界做功为零 13．（25届·怀化·二模）如图所示， 为某一定质量的封闭理想气体的绝热曲线（与外界没有热量交换）， 是某一变化过程（ 平行于 轴），其中箭头表示过程进行的方向。下列说法正确的是（　　） A．气体由状态A沿绝热曲线 到状态 的过程中，温度一直不变 B．气体由状态A沿直线 到状态 的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少 C．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体要吸收热量 D．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体对外先做负功后做正功 14．（2025·常德一中·高考模拟）如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减小 B．a→b过程，气体分子的平均动能减小 C．b→c过程，气体的分子数密度变大 D．b→c过程，气体一定对外界放出热量 15．（25届高三下·湖南长沙邵阳多校联考·三模）如图为一个绝热的密封容器瓶，通过一细管AB与外界相连，瓶内用水银封住了一定质量的理想气体，管中水银面O比瓶内水银面高。现在将瓶子缓慢旋转，整个过程中管的B端始终在水银内。外界大气压，则下列说法正确的是（　　） A．初始状态瓶内气体的压强 B．末状态瓶内气体压强小于初始状态瓶内气体压强 C．瓶内气体的质量发生了变化 D．这个过程中瓶内气体的温度降低了 三、解答题 16．（25届高三下·湖南长沙邵阳多校联考·三模）如图1、2所示为同一种透明材料制成的两个三棱柱的横截面，两横截面均为直角三角形，∠CAB=45°，∠EDF=30°，两束频率相同的平行于底边的光分别射到BC边与EF边。已知射到三角形ABC的光，在AC边恰好发生全反射，射到三角形DEF的光第一次到达DF边的H点（图中未标出），H点到D点的距离为d，真空中的光速为c，求： (1)该透明材料的折射率； (2)光从H点到DE边传播的时间。 17．（2025·常德一中·高考模拟）如图所示，在折射率为n=的液体内部有一个可移动的点光源S，点光源S初始位置的深度h=0.3m，图中B点为液面上观察到的光斑的最右侧点。 (1)求点光源S在初始位置时，液面上观察到的光斑的面积 (保留两位有效数字)； (2)让点光源S向某个方向做匀速直线运动，发现光斑最右侧边缘一点B位置未动，而最左侧边缘一点D在向左移动，光源运动时，D点向左移动了x=0.8m，求： i. 此时点光源S的深度； ii. 点光源S运动的速度大小和方向。 18．（2025·湖南长沙·湖南师大附中·高三下·二模）设计一个测定水深的深度计，导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为和，长度均为，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为，最初汽缸Ⅰ内通过A封有压强为的气体，汽缸Ⅱ内通过B封有压强为的气体，一细管连通两汽缸，开始时A、B均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，已知相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体。 (1)求此深度计能测的最大深度； (2)若要测量的最大水深m，汽缸Ⅰ内通过A所封气体的压强应改为多少？ 19．（25届·邵阳·三联·下）被喻为五感经济中最后一片蓝海，“嗅觉经济”近年来正为美妆类消费的风口，中国香水市场增长迅速，国产品牌纷纷入局。在工业测量过程中，经常会用到充气的方法较精确地测定异形容器的容积和密封程度，为测量某国产香水瓶的容积，将该香水瓶与一带活塞的汽缸相连且导热性良好，汽缸和香水瓶内压强均为，汽缸体积为，推动活塞将汽缸内所有气体缓慢推入香水瓶，测得此时压强为P。 (1)求香水瓶容积； (2)若密封程度合格标准为：漏气质量小于原密封气体质量为3%视为合格。具体操作是：将香水瓶封装，使温度从T增加到1.20T，测得其内部压强由变为，请判断该香水瓶封装是否合格。 20．（2025·湖南长沙雅礼中学·一模）图甲为我国某电动轿车的空气减震器（由活塞、足够长汽缸组成，活塞底部固定在车轴上）。该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接。封闭气体初始温度、长度、压强，重力加速度g取。 (1)为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向汽缸内充气，让汽缸缓慢上升，此过程中气体温度保持不变，求需向一个汽缸内充入与缸内气体温度相同、压强的气体的体积； (2)在（1）问情况下，当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，汽缸下降，稳定时汽缸内气体长度变为，气体温度变为，若该过程中气体放出热量，气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程中一个汽缸气体内能的变化量。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$