专题06 热学和光学（期中真题汇编，上海专用）高二物理下学期

专题06 热学和光学 3大高频考点概览 考点01 热学 考点02 光学 = 地 城 考点01 热学 1．(24-25高二下·上海位育中学·期中)某日气温为27℃，钟老师启动汽车前看到胎压检测显示如图a所示。若行驶一段时间后的胎压显示如图（b）所示，则此时轮胎内气体的温度为________℃。图（c）所示在刚启动和行驶一段时间后轮胎中气体分子在不同温度下的分子速率分布曲线，由图可得图中曲线________对应的行驶一段时间后的图像。 【答案】 Ⅱ 【详解】[1]由查理定律得 由于， 联立解得 [2]分子速率分布曲线，在温度升高后，图线整体右移，最高点变低。故选Ⅱ。 如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡。 2．(24-25高二下·上海延安中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能 B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小 C．系统重新达到平衡的过程中，有热量从氧气传递到氢气 D．系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小 3．(24-25高二下·上海延安中学·期中)假定某一温度下，氢气分子运动的平均速率为v，氢气分子质量为m，那么一个分子垂直碰撞器壁前后的动量改变量大小约为______（碰撞可视为弹性碰撞）；设Δt时间内有N个这样的分子碰撞器壁一次，被碰撞器壁的总面积为ΔS，那么这些分子对器壁产生的压强为______。 4．(24-25高二下·上海延安中学·期中)某同学认为氢能源汽车通过液态氢与空气中的氧结合而发电，从而推动汽车前进。随着技术的提升，能源利用的效率可以达到100%。这个理解对吗？_____请说明理由____________________________。 【答案】2．CD 3． 2mv 4． 不对 发电过程中内能不可能全部转化为电能，驱动过程中电能也不可能全部转化为机械能 【解析】2．A．温度是分子平均动能的标志，初始时两室气体的温度相等，所以氢分子的平均动能等于氧分子的平均动能，故A错误； B．把汽缸内的气体看作一个系统，汽缸绝热，则Q=0，系统与外界无做功现象，则W=0，由热力学第一定律 可知=0，所以重新达到平衡时，系统内能不变，温度与初始状态相同，氢气的内能不变，故B错误； CD．开始氢气的压强大于氧气的压强，所以松开固定栓，导热隔板向氧气端移动，氢气对氧气做功，氢气的内能减少，温度降低，氧气体积减小，则氧气内能增加，氧气温度升高，两者存在温度差，之后两者发生热交换，热量又从氧气传递给氢气，所以氧气的内能先增大后减小，故CD正确。 故选CD。 3．[1]碰撞可视为弹性碰撞，氢气分子碰撞后原速率返回，取返回速度方向为正方向，则动量改变量 碰撞过程由动量定理有 可得 则这些分子对器壁产生的压强 4．[1][2]这个理解不对，氢能源汽车的电池将化学能转化为电能过程，由于电池的内阻，会产生热量，电能转化为机械能的过程中，有热量产生，所以随着技术的提升，能源利用的效率不可以达到100%。 5．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端浸入固定在地面上的水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管，此时管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为。若吸走槽中的部分水银，待稳定后管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】因为实验中，玻璃管内封闭了一段空气，因此 大气压不变的情况下，吸走槽中的部分水银，吸走槽中的部分水银，管口未离开水银面，假设水银柱的高度h不变，则封闭空气的体积变大，压强变小，为保持新的平衡，水银柱的高度h会适当增加，即； 向上的拉力F与水银柱和管整体的重力相平衡，而水银柱的高度h变大，所以水银柱的重力变大，拉力F的大小会变大，即。 故选A。 6．(24-25高二下·上海位育中学·期中)某同学在实验室自制了一个简易测温装置。如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（可视为理想气体）被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内水银面等高。现对烧瓶缓慢加热，并上下移动C管。实验过程中B、C管内始终有液柱，则若保证气体压强不变，C管应该________移动（选涂A“向上”或B“向下”），B管上的温度刻度值________（选涂A“上小下大”或B“上大下小”）且随高度________（选涂A“均匀分布”或B“不均匀分布”）。 【答案】 B A A 【详解】[1][2]若保证气体压强不变，则需满足BC液面始终平齐，升高温度，根据盖—吕萨克定律可知，气体体积增大，B端液面下降，则C端液面也需下降，故C管需下移；因此若选择B端标注测温线，由于升温使液面下移，则示数上小下大；若选择C端标注测温线，升温使C端液面相对管上移，故示数上大下小。 [3]由V=CT可知，B管内气体体积随温度均匀变化，而B管横截面积均匀，所以B管上的温度刻度值上大下小，且随高度均匀分布。 19、20世纪之交，电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，人们意识到原子并非组成物质的最小粒子，从而一步步揭开了微观世界的神秘面纱。 7．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是（   ） A．液体的温度越高，分子平均动能越小 B．凡是晶体，其物理性质必定是各向异性的 C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 8．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)当甲、乙两分子间距离为时，分子间的作用力为0。现把甲分子固定，使两分子之间的距离从增大到，在该过程中，分子间的作用力_______（填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”），甲分子对乙分子_______（填“一直做正功”、“一直做负功”、“先做正功后做负功”或“先做负功后做正功”）。 9．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定阴极射线是_______（填“电磁波”或“电子”），进而认为原子是一个球体，提出原子“_______模型” 10．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)1909年，卢瑟福与他的学生进行了α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。下列对此实验与模型的说法，正确的是（   ） A．α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 B．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为电子的质量太小 C．极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力 D．α粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 11．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)卢瑟福α粒子散射实验的装置示意图如图所示，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时，关于在相同时间（足够长）内观察到的现象，下列说法正确的是（   ） A．在A位置时观察到屏上的闪光最多 B．在B位置时屏上能观察到闪光，是因为α粒子发生了衍射 C．在D位置时屏上一定不能观察到闪光 D．在C位置时观察到屏上的闪光次数比在D位置时观察到的多 12．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)α粒子散射实验中，如果用O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，则能够正确反映实验结果的是（   ） A． B． C． D． 【答案】7．D 8． 先减小后增大 先做正功后做负功 9． 电子 枣糕 10．CD 11．AD 12．D 【解析】7．A．温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，故A错误； B．晶体的某个物理性质具有各向异性，但并不是每个物理性质都是各向异性，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，对于单个分子来说分子动能可能增加，可能不变，可能减小，故C错误； D．表面张力会使液体表面收缩，所以露珠呈球状，故D正确。 故选D。 8．[1]分子间F−r图像如下 两分子之间的距离从0.9r0增大到r0时，分子间作用力表现为斥力，逐渐减小，从r0增大1.1 r0时，分子间作用力表现为引力，逐渐增大，故整个过程分子间的作用力先减小后增大； [2]两分子之间的距离从0.9 r0增大到r0时，分子间作用力表现为斥力，分子间作用力方向与运动方向相同，分子间作用力对乙分子做正功，分子势能减小，从r0增大1.1 r0时，分子间作用力表现为引力，分子间作用力方向与运动方向相反，分子间作用力对乙分子做负功，分子势能增大。故整个过程甲分子对乙分子先做正功后做负功。 9．[1]汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定其本质是带负电的粒子流，并断定阴极射线是电子。 [2]汤姆孙认为正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，提出原子“西瓜模型”或“枣糕模型”。 10．A．α粒子散射实验不能证明原子核内部存在质子，也不会证实原子核由质子和中子组成，故A错误； B．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为原子内部绝大部分空间是空的，故B错误； C．极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力，故C正确； D．α粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上，故D正确。 故选CD。 11．A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，说明金箔原子内部很空旷，大多数α粒子基本不偏折，故A正确； B．放在B位置时屏上能观察到闪光，说明α粒子与金原子内部带正电的物质有库仑力的作用，发生了散射，故B错误； C．放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过极少，说明极少数α粒子发生大角度的偏折，故C错误； D．放在C位置时观察到屏上的闪光次数比在D位置时观察到的多，说明极少数α粒子发生较大偏折，可知原子内部带正电部分的体积小且质量大，故D正确。 故选AD。 12．AB．α粒子和金原子核都带正电，当α粒子靠近金原子核时，α粒子受到金原子核的斥力作用，由α粒子曲线运动轨迹与所受力的关系可知，α粒子曲线运动轨迹总是弯向受力的一侧，故AB错误； CD．α粒子和金原子核都带正电，α粒子离金原子核越近，所受斥力越大，偏转角越大，故C错误，D正确。 故选D。 物理学家将力学方法和统计方法相结合，分析宏观可测的热现象，建立了分子动理论，发现了热力学定律。 13．(24-25高二下·上海延安中学·期中)下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．从图A中可以看出任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时要大 B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动 C．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们之间相互作用的引力和斥力的合力为零 D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等 14．(24-25高二下·上海延安中学·期中)关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，电源提供的电能多于电池得到的化学能 B．系统对外界做功2J，同时向外放热3J，则系统内能增加了5J C．在房间内打开冰箱门，再接通电源，室内温度就会持续降低 D．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化 15．(24-25高二下·上海延安中学·期中)一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（　　） A．①过程可能为等温变化 B．全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 C．③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加 D．因为气体返回状态a时体积不变，所以外界对气体不做功 【答案】13．C 14．A 15．BC 【解析】13．A．100℃时分子平均速率比0℃时要大，但不是所有分子的速率都大，故A错误； B．图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故B错误； C．当两个相邻的分子间距离为r0时，分子力为零，此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故C正确； D．图中模拟气体压强的产生，分子的速度不是完全相等的，所以也不要求小球的速度一定相等，故D错误。 故选C。 14．A．给手机充电时，电源提供的电能转化为电池得到的化学能和内能，因此给手机充电时，电源提供的电能多于电池得到的化学能，故A正确； B．根据热力学第一定律，系统对外界做功W=-2J，同时向外放热Q=-3J，则系统内能变化-5J，系统内能减少，故B错误； C．把冰箱门打开，让冰箱工作，因要消耗电能，故室内温度要升高，故C错误； D．根据热力学第二定律机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能，但是要引起其他的变化，故D错误。 故选A。 15．A．①过程若为等温变化，②过程为等容变化，温度升高，则③过程为绝热变化，根据热力学第一定律可知外界对气体做功，气体温度升高，不可能回到初始状态，可知①为绝热过程，故A错误； BD．②过程外界没有对气体做功，根据p-V图线和横轴所围面积表示气体和外界功的交换，③过程外界对气体做的功大于①过程气体对外界做的功，因此全过程外界对气体做正功，气体内能不变，根据热力学第一定律可知全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，故B正确，D错误； C．由A的解答可知③过程为等温变化，气体压强增大，体积减小，分子平均动能不变，气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加，故C正确。 故选BC。 16．(24-25高二下·上海大同中学·期中)关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．分子直径的数量级约为 B．已知某种气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则单位体积的分子数为 C．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动 D．压缩气体时，要用力是由于气体分子间存在斥力的缘故 【答案】B 【详解】A．分子直径数量级为，故A错误； B．气体的摩尔体积为 则单位体积的分子数为 故B正确；     C．水结为冰时，水分子的热运动不会停止，故C错误； D．气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，与分子力无关，故D错误。 故选B。 我们对传感器并不陌生，在很多物理实验中我们已使用过传感器，如位移传感器。 17．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)小红利用自带位移传感器的小车在水平导轨上进行碰撞实验。通过传感器采集到的数据，得到小车①和小车②对应的v-t图像，如图（b）所示，取向右为正方向。 （1）为减小实验误差，应选用较__________（选填“宽”或“窄”）的挡光片。 （2）若箭头代表t=0时刻的速度方向，则根据v-t图像，t=0时刻两车的相对位置为( ) A．           B． C．            D． （3）若小车①质量m1=0.169kg，可得小车②质量m2为__________kg。（保留三位有效数字） （4）（论证）两辆小车的碰撞是否为弹性碰撞______。 18．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件。其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时，能迅速给控制器发出信号，让气袋充气，充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现（　　） A．减小人受到的冲力 B．减小人受到的冲量 C．减小人的动量变化 D．减小人的能量变化 19．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)离地面越近，大气的折射率越大。当太阳光射向地面时，光的传播速度将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 20．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)有一种反射式光纤位移传感器，其结构如图（c）所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N。光纤的折射率为n。M、N下端横截面齐平且与被测物表面平行。激光在M内多次全反射后从下端射向被测物体，经被测物体表面反射至N下端，该光线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。 （1）从图示位置起，增大角i，则角θ将( ) A．减小                    B．增大                    C．不变 （2）若，当激光在M内恰好发生全反射时，sinθ=_____________。 【答案】17． 窄 C 0.140 不是弹性碰撞 18．A 19．C 20． A 0.8 【解析】17．（1）[1]为减小实验误差，应选用较窄的挡光片。 （2）[2]t=0时刻①车速度为正，②车速度为零，也将向右运动，则t=0时刻两车的相对位置为C； （3）[3]根据动量守恒可得 解得m2=0.140kg （4）[4]碰撞损失的能量 可知两辆小车的碰撞不是弹性碰撞。 18．缓冲的作用是在动量变化量一定的情况下，通过延长作用时间，达到减小作用力的目的。 故选A。 19．当太阳光射向地面时，根据可知，离地面越近，大气的折射率越大，则光的传播速度将减小。故选C。 20．①[1]从图示位置起，增大角i，根据光的反射与折射规律可知，角θ将减小； 故选A。 ②[2]若，当激光在M内恰好发生全反射时，则有sinC= 光出M时，根据折射定律有 解得sinθ=0.8 地 城 考点02 光学 21．(24-25高二下·上海第二中学·期中)如图所示，a、b两束单色光分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖，出射光线均沿OP方向。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对a的折射率小于对b的折射率 B．在玻璃砖中传播时a的频率大于b的频率 C．在真空中传播时a的波长大于b的波长 D．在玻璃砖中传播时a的波速大于b的波速 【答案】B 【详解】AB．将光路逆过来看，则a和b入射角相等，a的偏折程度大，故玻璃砖对a的折射率大于对b的折射率，a的频率大于b的频率，又因光在真空中的频率等于在介质中的频率，故在玻璃砖中传播时a的频率大于b的频率，故A错误，B正确； C．根据可知，在真空中传播时a的波长小于b的波长，故C错误； D．根据可知，在玻璃砖中传播时a的波速小于b的波速，故D错误。 故选B。 我们生活在光的世界里，光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中的前沿科学之一，具有不可估量的发展前景。 22．(24-25高二下·上海格致中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A．泊松亮斑是光的干涉形成的 B．激光测距主要应用了激光相干性好的特性 C．光的偏振现象说明了光是横波 D．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 23．(24-25高二下·上海格致中学·期中)在双缝干涉实验中，双缝的作用是获得__________。某激光垂直照射一竖直双缝片，在远处的墙面上得到干涉图样如图。已知双缝间距为s，双缝到墙面的距离为d，a、b两标线间距为L，可知激光波长λ=______。 24．(24-25高二下·上海格致中学·期中)如图，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现（　　） A．彩色环状条纹 B．彩色平行直条纹 C．明暗相间的环状条纹 D．明暗相间平行直条纹 25．(24-25高二下·上海格致中学·期中)生产芯片的工具是紫外光刻机，目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。EUV光刻机使用的是极紫外线，其波长为13.5nm。相较于DUV，EUV（　　） A．在真空中的传播速度更大 B．频率更大 C．在同一介质中的传播速度相同 D．更易发生衍射 26．(24-25高二下·上海格致中学·期中)在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液，可以减小曝光波长提高分辨率。若浸没液体的折射率为1.40，当不加液体时入射光束的波长为193nm，加上液体后，光在液体中的传播速度变为________m/s，波长变为_______nm。（均保留3位有效数字） 27．(24-25高二下·上海格致中学·期中)光导纤维由折射率不同的内芯和包层构成，如图，AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC的长度均为d，一束单色光经AB的中点与AB横截面成45°角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为30°，光在真空中传播的速度大小为c，则光导纤维内芯的折射率为_________光导纤维内芯的折射率_________包层的折射率（选填“>”、“=”或“<”），若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为_________。 【答案】22．C 23． 相干光源 24．A 25．B 26． 2.14×108 138 27． > 【解析】22．A．泊松亮斑是光的衍射形成的，故A错误； B．激光测距主要应用了激光平行度好的特性，故B错误； C．光的偏振现象说明了光是横波，故C正确； D．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D错误。 故选C。 23．[1]双缝的作用是获得两个相干光源； [2]根据相邻条纹间距公式， 联立可得 24．从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半波长的奇数倍时是暗条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹，由于太阳光是复色光，所以看到的环状条纹是彩色的。 故选A。 25．AB．DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm，EUV光刻机使用的是极紫外线，其波长为13.5nm，EUV波长较短，二者在真空中的传播速度相同，根据可知，EUV频率较大，故A错误，B正确； C．由于EUV频率较大，在同一介质中EUV折射率较大，根据可知，EUV传播速度较小，故C错误； D．EUV波长较短，更不容易发生明显衍射，故D错误。 故选B。 26．[1]根据可得 [2]根据折射率公式可得 27．[1]根据折射定律可得光导纤维内芯的折射率为 [2]由于光线在内芯与包层的分界面发生全反射，所以光导纤维内芯的折射率大于包层的折射率； [3]若外部包层的折射率与空气的折射率相同，设光在AD面的入射角为α，则光在光导纤维内芯中的传播距离为 当α最小时，即等于临界角C时，光从AB传播到CD所用时间最长，最长时间为 光有诸多的性质，例如折射、衍射、干涉等，展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用，为我们生活的方方面面服务，与普通光源相比，激光有着显著不同的特征。 28．(24-25高二下·上海育才中学·期中)下列光的现象中能说明光是横波的是（　　） A．折射 B．衍射 C．干涉 D．偏振 29．(24-25高二下·上海育才中学·期中)如图，一根筷子竖直固定于圆柱形薄玻璃杯底部的A点，现向薄玻璃杯内注入清水，人眼从B点附近沿BA方向正对薄玻璃杯的侧壁，可能观察到的主要现象是（　　） A． B． C． D． 30．(24-25高二下·上海育才中学·期中)用单色红光通过尺寸很小、不同形状的小孔，光屏上呈现出如图的图样，则小孔形状，判断正确的是（　　） A． B． C． D． 31．(24-25高二下·上海育才中学·期中)如图所示，一个水晶球中心是空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点。一束激光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水晶球的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c，则光在水晶球中的传播速度_____c；为使光在内球表面上发生全反射，入射角i的最小值为_____。 32．(24-25高二下·上海育才中学·期中)某同学用光的干涉规律检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图（a）所示，在样板的右端垫一片薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，观察到图（b）所示干涉条纹，若换用波长更长的单色光照射，图（b）中的条纹间距将_____（选填“变大”“变小”或“不变”）；若观察到的是图（c）所示的干涉条纹，条纹弯曲处对应着被检查平面处是_____的（选填“上凸”或“下凹”）。 【答案】28．D 29．B 30．B 31． 32． 变大 上凸 【解析】28．光的折射、衍射和干涉都不能说明光是横波；光的偏振能说明光是横波。 故选D。 29．图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图 A处为筷子，APB表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁P射向观察者B处的一条光线。OP为过P点沿半径方向的直线，即在P处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在P处由水中射入空气中，图中折射角大于入射角．所以观察者在B处看到的筷子A的像A′的位置不是在A的实际位置，而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些；因为筷子是竖直放置的，所以杯子有水部分的任何一个截面的光路图均与上图相同，所以水中筷子应该是竖直的。 故选B。 30．由图发现，横向的衍射现象比纵向的衍射现象更明显，根据发生明显衍射的条件可知，横向的小孔长度应该小于纵向的小孔长度。 故选B。 31．[1]根据可得，光在水晶球中的传播速度为 [2]发生全反射，入射角最小，光路图如图所示 根据 根据几何关系可知 在中，有 且 联立解得 可得入射角的最小值为 32．设楔形空气膜的倾角为，则相邻的亮条纹间距应满足 可得相邻亮条纹的间距为 可知若换用波长更长的单色光照射，图（b）中的条纹间距将变大； [2]在空气层厚度相等的地方，光程差相等，属于同一条纹；图（c）中条纹向右弯曲，可知条纹弯曲处对应着被检查平面处是上凸的。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 热学和光学 3大高频考点概览 考点01 热学 考点02 光学 = 地 城 考点01 热学 1．(24-25高二下·上海位育中学·期中)某日气温为27℃，钟老师启动汽车前看到胎压检测显示如图a所示。若行驶一段时间后的胎压显示如图（b）所示，则此时轮胎内气体的温度为________℃。图（c）所示在刚启动和行驶一段时间后轮胎中气体分子在不同温度下的分子速率分布曲线，由图可得图中曲线________对应的行驶一段时间后的图像。 如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡。 2．(24-25高二下·上海延安中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能 B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小 C．系统重新达到平衡的过程中，有热量从氧气传递到氢气 D．系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小 3．(24-25高二下·上海延安中学·期中)假定某一温度下，氢气分子运动的平均速率为v，氢气分子质量为m，那么一个分子垂直碰撞器壁前后的动量改变量大小约为______（碰撞可视为弹性碰撞）；设Δt时间内有N个这样的分子碰撞器壁一次，被碰撞器壁的总面积为ΔS，那么这些分子对器壁产生的压强为______。 4．(24-25高二下·上海延安中学·期中)某同学认为氢能源汽车通过液态氢与空气中的氧结合而发电，从而推动汽车前进。随着技术的提升，能源利用的效率可以达到100%。这个理解对吗？_____请说明理由____________________________。 5．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端浸入固定在地面上的水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管，此时管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为。若吸走槽中的部分水银，待稳定后管内外水银面高度差为，弹簧测力计示数为，则（　　） A．， B．， C．， D．， 6．(24-25高二下·上海位育中学·期中)某同学在实验室自制了一个简易测温装置。如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（可视为理想气体）被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内水银面等高。现对烧瓶缓慢加热，并上下移动C管。实验过程中B、C管内始终有液柱，则若保证气体压强不变，C管应该________移动（选涂A“向上”或B“向下”），B管上的温度刻度值________（选涂A“上小下大”或B“上大下小”）且随高度________（选涂A“均匀分布”或B“不均匀分布”）。 19、20世纪之交，电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，人们意识到原子并非组成物质的最小粒子，从而一步步揭开了微观世界的神秘面纱。 7．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是（   ） A．液体的温度越高，分子平均动能越小 B．凡是晶体，其物理性质必定是各向异性的 C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 8．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)当甲、乙两分子间距离为时，分子间的作用力为0。现把甲分子固定，使两分子之间的距离从增大到，在该过程中，分子间的作用力_______（填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”），甲分子对乙分子_______（填“一直做正功”、“一直做负功”、“先做正功后做负功”或“先做负功后做正功”）。 9．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定阴极射线是_______（填“电磁波”或“电子”），进而认为原子是一个球体，提出原子“_______模型” 10．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)1909年，卢瑟福与他的学生进行了α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。下列对此实验与模型的说法，正确的是（   ） A．α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 B．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为电子的质量太小 C．极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力 D．α粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 11．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)卢瑟福α粒子散射实验的装置示意图如图所示，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时，关于在相同时间（足够长）内观察到的现象，下列说法正确的是（   ） A．在A位置时观察到屏上的闪光最多 B．在B位置时屏上能观察到闪光，是因为α粒子发生了衍射 C．在D位置时屏上一定不能观察到闪光 D．在C位置时观察到屏上的闪光次数比在D位置时观察到的多 12．(24-25高二下·上海奉贤中学·期中)α粒子散射实验中，如果用O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，则能够正确反映实验结果的是（   ） A． B． C． D． 物理学家将力学方法和统计方法相结合，分析宏观可测的热现象，建立了分子动理论，发现了热力学定律。 13．(24-25高二下·上海延安中学·期中)下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．从图A中可以看出任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时要大 B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动 C．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们之间相互作用的引力和斥力的合力为零 D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等 14．(24-25高二下·上海延安中学·期中)关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，电源提供的电能多于电池得到的化学能 B．系统对外界做功2J，同时向外放热3J，则系统内能增加了5J C．在房间内打开冰箱门，再接通电源，室内温度就会持续降低 D．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化 15．(24-25高二下·上海延安中学·期中)一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（　　） A．①过程可能为等温变化 B．全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 C．③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加 D．因为气体返回状态a时体积不变，所以外界对气体不做功 16．(24-25高二下·上海大同中学·期中)关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．分子直径的数量级约为 B．已知某种气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则单位体积的分子数为 C．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动 D．压缩气体时，要用力是由于气体分子间存在斥力的缘故 我们对传感器并不陌生，在很多物理实验中我们已使用过传感器，如位移传感器。 17．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)小红利用自带位移传感器的小车在水平导轨上进行碰撞实验。通过传感器采集到的数据，得到小车①和小车②对应的v-t图像，如图（b）所示，取向右为正方向。 （1）为减小实验误差，应选用较__________（选填“宽”或“窄”）的挡光片。 （2）若箭头代表t=0时刻的速度方向，则根据v-t图像，t=0时刻两车的相对位置为( ) A．           B． C．            D． （3）若小车①质量m1=0.169kg，可得小车②质量m2为__________kg。（保留三位有效数字） （4）（论证）两辆小车的碰撞是否为弹性碰撞______。 18．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件。其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时，能迅速给控制器发出信号，让气袋充气，充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现（　　） A．减小人受到的冲力 B．减小人受到的冲量 C．减小人的动量变化 D．减小人的能量变化 19．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)离地面越近，大气的折射率越大。当太阳光射向地面时，光的传播速度将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 20．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)有一种反射式光纤位移传感器，其结构如图（c）所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N。光纤的折射率为n。M、N下端横截面齐平且与被测物表面平行。激光在M内多次全反射后从下端射向被测物体，经被测物体表面反射至N下端，该光线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。 （1）从图示位置起，增大角i，则角θ将( ) A．减小                    B．增大                    C．不变 （2）若，当激光在M内恰好发生全反射时，sinθ=_____________。 地 城 考点02 光学 21．(24-25高二下·上海第二中学·期中)如图所示，a、b两束单色光分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖，出射光线均沿OP方向。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对a的折射率小于对b的折射率 B．在玻璃砖中传播时a的频率大于b的频率 C．在真空中传播时a的波长大于b的波长 D．在玻璃砖中传播时a的波速大于b的波速 我们生活在光的世界里，光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中的前沿科学之一，具有不可估量的发展前景。 22．(24-25高二下·上海格致中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A．泊松亮斑是光的干涉形成的 B．激光测距主要应用了激光相干性好的特性 C．光的偏振现象说明了光是横波 D．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 23．(24-25高二下·上海格致中学·期中)在双缝干涉实验中，双缝的作用是获得__________。某激光垂直照射一竖直双缝片，在远处的墙面上得到干涉图样如图。已知双缝间距为s，双缝到墙面的距离为d，a、b两标线间距为L，可知激光波长λ=______。 24．(24-25高二下·上海格致中学·期中)如图，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现（　　） A．彩色环状条纹 B．彩色平行直条纹 C．明暗相间的环状条纹 D．明暗相间平行直条纹 25．(24-25高二下·上海格致中学·期中)生产芯片的工具是紫外光刻机，目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。EUV光刻机使用的是极紫外线，其波长为13.5nm。相较于DUV，EUV（　　） A．在真空中的传播速度更大 B．频率更大 C．在同一介质中的传播速度相同 D．更易发生衍射 26．(24-25高二下·上海格致中学·期中)在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液，可以减小曝光波长提高分辨率。若浸没液体的折射率为1.40，当不加液体时入射光束的波长为193nm，加上液体后，光在液体中的传播速度变为________m/s，波长变为_______nm。（均保留3位有效数字） 27．(24-25高二下·上海格致中学·期中)光导纤维由折射率不同的内芯和包层构成，如图，AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC的长度均为d，一束单色光经AB的中点与AB横截面成45°角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为30°，光在真空中传播的速度大小为c，则光导纤维内芯的折射率为_________光导纤维内芯的折射率_________包层的折射率（选填“>”、“=”或“<”），若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为_________。 光有诸多的性质，例如折射、衍射、干涉等，展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用，为我们生活的方方面面服务，与普通光源相比，激光有着显著不同的特征。 28．(24-25高二下·上海育才中学·期中)下列光的现象中能说明光是横波的是（　　） A．折射 B．衍射 C．干涉 D．偏振 29．(24-25高二下·上海育才中学·期中)如图，一根筷子竖直固定于圆柱形薄玻璃杯底部的A点，现向薄玻璃杯内注入清水，人眼从B点附近沿BA方向正对薄玻璃杯的侧壁，可能观察到的主要现象是（　　） A． B． C． D． 30．(24-25高二下·上海育才中学·期中)用单色红光通过尺寸很小、不同形状的小孔，光屏上呈现出如图的图样，则小孔形状，判断正确的是（　　） A． B． C． D． 31．(24-25高二下·上海育才中学·期中)如图所示，一个水晶球中心是空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点。一束激光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水晶球的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c，则光在水晶球中的传播速度_____c；为使光在内球表面上发生全反射，入射角i的最小值为_____。 32．(24-25高二下·上海育才中学·期中)某同学用光的干涉规律检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图（a）所示，在样板的右端垫一片薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，观察到图（b）所示干涉条纹，若换用波长更长的单色光照射，图（b）中的条纹间距将_____（选填“变大”“变小”或“不变”）；若观察到的是图（c）所示的干涉条纹，条纹弯曲处对应着被检查平面处是_____的（选填“上凸”或“下凹”）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $