2023年高考真題分類匯編：光學(xué)與熱學(xué)

更新時(shí)間：2023-07-14 瀏覽次數(shù)：39 類型：二輪復(fù)習(xí)

一、選擇題

1. (2024高二下·湖北月考) 夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低。與白天相比，夜間輪胎內(nèi)的氣體（）

A . 分子的平均動(dòng)能更小 B . 單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)更少 C . 所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都更小 D . 分子對(duì)輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大

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2. (2024高二下·湖北期中) 陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（）

A . 偏振現(xiàn)象 B . 衍射現(xiàn)象 C . 干涉現(xiàn)象 D . 全反射現(xiàn)象

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3. (2024高二下·豐城月考) 如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測(cè)柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會(huì)形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，下列說法正確的是（）

A . 劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動(dòng) B . 劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動(dòng) C . 劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動(dòng) D . 劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動(dòng)

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4. (2023·海南) 下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是（）

A . 分子間距離大于 $\text{[math]}$ 時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力 B . 分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離 $\text{[math]}$ 處過程中分子勢(shì)能變大 C . 分子勢(shì)能在 $\text{[math]}$ 處最小 D . 分子間距離在小于 $\text{[math]}$ 且減小時(shí)，分子勢(shì)能在減小

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5. (2023·浙江) 在水池底部水平放置三條細(xì)燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長度為0.9m，水的折射率 $\text{[math]}$ ，細(xì)燈帶到水面的距離 $\text{[math]}$ ，則有光射出的水面形狀（用陰影表示）為（）

A . B . C . D .

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6. (2023·浙江) 有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W₀。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L的觀測(cè)屏上形成干涉條紋，測(cè)得條紋間距為?x。已知電子質(zhì)量為m ，普朗克常量為h ，光速為c ，則（）

A . 電子的動(dòng)量 $\text{[math]}$ B . 電子的動(dòng)能 $\text{[math]}$ C . 光子的能量 $\text{[math]}$ D . 光子的動(dòng)量 $\text{[math]}$

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7. (2023·上海) 一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖過程，其中ab、cd分別為雙曲線的一部分。下列對(duì)a、b、c、d四點(diǎn)溫度大小比較正確的是（）

A . T_a>T_b B . T_b>T_c C . T_c>T_d D . T_d>T_a

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8. (2023高三上·長興月考) 如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為 $\text{[math]}$ ， OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d ，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為 $\text{[math]}$ 。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長度為（）

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

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9. (2023·遼寧) “空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T 圖像如圖所示。該過程對(duì)應(yīng)的p-V 圖像可能是（）。

A . B . C . D .

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10. (2024高二下·西山月考) 地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會(huì)發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（）

A . B . C . D .

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11. (2023·江蘇) 在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是（）

A . 把柱塞快速地向下壓 B . 把柱塞緩慢地向上拉 C . 在橡膠套處接另一注射器，快速推動(dòng)該注射器柱塞 D . 在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動(dòng)該注射器柱塞

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12. (2023·江蘇) 用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼模?nbsp; ）

A . $\text{[math]}$ 倍 B . $\text{[math]}$ 倍 C . 2倍 D . 3倍

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13. (2024高二下·寧陽月考) 如圖所示．密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B．該過程中（）

A . 氣體分子的數(shù)密度增大 B . 氣體分子的平均動(dòng)能增大 C . 單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小 D . 單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小

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14. (2023高二下·余姚月考) 如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細(xì)黃光束從直角邊 $\text{[math]}$ 以角度 $\text{[math]}$ 入射，依次經(jīng) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 兩次反射，從直角邊 $\text{[math]}$ 出射。出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)了 $\text{[math]}$ 角，則 $\text{[math]}$ （　　）

A . 等于 $\text{[math]}$ B . 大于 $\text{[math]}$ C . 小于 $\text{[math]}$ D . 與棱鏡的折射率有關(guān)

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15. (2023·浙江) 下列說法正確的是（）

A . 熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 B . 液體的表面張力方向總是跟液面相切 C . 在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是不同的 D . 當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者觀測(cè)到波的頻率大于波源振動(dòng)的頻率

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二、多項(xiàng)選擇題

16. (2023·新課標(biāo)卷) 如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原長，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等。現(xiàn)通過電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后（　?。?

A . h中的氣體內(nèi)能增加 B . f與g中的氣體溫度相等 C . f與h中的氣體溫度相等 D . f與h中的氣體壓強(qiáng)相等

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17. (2023·湖南) 一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α ，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（）

A . 水的折射率為 $\text{[math]}$ B . 水的折射率為 $\text{[math]}$ C . 當(dāng)他以α = 60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60° D . 當(dāng)他以α = 60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°

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18. (2023·浙江選考) 氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級(jí)6躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光I，從能級(jí)3躍遷到能級(jí)2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（　?。?

A . 圖1中的 $\text{[math]}$ 對(duì)應(yīng)的是Ⅰ B . 圖2中的干涉條紋對(duì)應(yīng)的是Ⅱ C . Ⅰ的光子動(dòng)量大于Ⅱ的光子動(dòng)量 D . P向a移動(dòng)，電流表示數(shù)為零時(shí)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大

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19. (2023高三上·長興月考) 一定質(zhì)量的理想氣體，初始溫度為 $\text{[math]}$ ，壓強(qiáng)為 $\text{[math]}$ 。經(jīng)等容過程，該氣體吸收 $\text{[math]}$ 的熱量后溫度上升 $\text{[math]}$ ；若經(jīng)等壓過程，需要吸收 $\text{[math]}$ 的熱量才能使氣體溫度上升 $\text{[math]}$ 。下列說法正確的是（）

A . 初始狀態(tài)下，氣體的體積為 $\text{[math]}$ B . 等壓過程中，氣體對(duì)外做功 $\text{[math]}$ C . 等壓過程中，氣體體積增加了原體積的 $\text{[math]}$ D . 兩個(gè)過程中，氣體的內(nèi)能增加量都為 $\text{[math]}$

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三、非選擇題

20. (2023·山東) 一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d，直徑均為 $\text{[math]}$ ，折射率為n（ $\text{[math]}$ ）。M、N下端橫截面平齊且與被測(cè)物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測(cè)物體，經(jīng)被測(cè)物體表面鏡面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離有關(guān)。
1. （1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 的正弦值；
2. （2）被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線）。
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21. (2023·海南) 某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體， $\text{[math]}$ 時(shí)，壓強(qiáng) $\text{[math]}$ ，
1. （1） $\text{[math]}$ 時(shí)，氣壓是多大？
2. （2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與（1）時(shí)相同時(shí)，氣體體積為原來的多少倍？
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22. (2023·浙江) 如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積 $\text{[math]}$ ，質(zhì)量 $\text{[math]}$ 的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。圓筒與溫度300K的熱源接觸，平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于狀態(tài)A ，其體積 $\text{[math]}$ 。緩慢推動(dòng)活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)B ，此時(shí)體積 $\text{[math]}$ 。固定活塞，升高熱源溫度，氣體達(dá)到狀態(tài)C ，此時(shí)壓強(qiáng) $\text{[math]}$ 。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C ，氣體從外界吸收熱量 $\text{[math]}$ ；從狀態(tài)B到狀態(tài)C ，氣體內(nèi)能增加 $\text{[math]}$ ；大氣壓 $\text{[math]}$ 。
1. （1）氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B ，其分子平均動(dòng)能（選填“增大”、“減小”或“不變”），圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
2. （2）求氣體在狀態(tài)C的溫度T；
3. （3）求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中外界對(duì)系統(tǒng)做的功W。
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23. (2023·上海) 科學(xué)家獲得單色性很好的兩種光A、B，已知這兩種光的頻率v_A＜v_AB ，則它們通過相同距離時(shí)間t_At_B(選填“=”或“≠”)?，F(xiàn)使兩種光分別通過雙縫打到光屏上，則光會(huì)產(chǎn)生更寬的光帶(選填“A”或“B”)。

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24. (2023·上海) 導(dǎo)熱性能良好，內(nèi)壁光滑的氣缸開口朝上水平放在桌面上，開口面積為S，輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，活塞上放置了一個(gè)質(zhì)量為m的砝碼，穩(wěn)定時(shí)活塞距離氣缸底高度為h，以m縱軸，1/h為橫軸，圖線為一條直線，斜率為k，縱軸截距為b，大氣壓為，當(dāng)m=0kg時(shí)h=。

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25. (2023·湖南) 汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力．如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿 $\text{[math]}$ 與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí)，在連桿 $\text{[math]}$ 上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車．助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力．每次抽氣時(shí)， $\text{[math]}$ 打開， $\text{[math]}$ 閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng)，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等；然后， $\text{[math]}$ 閉合， $\text{[math]}$ 打開，抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng)，抽氣氣室中的全部氣體從 $\text{[math]}$ 排出，完成一次抽氣過程．已知助力氣室容積為 $\text{[math]}$ ，初始?jí)簭?qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng) $\text{[math]}$ ，助力活塞橫截面積為 $\text{[math]}$ ，抽氣氣室的容積為 $\text{[math]}$ ．假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動(dòng)，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變．
1. （1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng) $\text{[math]}$ ；
2. （2）第 $\text{[math]}$ 次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小 $\text{[math]}$ ．
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26. (2023·全國乙卷)
1. （1）對(duì)于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等的是（　　）
  
  A . 等溫增壓后再等溫膨脹 B . 等壓膨脹后再等溫壓縮 C . 等容減壓后再等壓膨脹 D . 等容增壓后再等壓壓縮 E . 等容增壓后再等溫膨脹
2. （2）如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為20cm的A、B兩段細(xì)管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B管在上方。管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開。水銀柱在兩管中的長度均為10cm?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長度改變1cm。求B管在上方時(shí)，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強(qiáng)。（氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強(qiáng)單位）
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27. (2023·全國甲卷)
1. （1）在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是。(填入正確答案標(biāo)號(hào)。)
  
  A . 氣體的體積不變，溫度升高 B . 氣體的體積減小，溫度降低 C . 氣體的體積減小，溫度升高 D . 氣體的體積增大，溫度不變 E . 氣體的體積增大，溫度降低
2. （2）一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46 kg/m³
  (i)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)內(nèi)氣體的密度；
  
  (ii)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至10個(gè)大氣壓，求艙內(nèi)氣體的密度。
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28. (2023·浙江選考) 某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積 $\text{[math]}$ 、質(zhì)量 $\text{[math]}$ 的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。開始時(shí)氣體處于溫度 $\text{[math]}$ 、活塞與容器底的距離 $\text{[math]}$ 的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升 $\text{[math]}$ 恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B。活塞保持不動(dòng)，氣體被繼續(xù)加熱至溫度 $\text{[math]}$ 的狀態(tài)C時(shí)觸動(dòng)報(bào)警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了 $\text{[math]}$ 。取大氣壓 $\text{[math]}$ ，求氣體。
1. （1）在狀態(tài)B的溫度；
2. （2）在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；
3. （3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。
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29. (2023·上海) 一個(gè)絕熱密容器，其中含有一定質(zhì)量氣體。容器以一定速度平移，突然施力使其停止，其中的氣體溫度，碰撞容器壁的劇烈程度。(選填“變大”、“變小”或“不變”)

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30. (2023·湖北) 如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、 $\text{[math]}$ ，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H ，彈簧長度恰好為原長?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降 $\text{[math]}$ ，左側(cè)活塞上升 $\text{[math]}$ 。已知大氣壓強(qiáng)為 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小為g ，汽缸足夠長，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求
1. （1）最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
2. （2）彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。
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