光学热学习题

高三物理热学、光学、原子物理学典型例题复习1 ．如图8—3所示，有一固定的圆筒形绝热容器，用绝热活塞密封一定质量的理想气体，当活塞处位置a 时，筒内气体压强等于外界大气压，当活塞在外力作用下由位置口移动到位置6的程，下列说法正确的是( )A ．气体分子间的平均距离减小B ．气体内能增加C ．气体分子的平均动能减小D ．气体压强增大2．如图8—4所示，导热气缸开口向下．内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且 不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止。

现在把砂桶底 部钻一小洞，细砂慢慢流出，并缓慢降低气缸外部环境温度，则 ( )A ．气体压强增大，内能一定增大B ．外界对气体做功，气体温度可能降低C ．气体体积减小，压强增大，内能一定减小D ．外界对气体做功，气体内能一定增大3．如图8-1中活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以E 甲、E 乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程 （ ）A ．E 甲不变，E 乙减小B ．E 甲增大，E 乙不变C ．E 甲增大，E 乙减小D ．E 甲不变，E 乙不变4．用Mo 表示液体和固体的摩尔质量，m 表示分子质量，ρ表示物质密度，V 表示摩尔体积，V o 表示分子体积，N A 表示阿伏加德罗常数，那么反映这些量之间关系的下列式子中错误的有 （ ） A. B. C. D.5．根据热力学第二定律，下列判断错误的是 （ ）A ．电流的电能不可能全部变为内能B ． 火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能C ．热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D ．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体6、恒温的水池中，有一气泡缓慢上升，在此过程中，气泡的体积会逐渐增大，不考虑气泡内气体分子势能的变化，则下列说法中正确的是：（ ）A 、气泡对外界做功B 、气泡的内能增加C 、气泡与外界没有热传递D 、气泡内气体分子的平均动能保持不变7下列说法中正确的有（A ）两块纯净的铅压紧后能结合在一起，这时分子间只存在引力（B ）液体很难被压缩，说明压缩时液体分子间的斥力大于引力（C ）用打气筒向篮球充气时需要用力，这说明气体分子间有斥力（D ）液体易分开，但很难被压缩，说明液体分子间只存在斥力 8． 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成．u 夸克带电量为 e ，d 夸克带电量为 e ，e 为基元电荷．下列论断可能正确的是 ( )A ．质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成1 ．C 2．B 3．C 4．A 5 A 6 A D 7. B 8。

机械振动与机械波、光学、热学、近代物理模块综合集训一、选择题(本题共6小题)1. (2022·湖北省恩施州高三上第一次质量监测考试)汽车氙气大灯(前照灯)通常需要透镜(近似看作半球形玻璃砖)才能达到更好的照明效果，保证行车安全。

如图是某汽车所用的透镜，图中MN为透镜的直径，两单色光A、B照射到圆心O上，出射光线都沿OP方向。

下列说法正确的是()A．若A、B两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射，则该单色光一定是B光B．不考虑反射，B光在玻璃中传播的时间比A光的短C．若分别用A、B光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是A光D．若A、B两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距小答案 A解析由图可知，透镜对B光的折射率大于对A光的折射率，由sin C＝1，n 可知B光更容易发生全反射，所以若A、B两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射，则该单色光一定是B光，故A正确；由n＝c可知，B光在玻璃中的传播速度较小，所以不考虑反射，B光在玻璃中传播的时v间比A光的长，故B错误；B光的折射率较大，可知B光的频率较大，根据光电效应方程hν－W0＝E k知，若分别用A、B光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是B光，故C错误；由c＝λν可知A光的波长较长，由公式Δx＝Ldλ得，若A、B两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距大，故D错误。

2. (2021·山东省青岛市高三二模)如图所示，水平面上固定光滑圆弧面ABD，水平宽度为L，高为h，且满足L≫h。

小球从顶端A处由静止释放，沿弧面滑到底端D经历的时间为t，若在圆弧面上放一光滑平板ACD，仍将小球从A点由静止释放，沿平板滑到D的时间为()A．t B．4πtC．6πt D．22πt答案 B解析设该圆弧对应的半径为R，由于L≫h，则小球沿光滑圆弧面ABD运动到底端的时间相当于摆长为R的单摆周期的14，则有t＝14×2πRg＝π2Rg，设小球沿光滑平板ACD滑到D的时间为t′，根据等时圆原理可得12gt′2＝2R，则t′＝2Rg，所以t′＝4πt，故选B。

高中总复习物理热学、光学练习参考答案一、选择题 1. A解析：地球表面空气质量：m=g G =gR P g s P 2004π=分子总数：N=μmN A =gP R μπ024N A 气体总体积：V=Sh=4πR 2h把每个分子所占的空间设想为一个小立方体，则立方体的边长即为分子间的距离：d=30330AN P gh N V V μ== 2. A解析：由图知，r>r 1，分子间作用力为引力，r ＜r 1，分子间作用力为斥力故二分子从r 3到r 1为引力，一直加速，A 项正确。

B 项错，由r 3到r 1过程，引力始终做正功，分子势能一直减小。

C 、D 项错。

3. B 解析：布朗运动是由大量的做无规则运动的液体分子与悬浮颗粒发生碰撞，引起的无规则运动，而不是液体分子的无规则运动，A 项不正确。

当分子力表现为引力时，分子间的距离大于r 0，随分子间距离的增加，分子势能增加，B 项正确。

气体的压强与单位体积内的分子数——分子密集程度、分子的平均动能有关。

一定质量的理想气体，体积不变，分子密集程度不变，温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，气体的压强变大。

但如果体积增大，单位体积内的分子数减少，压强就不一定增加，C 项不正确。

要计算阿伏加德罗常数N A ，可以用公式N a =分子分子V V m M molmol =，可见只有同时知道宏观量M mol (或V mol )和微观量m 分子(或V 分子)才行，不能由密度求出微观量，D 项不正确。

4. C解析：由题知气缸中封闭着一定量的理想气体。

当缓慢拉动活塞Q 向左运动的过程中，气体体积减小，外界对气体做功；又因气壁导热，且在恒温环境，状态变化缓慢，则气体温度不变。

由TPV=恒量，则气体压强p 增大，故知气体平均动能不变，故①错误，②正确；因v 减小，故单位体积内分子数增大，故③正确；④错误。

故C 正确。

A 、B 、D 错误。

一、热现象一、温度计温度是表示的物理量。

常用温度计是利用原理制成的，温度计的刻度是均匀的。

摄氏温度（t）：是把的温度规定为零度，把一标准大气压下的温度规定为100度。

0度和100度之间分100等分，每一等分是摄氏温度的一个单位，叫做1摄氏度，用表示。

宇宙中温度的下限约是，也叫绝对零度；人体的正常体温是。

体温计的测量范围是 --- ，每10格是，由于体温计的特殊构造（有很细的缩口）读数时体温计可以，第二次使用时要。

使用温度计时应注意：1、用量程合适的温度计；2、清它的分度值和零刻度；3、液体温度时，玻璃泡要被测液体中，不接触，待温度计示数后再读数；4、数时不要从液体中温度计，视线要与液柱相平。

二、熔化和凝固物质从变为叫做熔化，要热；从变为叫做凝固，凝固过程要热。

晶体都有一定熔化温度和凝固温度分别叫做、。

同一种物质的凝固点和熔点，非晶体没有一定的熔点、凝固点。

晶体熔化的两个必要条件：一是温度必须达到，二是熔化过程中要继续热、但温度，同样凝固时要热，但温度三、汽化和液化物质从变为叫做汽化，汽化时要热。

汽化的两种方式是：和。

蒸发：（1）是在发生的缓慢的汽化现象，可以在温度下发生。

（2）液体蒸发时要从周围物体热，液体本身温度降低（蒸发致冷）（3）影响蒸发快慢的三个因素：、、沸腾：（1）是在一定温度下在液体和同时发生的剧烈的汽化现象。

液体沸腾时的温度叫。

（2）沸腾的条件是：液体的温度达到，必须继续热，液体在沸腾过程中，温度。

（3）不同的液体沸点不同，同种液体沸点与压强有关。

一切液体的沸点，都是气压时降低，气压时升高。

物质从变化为叫液化，液化时要热。

液化的两种方法是：、。

四、升华和凝华物质从直接．．变成．．变成叫升华，升华过程中要热；物质从直接叫凝华，凝华过程中要热。

二、光的反射一、光的直线传播：光在 中是沿直线传播的。

光在真空中传播速度是 m/s 。

应用：影的形成、小孔成像、日食、月食的成因、激光准值等。

大学物理练习题一、力学部分1. 一物体从静止开始沿水平面加速运动，经过5秒后速度达到10m/s。

求物体的加速度。

2. 质量为2kg的物体，在水平面上受到一个6N的力作用，若摩擦系数为0.2，求物体的加速度。

3. 一物体在斜面上匀速下滑，斜面倾角为30°，物体与斜面间的摩擦系数为0.3，求物体的质量。

4. 一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为2m，速度为4m/s，求物体的向心加速度。

5. 一物体在竖直平面内做匀速圆周运动，半径为1m，速度为5m/s，求物体在最高点的向心力。

二、热学部分1. 某理想气体在标准大气压下，温度从27℃升高到127℃，求气体体积的膨胀倍数。

2. 一理想气体在等压过程中，温度从300K升高到600K，求气体体积的变化倍数。

3. 已知某气体的摩尔体积为22.4L/mol，求在标准大气压下，1mol该气体的体积。

4. 一密闭容器内装有理想气体，温度为T，压强为P，现将容器体积缩小到原来的一半，求气体新的温度和压强。

5. 某理想气体在等温过程中，压强从2atm变为1atm，求气体体积的变化倍数。

三、电磁学部分1. 一长直导线通有电流10A，距离导线5cm处一点的磁场强度为0.01T，求该点的磁感应强度。

2. 一矩形线圈，长为10cm，宽为5cm，通有电流5A，求线圈中心处的磁感应强度。

3. 一半径为0.5m的圆形线圈，通有电流2A，求线圈中心处的磁感应强度。

4. 一长直导线通有电流20A，求距离导线2cm处的磁场强度。

5. 一闭合线圈在均匀磁场中转动，磁通量从最大值减小到零，求线圈中感应电动势的变化。

四、光学部分1. 一束光从空气射入水中，入射角为30°，求折射角。

2. 一束光从水中射入空气，折射角为45°，求入射角。

3. 一平面镜反射一束光，入射角为60°，求反射角。

4. 一凸透镜焦距为10cm，物距为20cm，求像距。

5. 一凹透镜焦距为15cm，物距为30cm，求像距。

热学和光学计算题精讲参考答案解答题1．(1)0.4m；(2)450K【详解】(1)设气缸横截面积为S；D刚好被触发时，到缸底的距离为L，根据玻意耳定律得(2)2．（1pl=pp=p0+h②打开开关放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随着减小，直至B侧水银面低于A 侧水银面h1为止，由力学平衡条件，有：p1=p0﹣h1③联立①②③，并代入题目数据，有：l1=12cm④（2）当A 、B 两侧的水银面达到同一高度时，设A 侧空气柱的长度为l 2，压强为P 2，由玻意耳定律，有：pl=p 2l 2⑤由力学平衡条件有：p 2=p 0⑥联立②⑤⑥式，并代入题目数据，有：l 2=10.4cm ⑦△△3．（1（212212212pS p S m m g p S pS +++=+（），代入数据解得：p 2=1.1×105Pa ，T 2=330K ，T 3=T =303K ，由查理定律得：3223p p T T =，解得：p 3=1.01×105Pa ；答：（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度为330K ；（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强为1.01×105Pa ．4．Δ13m m =【详解】设火罐内气体初始状态参量分别为p 1、T 1、V 1，温度降低后状态参量分别为p 2、T 2、V 2，罐4020Δ21V V V '=-⑦故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为4ΔΔm V m V =⑧联立②⑤⑦⑧式，代入数据得Δ13m m =⑨5．（1）0gH l h p gH ρρ=+；（2）0gSHh V p ρ=【详解】（1）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V 0和V 1，放入水下后筒内气体的压强为p 1，由玻意耳定律和题给条件有p 1V 1=p 0V 0①V 0=hS②为p 6．（1线在E 点的入射角为θ，由几何关系，有θ=90°–（30°–r ）>60°①根据题给数据得sin θ>sin60°>1n ②即θ大于全反射临界角，因此光线在E 点发生全反射。

光学、热学计算题一、解答题1(2023·全国·统考高考真题)如图，一折射率为2的棱镜的横截面为等腰直角三角形ΔABC ，AB =AC =l ，BC 边所在底面上镀有一层反射膜。

一细光束沿垂直于BC 方向经AB 边上的M 点射入棱镜，若这束光被BC 边反射后恰好射向顶点A ，求M 点到A 点的距离。

【答案】3-33l【详解】由题意可知做出光路图如图所示光线垂直于BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为45°；由于棱镜折射率为2，根据n =sin i sin r有sin r =12则折射角为30°；∠BMO =60°，因为∠B =45°，所以光在BC 面的入射角为θ=90°-180°-60°-45° =15°根据反射定律可知∠MOA =2θ=30°根据几何关系可知∠BAO =30°，即ΔMAO 为等腰三角形，则MO AO=33又因为ΔBOM 与ΔCAO 相似，故有BM AC =MOAO由题知AB =AC =l 联立可得BM =33AC =33l 所以M 到A 点的距离为x =MA =l -BM =3-33l 2(2023·山东·统考高考真题)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。

两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M 、N ，相距为d ，直径均为2a ，折射率为n (n <2)。

M 、N 下端横截面平齐且与被测物体表面平行。

激光在M 内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N 下端面，N 下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。

(1)从M 下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值；(2)被测物体自上而下微小移动，使N 下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b 的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。

( )1（2005天津）、物体到平面镜镜面的距离是2m ，则该物体在平面镜中的像到镜面的距离是A 、1mB 、2mC 、3mD 、4m2、（2005天津）一束光线从玻璃射向空气，如图5所示，则折射角为________。

( )3（2006天津）晴天，树阴下的地面上出现的圆形光斑是A.太阳的实像B.太阳的影子C.太阳的虚像D.树叶的影子( )4..在图1中，画出了光线射在空气与玻璃的界面处发生反射和折射的四幅光路图，其中正确的是（ ）5. （天津）关于光的反射，下列说法正确的是A.当入射光线与反射面的夹角为20°时 反射角也为20°B.入射光线靠近法线时 反射光线也靠近法线C.入射角增大5°时反射光线与入射光线的夹角也增大5°D.镜面反射遵守光的反射定律 漫反射不遵守光的反射定律 （ ）6．（2008天津）照相机的镜头相当于一个凸透镜.某照相机的镜头焦距为f ，用它照相时．要在底片上成缩小的清晰的像，被照物体与镜头间的距离应该A ．大于2fB ．大于f ，小于2fC ．等fD ．小下f7．（2008天津）如图5所示，光与镜面成30。

角射在平面镜上。

这条光线经平面镜反射后，反射角为 ；如果光线垂直射在平面镜上，反射角为（ ）8．（4分）（2009•天津）如图所示的四个情景中，由光的直线传播形成的是9.某同学站在竖直放置的 平面镜前2m 处镜中的像与他相距 m ．当该同学走近擎面镜时，镜中像的大小将（ ）10．（2010天津）如图1所 示，一束光斜射到平面镜上，其中反射角是： A ．∠1 B ．∠2 C ．∠3 D ．∠4（ ）11．（2010天津）检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像 (图2所示)。

视力表在镜中的像与被测者相距A ．2.1 mB ．2.5mC ．4.6mD ．5m（ ）12、（2011天津）夜晚，当汽车发出的光照射到自行车尾灯上时，司机看到尾灯反射的光，就能及时避让。

光学、热学复习[中考试题——光学] (2009)2．图1所示的现象中，由于光的直线传播形成的是18．光在真空中的传播速度是3×108m/s ，则电磁波在真空中的传播速度是________km/s 。

19．凹透镜对光有 作用。

（选填“会聚”或“发散”）25．如图10所示，AO 为入射光线，ON 为法线。

请画出入射光线AO 的反射光线。

30．小英探究凸透镜成像规律的实验装置如图15所示，其中焦距为12cm 的凸透镜固定在光具座上，位于50cm 刻线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。

小英将蜡烛移至20cm 刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、缩小的 像（选填：“实”或“虚”）。

小英将蜡烛移至40cm 刻度线处时，她通过凸透镜看到了烛焰的虚像，则该像是 、放大的像。

（选填“倒立”或“正立”）(2010)2．图2所示的四种现象中，属于光的折射现象的是17．矫正远视眼的眼镜的镜片应选用透镜。

（选填“凸”或“凹”）手在墙上形成手影 铅笔好像在水面处折断了树在水中成像B图1D放大镜把字放大AC图10OAN平 镜面 图150 1020 30 40 50 60 70 80 90 100cm DABC景物在镜中成像手在墙上形成手影山在水中形成“倒影”钢勺好像在水面处折断了图230．小明利用如图16所示的实验器材探究平面镜成像的特点。

请你解答以下问题：（1）该实验采用薄透明平板玻璃作为平面镜，是为了能确定，能比较 。

（2）该实验选择两个相同的蜡烛A 和B ，是为了观察蜡烛B 是否与蜡 烛A 所成的像 。

32．小磊在探究凸透镜成像规律时，将焦距为20cm 的凸透镜A 固定在光具座上35cm 刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm 刻线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图18甲所示。

接着他保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A 换为凸透镜B 并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图18乙所示。