4模块6 高考热点强化练6 热学和光学计算题-【备考最优解】2025版高考物理二轮专题复习教用课件

高考热点强化练6　 热学和光学计算题 1 1.(2024·河北邯郸市二模)如图所示，粗细均匀的连通器左端用水 银封闭长L＝15 cm的理想气柱，左、右两管水银面高度差 H＝15 cm。已知外界大气压强p0＝75 cmHg，环境的热力学温度 T0＝300 K，现要使左、右两管内的水银面相平。 (1)若仅在右管开口中缓慢注入水银，求需要注入的水银高度h。 解析：左端气柱初态压强 p＝(75－15)cmHg＝60 cmHg 左、右两管内的水银面相平时末态压强 p0＝75 cmHg 高考热点强化练 4 5 6 7 8 1 2 3 根据题意可知封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律则有pLS＝p0L0S 解得L0＝12 cm 需要注入的水银高度 h＝H＋2(L－L0)＝21 cm。 答案：21 cm　 高考热点强化练 4 5 6 7 8 1 2 3 (2)若仅缓慢升高左端气柱的温度，求左端气柱最终的热力学温度T。 答案：562.5 K 高考热点强化练 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (1)求喷水壶内封闭空气的最大压强p。 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (2)喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？ 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (1)求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M。 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 4.(2024·浙江温州市二模)如图所示，固定在水平地面开口 向上的圆柱形导热汽缸，用质量m＝1 kg的活塞密封一定 质量的理想气体，活塞可以在汽缸内无摩擦移动。活塞用 不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量M＝3 kg的 物块连接。初始时，活塞与缸底的距离h0＝40 cm，缸内气体温度T1＝300 K，轻绳恰好处于伸直状态，且无拉力。已知大气压强p0＝0.99×105 Pa，活塞横截面积S＝100 cm2，忽略一切摩擦，重力加速度g取10 m/s2。现使缸内气体温度缓慢下降，则 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (1)当物块恰好对地面无压力时，求缸内气体的温度T2。 答案：291 K　 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (2)当缸内气体温度降至T3＝261.9 K时，求物块上升的高度Δh。 答案：4 cm　 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (3)已知整个过程缸内气体内能减小121.2 J，求其放出的热量Q。 解析：整个降温压缩过程活塞对气体做功 W＝p2ΔV＝p2SΔh＝38.8 J 根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q 得Q＝－160 J 放出热量为160 J。 答案：160 J 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 5．(2024·四川泸州市二诊)如图所示，光源S位于装有某液体的容器底部，容器右侧的内壁固定一平面镜MN，平面镜上端与容器顶端平齐、下端与液面平齐。光源S沿SO方向发射一束红光，经O点折射后照到平面镜上的P点，反射光线刚好过容器左侧上端点Q。已知入射角θ＝37°，容器宽度MQ为80 cm，反射点P分别到平面镜上端点M、下端点N的距离为60 cm、30 cm，液体深度为40 cm，光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (1)红光在该液体中的折射率n； 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (2)这束红光在液体中的传播时间(计算结果保留2位有效数字)。 答案：2.2×10－9 s 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 6．(2024·贵州毕节市二诊)如图，某一扇形透明柱状介质的横截面中∠AOB＝60°，OM为∠AOB的角平分线，从M点发出一束平行于BO的光线，射向OA界面，在C点处同时发生折射和反射，其中折射光线平行于OM，反射光线射到OB界面上的D点(图中D点未画出)。 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (1)求介质折射率的大小，并作出经C点反射到D点的光路图。 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (2)若OC的距离为L，光在真空中的传播速度为c，求光在介质内第一次从M点到D点所用的时间。(计算结果可用根式表示) 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (1)求点光源S初始位置的深度h。 答案：0.2 m　 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (2)让点光源S向某个方向做匀速直线运动，发现圆形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2 s时，D点向左移动了x＝0.4 m，求点光源S运动的速度大小和方向。 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (1)此三棱镜相对于空气的临界角C和光从BC边第一次射出时的折射角； 答案：45°　45°　 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 (2)光从AC边射入到第一次射出的过程中，光在棱镜中的运动时间。 4 5 6 7 8 2 3 1 高考热点强化练 答案：(－m) 答案：(p0S－mg) 答案： m/s　方向沿左下方与竖直方向成45°角 答案：×10－8 s $