暑期综合提高练习（十）光学热学综合2——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案

这是一份暑期综合提高练习（十）光学热学综合2——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案，共5页。试卷主要包含了下列四幅图对应的说法正确的有等内容，欢迎下载使用。
选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．热水瓶气体变化 如图所示，某热水瓶的容积为V，瓶中刚好有体积为12V的热水，瓶塞将瓶口封闭，瓶中气体压强为1.2p0，温度为87℃，环境大气压强为p0。将瓶塞打开，瓶中气体温度变为57℃，瓶中气体可看成理想气体，则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为57℃的过程中，跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为（已知T=t+273K）（ ）
A. 111B. 211C. 311D. 411
2．下列四幅图对应的说法正确的有（ ）
A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃
C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动
D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因
3．如图所示，等边三棱镜，一束单色光与成角射入三棱镜，经AB边折射进入三棱镜的折射角刚好等于从AC边射出三棱镜的入射角，则三棱镜的折射率为（ ）
A．B．C．D．
4．(理想气体·应用)自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,下列说法中正确的是( )
A．体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C．因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D．温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
5．晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细、非常完整的丝状（横截面为圆形）晶体.现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形.已知铁的密度为ρ ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球，则下列说法中正确的是（ ）
A．铁质晶须单位体积内铁原子的个数为MρNA
B．铁原子的直径为(3M4πρNA)13
C．断面内铁原子的个数为d2(6MπρNA)23
D．相邻铁原子之间的相互作用力大小为Fd2(6MπρNA)23
6．如图所示，A、B两个容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作为活塞，当A容器内气体的温度为－10 ℃，B容器内气体的温度为10 ℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡。两个容器内气体的温度都升高20 ℃时，下列判断正确的是( )
A．水银滴将不移动 B．水银滴将向A移动
C．水银滴将向B移动 D．无法判断水银滴将向哪个方向移动
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．石油、煤、天然气等是不可再生的能源.人类无节制地使用和开采这些能源,不但破坏环境,还会导致能源枯竭.下列措施有助于缓解能源危机、保证可持续发展的有（ ）
A. 用木材代替煤,进行火力发电
B. 将高能耗企业从发达地区转移到欠发达地区
C. 少开汽车,多骑自行车或搭乘公共交通工具出行
D. 大力开发风力发电,减少火力发电
8．一定质量的理想气体从状态a经状态b、c、d回到状态a，此过程气体的关系图像如图所示，其中过程为双曲线的一部分，过程平行于坐标轴.已知在状态a时气体温度为，则（ ）
A．在状态c时气体的温度为
B．过程气体吸热
C．过程气体对外做功
D．从状态a经一次循环再回到状态a的过程中气体向外放热大于
9．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m处的质点P，下列说法正确的是（ ）
A．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0
B．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为
C．t=1.0s时，P向y轴正方向运动
D．t=1.0s时，P向y轴负方向运动
10．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：为等压过程，为绝热过程，为等压过程，为绝热过程。下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体内能增加
B．过程中，气体内能不变
C．过程中，气体吸收热量
D．整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．如图甲所示，光在介质1和介质2间折射时有。如图乙所示是一种折射率测量仪的简化结构，半圆形玻砖的直径边水平且固定。操作步骤如下：
①将待测宝石放在玻砖的圆心处，宝石与玻砖的接触面紧密贴合，中间空气不计；
②左下方的圆弧形光源发出同一种光，光均沿半径方向对着玻砖圆心射入，玻砖的左边四分之一圆为亮区；
③在玻砖的右边四分之一圆内会出现亮区及暗区，使得右下方的角度尺上出现明暗分区，读出明暗分界线所在位置的角度值，即可得到待测宝石的折射率。
回答下列问题：
(1)图甲中，大于，则相对于介质2，介质1是 （选填“光疏介质”或“光密介质”）；
(2)图乙中，待测宝石的折射率 （选填“大于”或“小于”）玻砖的折射率；
(3)图乙中，已知玻砖的折射率为1.74，测得玻砖右边四分之一圆中明暗分界线与法线的夹角为，查得，则该待测宝石的折射率为 （结果保留3位有效数字）。
12．如图所示，水银柱将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的容器内，粗管横截面积是细管的3倍，水银柱的上表面正好与粗管上端口齐平。大气压强为，封闭气体的压强为，水银柱的上下长度为L，封闭气体的上下长度为4L，温度为。
(1)缓慢的给封闭气体加热，当水银柱刚好全部进入细管中，此时气体的温度为，求的大小；
(2)设细管的横截面积为S，当气体的温度再缓慢由变成的过程中，求气体对外界做的功为多少。
13．某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）.于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）.已知该轮胎内气体的体积V0=30L，从北京出发时，该轮胎气体的温度t1=−3℃，压强p1=2.7×105Pa.哈尔滨的环境温度t2=−23℃，大气压强p0取1.0×105Pa.求：
（1） 在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小;
（2） 充进该轮胎的空气体积.
14．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态时的温度为600K，求：
（1）气体在状态和状态时的温度为多少K；
（2）气体从状态的过程中，气体对外做的功；
（3）已知气体从状态的过程中，外界对气体做的功，试说明全过程中气体是吸热还是放热并求吸收（或放出）了多少热量。
15．如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止释放，落到地面上B点后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达深度为h的C点速度减为零，不计空气阻力，重力加速度为g.求：
（1） 小球到达B点时的动能Ek及重力的瞬时功率P；
（2） 小球进入泥潭过程中受到的平均阻力f的大小；
（3） 小球运动过程中损失的机械能ΔE.
参考答案
1．【知识点】变质量气体状态变化问题
【答案】A
【详解】设原来瓶中气体变成57℃、压强为p0时，气体的总体积为V′，根据理想气体状态方程，有1.2P0⋅12V360K=P0V′330K，解得V′=0.55V，则跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为Δmm=V′−0.5VV′=111，A正确。
2．【知识点】晶体和非晶体的区分
【答案】D
【详解】图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，A错误；图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，B错误；图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，C错误；图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，D正确。
3．【知识点】光的折射定律及其应用
【答案】B
【详解】如图，
依题意有，有几何知识已知，，从AB边入射光线入射角为，折射角为30°，则折射率。
4．【知识点】分子运动速率分布图像、气体压强的微观解释
【答案】D
【解析】密闭容器中的氢气，分子总数恒定，当体积增加时，氢气分子的密集程度减小，A错误；压强增加可能是因为氢气分子平均动能增大或密集程度增大，与氢气分子之间斥力无关，B错误；理想气体是物理学中为了简化问题而引入的一个理想模型，实际生活中不存在，通常情况下，只要实际气体的压强不太大、温度不太低，都可以当成理想气体来处理，C错误；根据速率分布图像可知，温度变化时，气体分子各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，D正确.
5．【知识点】阿伏加德罗常数的理解及相关计算
【答案】D
【解析】单个铁原子的质量m0=MNA,铁质晶须单位体积内铁原子的个数为n0=ρm0=ρNAM,故A错误；铁的摩尔体积V=Mρ,单个铁原子的体积V0=MρNA,又V0=43πr3,所以铁原子的半径r=(3M4πρNA)13,铁原子的直径d0=2r=2(3M4πρNA)13,故B错误；铁原子的最大截面积S0=πr2=π(3M4πρNA)23,断面内铁原子的个数为n=π(d2)2S0=d2(6MπρNA)23,故C错误；相邻铁原子之间的相互作用力为F0=Fn=Fd2(6MπρNA)23,故D正确.
6．【知识点】两段封闭气体状态变化问题
【答案】C
【详解】假定两个容器内气体的体积不变，即VA、VB不变，初始状态时A、B中气体温度分别为263 K和283 K，当温度升高ΔT时，容器A内气体的压强由p1增至p1′，则
Δp1＝p1′－p1
容器B内气体的压强由p2增至p2′，则
Δp2＝p2′－p2
由查理定律得
Δp1＝eq \f(p1,263 K)·ΔT，Δp2＝eq \f(p2,283 K)·ΔT
因为p1＝p2，所以Δp1>Δp2，
即水银滴将向B容器移动。故选C。
7．【知识点】环境保护与能源的开发利用
【答案】CD
【解析】用木材代替煤,进行火力发电,不能减少电能的消耗,不能做到节能减排,无助于缓解能源危机、保证可持续发展,故A错误;将高能耗企业从发达地区转移到欠发达地区,不能减少化石燃料的使用,也不能做到节能减排,无助于缓解能源危机、保证可持续发展,故B错误;少开汽车,多骑自行车或搭乘公共交通工具出行,可减少污染物的排放,减少化石能源的使用,有助于缓解能源危机、保证可持续发展,故C正确;大力开发风力发电,减少火力发电,可减少污染物的排放,减少化石能源的使用,有助于缓解能源危机、保证可持续发展,故D正确.
8．【知识点】气体的p-V图像问题
【答案】BD
【详解】过程，由理想气体状态方程得，解得，A错误；过程，气体体积增大对外做功，压强不变，温度升高，内能增大，气体吸热，B正确；过程，气体对外做的功等于图像与横轴所围图形面积，由图得其小于，C错误；在一次循环过程后，内能不变，整个过程中，外界对气体做功大于，根据热力学第一定律可知，在一次循环过程中气体放出的热量大于，D正确。
9．【知识点】干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】BC
【详解】在内，甲、乙两列波传播的距离均为，根据波形平移法可知，时，处甲波的波谷刚好传到P处，处乙波的平衡位置振动刚好传到P处，根据叠加原理可知，时，P偏离平衡位置的位移为，A错误，B正确；在内，甲、乙两列波传播的距离均为，根据波形平移法可知，时，甲波的平衡位置振动刚好传到P处，处乙波的平衡位置振动刚好传到P处，且此时两列波的振动都向y轴正方向运动，根据叠加原理可知，时，P向y轴正方向运动，C正确，D错误。
10．【知识点】气体的p-V图像问题
【答案】AD
【详解】为等压过程，体积增大，根据可知温度升高，气体内能增加，A正确；为绝热过程，由图可知体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知内能减小，B错误；为等压过程，体积减小，外界对气体做功；根据可知温度降低，内能减少，根据热力学第一定律可知气体放出热量，C错误；图像与V轴围成的面积代表功，而整个过程回到a状态时气体与初态相比温度不变，内能不变，可知整个过程气体从外界吸收的总热量与做的总功相同，所以整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示，D正确。
11．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】(1)光疏介质；(2)小于；(3)1.60
【详解】（1）根据折射定律，当时，可得，折射率较小的介质为光疏介质，所以相对于介质2，介质1是光疏介质。
（2）从弧形光源发出的光沿半径方向射向玻璃砖圆心，在玻璃砖右边四分之一圆内出现亮区和暗区，说明发生了全反射。光从光密介质射向光疏介质时才会发生全反射，这里光是从玻璃砖射向宝石，所以待测宝石的折射率小于玻璃砖的折射率。
（3）恰好发生全反射时，折射角为，题意知玻砖右边四分之一圆中明暗分界线处即为入射光恰好产生全反射的位置，则有，其中，联立解得待测宝石的折射率。
12．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等压变化与盖—吕萨克定律
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）水银柱全部在粗管中，上下长度为L，根据题意水银柱对应的压强为，当水银柱刚好全部进入细管中，水银柱的上下长度为3L，水银柱对应的压强为，由理想气体状态方程可得
解得
（2）气体的温度再缓慢由变成的过程中，设气体体积的增加量为，气体做等压变化，则有
根据功的定义可得气体对外界做的功
联立解得
13．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等容变化与查理定律
【答案】（1） 2.5×105Pa
（2） 6L
【解析】
（1） 轮胎内的理想气体在北京时p1=2.7×105Pa，T1=270K，在哈尔滨时T2=250K，因为轮胎内气体体积不变，根据查理定律得p1p2=T1T2，解得p2=2.5×105Pa.
（2） 设在哈尔滨充入轮胎的气体体积为ΔV，根据理想气体状态方程有p2V0+p0ΔV=p1V0，解得ΔV=6L .
14．【知识点】热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】（1），；（2）；（3）气体放热
【详解】（1）对于理想气体：过程，由查理定律有，
得，
过程，由盖—吕萨克定律有，
得。
（2）而过程是等容变化，气体对外不做功；过程中气体体积膨胀对外做的功，即从状态到状态气体对外做的功。
（3）全过程从状态A又回到状态A，根据，
得，，
解得，
气体放热。
15．【知识点】能量守恒定律
【答案】（1） mgH；mg2gH
（2） H+hhmg
（3） mgH+h
【解析】
（1） 小球从A点运动到B点，由动能定理得mgH=Ek，设小球到达B点时的速度为v，则有Ek=12mv2，解得v=2gH，小球到达B点时重力的瞬时功率P=mgv=mg2gH.
（2） 小球从A点运动到C点，由动能定理得mgH+h−fh=0，解得f=H+hhmg.
（3） 由能量守恒定律得，小球运动过程中损失的机械能ΔE=mgH+h.