2023高考物理最新模拟题专题分类汇编专题十一光学与热学

更新时间：2023-03-21 浏览次数：117 类型：三轮冲刺

一、单选题

1. (2023·山东模拟) 如图所示，高度为h=1.804m、装有理想气体的薄圆筒，某次工作时，由水面上的船将筒由水面上方开口向下吊放至水下A位置，筒的上表面到水面的距离为H=80m。已知水的密度为ρ=1.0×10³kg/m³ ，重力加速度g=10m/s² ，大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa，忽略筒内气体温度的变化和水的密度随深度的变化。保持H不变，由船上的气泵将与原来相同的气体压入筒内，使筒内的水全部排出，则压入气体的质量与筒内原气体质量的比值约为（）

A . 8.2 B . 7.5 C . 6.7 D . 5.9

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2. (2024高二上·涟源期末) 一束激光由光导纤维左端的中心点O以 $\text{[math]}$ 的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角 $\text{[math]}$ 多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长为 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度 $\text{[math]}$ 。该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. (2023高二下·虹口期末) 彩虹的形成可以简化为如图所示的模型。球 $\text{[math]}$ 是空中的球形雨滴，太阳光（复色光）从 $\text{[math]}$ 点射入，在雨滴内经反射和折射后射出并进入地面上人的眼中，因光的折射率不同，从而形成了彩虹，其中光线 $\text{[math]}$ 和光线 $\text{[math]}$ 是彩虹最外侧的两束光线。下列说法正确的是（）

A . 光线 $\text{[math]}$ 为红光，光线 $\text{[math]}$ 为紫光 B . 两种光在 $\text{[math]}$ 点和 $\text{[math]}$ 点可以发生全发射 C . 人看到空中的彩虹红光在顶端，紫光在底端 D . 光线 $\text{[math]}$ 在雨滴中传播的速度大于光线 $\text{[math]}$ 在雨滴中传播的速度

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4. (2023·湖北模拟) 将密闭着一定质量的理想气体的导热气缸按如图两种方式放置。图（a）中竖直弹簧下端固定在水平地面上，上端与活塞相连；图（b）中竖直弹簧上端固定在天花板上，下端与活塞相连。不计气缸内壁与活塞间的摩擦，环境温度保持不变，弹簧始终在弹性限度内。当外界大气压变大时，下列说法正确的是（）

A . 两图中弹簧弹力均变大 B . 图（a）中气体压强变大，图（b）中气体压强变小 C . 相对于地面，图（a）中气缸位置下降，图（b）中气缸位置上升 D . 相对于地面，图（a）中活塞位置下降，图（b）中活塞位置上升

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5. (2023·江苏模拟) 下列说法正确的是（）

A . 扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的 B . 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 C . 某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动 D . 0^oC和100^oC氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律

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6. (2024·湖北模拟) 如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，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 . a光的频率比b光的频率大 B . 在冰晶中，b光的传播速度较小 C . 用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽 D . 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小

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7. (2023·淮安模拟) 如图所示，绝热容器被绝热隔板K₁和卡销锁住的绝热光滑活塞K₂隔成a、b、c三部分，a部分为真空，b部分为一定质量的稀薄理想气体，且压强 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 是大气压强），c与大气连通，则下列说法中正确的是（）

A . 只打开隔板K₁ ， b中气体对外做功，内能减少 B . 只打开隔板K₁ ， b中气体压强减小，温度不变 C . 只打开卡销K₂ ，外界对b中气体做功，b中气体内能不变 D . 打开隔板K₁和卡销K₂ ，待活塞K₂稳定后，b部分气体的内能减少

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8. (2023·淮安模拟) 如图是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图所示，则（）

A . 翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象 B . 翅膀灿烂闪烁是光的色散现象 C . 翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象 D . 光在空气中的波长约是在翅脊中波长的 $\text{[math]}$ 倍

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9. (2023·淮北模拟) 如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α=45°，β=60°，则下列说法正确的是（）

A . ON是红光，OM是黄光 B . 玻璃对OM光束的折射率为 $\text{[math]}$ 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

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二、多选题

10. (2023·惠州模拟) 如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中（）

A . 气体温度先上升后下降 B . 气体内能一直增加 C . 气体一直对外做功 D . 气体吸收的热量一直全部用于对外做功

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11. (2023·淮北模拟) 一定质量的理想气体从状态 $\text{[math]}$ 开始，经历 $\text{[math]}$ 回到原状态，其 $\text{[math]}$ 图像如图所示，下列判断正确的是（）

A . 气体在状态 $\text{[math]}$ 的内能大于在状态 $\text{[math]}$ 的内能 B . 气体从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，体积先变大后不变 C . 气体从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，吸收的热量大于内能的变化量 D . 气体从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中气体对外界做的功，小于 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中外界对气体做的功

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三、综合题

12. (2023·山东模拟) 如图所示为一放在水平桌面上的玻璃砖的扇形横截面，该扇形所对圆心角为135°、半径为R，AC上涂有吸光材料。一细光束始终平行于桌面从AB上射入玻璃砖，光束在AB上的入射点以非常小的速度匀速由A移向B的过程中，圆弧面上有光射出和无光射出的时间之比为 $\text{[math]}$ 。光在真空中的速度为c。求：
1. （1）玻璃砖对光的折射率；
2. （2）光恰好在圆弧面发生全反射时，光线在玻璃砖内传播的时间（可用含正、余弦值的式子表示）。
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13. (2023·山东模拟) 如图所示，粗细均匀的U型玻璃管竖直放置，右管口封闭，管内A、B两段水银柱将管内封闭有长均为 $\text{[math]}$ 的a、b两段气体，水银柱A长为 $\text{[math]}$ ，水银柱B在右管中的液面比在左管中的液面高 $\text{[math]}$ ，大气压强为 $\text{[math]}$ ，环境温度为 $\text{[math]}$ ，现将环境温度降低，使气柱b长度变为 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）降低后的环境温度；
2. （2）水银柱A下降的高度。
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14. (2023·辽宁模拟) 如图所示，底部带有阀门K的导热汽缸静置在水平地面上，质量为m、横截面积为S的活塞将汽缸内的空气分为高度均为h的上、下两部分，初始时上面封闭空气的压强恰好等于外界大气压强。现用打气筒从阀门K处缓慢充入空气，使活塞缓慢上升。已知重力加速度大小为g，大气压强恒为 $\text{[math]}$ ，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且汽缸不漏气，空气可视为理想气体，不考虑空气温度的变化，当活塞上升 $\text{[math]}$ 时，求：
1. （1）活塞上方封闭空气的压强p；
2. （2）活塞下方原来封闭的空气与充入空气的质量之比k。
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15. (2023·惠州模拟) 如图所示，三角形 ABC 为三棱镜的横截面，一细束单色光从ABC的侧面AC上中点D点入射，改变入射角 $\text{[math]}$ ，当AC侧面的折射光线与BC边平行时，恰好没有光线从AB侧面边射出棱镜，已知AC=BC=9cm，且∠ABC =53°，sin53°=0.8，空气中的光速 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）该棱镜对该单色光的折射率；
2. （2）当AC侧面的折射光线与BC边平行时，求该单色光从 D 点入射到第一次从棱镜中射出传播的时间；
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16. (2023·淮安模拟) 如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离d＝10 $\text{[math]}$ cm，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上O₁位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过30°角时，光屏上光点位置距离O₁点为10cm。求
1. （1）玻璃砖的折射率n；
2. （2）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度α的正弦值。
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17. (2023·深圳模拟) 工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。
1. （1）空腔内气体的温度变化范围为 $\text{[math]}$ ，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；
2. （2）填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的气缸连通，形成密闭空间。当气缸内气体体积为 $\text{[math]}$ 时，传感器的示数为 $\text{[math]}$ 。将活塞缓慢下压，气缸内气体体积为 $\text{[math]}$ 时，传感器的示数为 $\text{[math]}$ 。求该空腔的容积。
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