暑期综合提高练习（十）光学热学综合3——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3——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说法正确的是等内容，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．每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，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．在冰晶中，b光的传播速度比a光小
B．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距大
C．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小
D．a光的频率较大
2．“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性．“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图所示．下列说法正确的是( )
A．能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置
B．“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部两水分子间的分子势能相比偏小
C．“水桥”表面层中水分子距离与其内部水分子相比偏小
D．王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功
3．白炽灯正常发光时，其消耗的电能约有10%的部分用于产生可见光.如图所示，白炽灯发出的白光通过元件M照射到光屏P上.下列说法中正确的是（ ）
A．如果M是单缝屏，光屏上出现的衍射图样中央是红色亮条纹
B．如果M是单缝屏，光屏上出现的衍射图样中央是白色亮条纹
C．如果M是偏振片，沿水平轴线旋转M，光屏上光的颜色将发生变化
D．如果M是偏振片，沿水平轴线旋转M，光屏上光的亮度将发生周期性的变化
4．如图所示，绝热汽缸开口水平向右放置在水平地面上，一轻质绝热活塞封住一定量的理想气体，忽略缸壁对活塞的摩擦力.现用灯丝缓慢加热气体，下列说法正确的是( )
A．气体压强变大
B．气体内能不变
C．气体吸收的热量可以全部用来对外做功
D．气体吸收的热量不可以全部用来对外做功
5．如图所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着温度相同的空气,空气柱长度H1>H2,水银柱长度h1>h2,今使封闭气柱升高相同的温度(外界大气压保持不变),则两管中气柱上方水银柱的移动情况是( )
A．均向上移动,B中水银柱移动较多
B．均向上移动,A中水银柱移动较多
C．均向下移动,B中水银柱移动较多
D．均向上移动,两管中水银柱移动情况相同
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A.下列说法正确的是( )
A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
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．图中描述一定质量的气体做等容变化的图线是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2023 浙江嘉兴 一模）一定量理想气体经历状态，其过程如图上的两条线段所示，则气体（ ）
A．对外做功值小于吸收的热量
B．在状态b处的压强小于状态c处的压强
C．过程气体分子的数密度一直变小
D．过程每一个气体分子的动能都减小
9．下列说法正确的是（ ）
A．内能不同的物体，分子热运动的平均动能可能相同
B．水滴中的花粉颗粒在不停地运动，证明水分子在永不停息地运动
C．液体与大气相接触，表面层分子受内部分子的作用表现为引力
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
E.根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
10．一定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态A时，体积为，压强为，温度为，该理想气体从状态A经一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的图线如图所示，其中延长线过坐标原点，在同一竖直线上，在同一水平直线上。下列说法正确的是（ ）
A．由C到A的过程中，气体的体积没有发生变化
B．从B到C的过程中，理想气体的每个气体分子的动能都增大
C．由A到B的过程，气体对外界放热
D．从B经过C到A的过程，气体的内能一直在增加
E.从B经过C到A的过程，气体从外界吸热为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：
(1)以下哪些操作能够增大屏上相邻两条亮纹之间的距离
A．将绿色滤光片换为红色滤光片 B．增大双缝之间的距离
C．增大单缝与双缝之间的距离 D．增大双缝与屏之间的距离
(2)调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某条亮条纹(并将其记为第一条)的中心，如图乙所示，此时手轮上的读数为 mm；转动手轮，使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置，读出手轮上的读数，并由两次读数算出第一条亮条纹中央到第四条亮条纹中央之间的距离 a＝9.900mm，又知双缝间距 d＝0.200mm，双缝到屏的距离 l＝1.00m，则对应的光波的波长为 m。（保留三位有效数字）
12．某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下：
①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器；
②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连；
③将适量热水（约80℃）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中；
④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为部分图线。
(1)在实验误差允许的范围内，所得的图像是一条直线，说明一定质量的气体，在体积不变时 。（填正确答案标号）
A．压强p与摄氏温度t成正比B．压强p与摄氏温度t成一次函数
(2)若实验过程中有少量气体缓慢逸出，则所得图像为 。（填正确答案标号）
A．B．
(3)另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验，现用计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个p—t坐标系上，则得到的图像可能是 。（填正确答案标号）
A．B．C．
13．一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C,其p-1V图像如图所示,求该过程中气体吸收的热量Q.
14．一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，气体在状态A时的压强pA＝p0，温度TA＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点．求：
(1)气体在状态B时的压强pB；
(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；
(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC.
15．某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉，如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚，可认为体积固定，B室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换，质量为M的鱼静止在水面下H处，B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变，水的密度为ρ ，重力加速度为g，大气压强为p0，求：
（1） 鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量Δm；
（2） 鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1．
参考答案
1．【知识点】全反射原理及其应用、干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】A
【详解】
A．由题图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，根据
可知在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故A正确；
BD．由于六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，故b光的频率较大，则a光波长大于b光波长，根据
可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距小，故BD错误；
C．根据
可知从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故C错误。
故选A。
2．【知识点】分子势能随分子间距离变化的图像问题、分子间的作用力
【答案】D
【详解】“水桥”表面层中分子间距比内部分子间距大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由题图可知B点为分子间作用力为零的情况，即B点表示平衡位置，故能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，故A、C错误；“水桥”内部分子之间表现为斥力，两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，其内部分子之间的距离增大，斥力在减小，表面引力在增大，分子之间表现为引力，根据分子势能和分子间距离的关系图像可得，“水桥”表面层中水分子势能比内部水分子势能偏大，实验结束，王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功，故B错误，D正确．
3．【知识点】偏振现象和偏振光、光的干涉原理及应用
【答案】B
【解析】无论是单缝屏还是双缝屏，光屏上出现的图样中央都是白色条纹，单缝屏会出现衍射图样，双缝屏会出现干涉图样，故A错误，B正确；白炽灯发出的白光属于自然光，所以如果M是偏振片，沿水平轴线旋转M，光屏上光的亮度不会发生变化，颜色也不会发生变化，故C、D错误.
4．【知识点】热力学第一定律及其应用、热力学第二定律及其应用
【答案】D
【解析】由题意知，汽缸开口向右水平放置，对活塞受力分析可知，气体压强始终等于外界大气压，压强不变，A错误；缓慢加热气体，气体温度上升，内能增大，B错误；由热力学第二定律，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，可知气体吸收的热量不可以全部用来对外做功，C错误，D正确.
【一题多解】C、D选项也可用热力学第一定律进行分析，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，气体等压膨胀，温度升高，则有W0，则Q>0，由此可知，气体吸收的热量大于对外所做的功，C错误，D正确.
5．【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、理想气体与理想气体状态方程
【答案】B
【解析】管内封闭气柱的压强恒等于外界大气压与水银柱因自身重力而产生的压强之和,因外界大气压不变,则管内气体做等压变化,由此推知,封闭气柱下端的水银柱高度不变.根据盖-吕萨克定律可知VT=ΔVΔT,整理得ΔV=ΔTT·V,因为A、B管中的封闭气体初始温度相同,温度升高ΔT也相同,且ΔT>0,故ΔV>0,即A、B管中的封闭气体体积均增大,又因为H1>H2,A管中气体体积较大,所以ΔVA>ΔVB,即A管中气体长度增加得多一些,故A、B管中的封闭气体均向上移动,A中水银柱移动较多,故B正确.
6．【知识点】气体的V-T（V-t）图像问题
【答案】C
【解析】A→B过程中，气体温度升高，体积增大，气体分子的平均动能增加，A、B连线的延长线过原点，则A→B过程气体发生等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误；C→A过程中，气体体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误；在A→B过程中，气体温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有ΔU1=Q1-W1，在B→C过程中，气体温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律有ΔU2=-Q2，在C→A过程中，气体温度不变，内能增量为零，有ΔU=ΔU1+ΔU2=Q1-W1-Q2=0，即Q1=W1+Q2>Q2，所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故C正确；气体做功大小为W=pΔV，A→B过程中气体体积增加量等于C→A过程中气体体积减少量，V-T图线中的点与原点连线的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误.
7．【知识点】气体的p-T（p-t）图像
【答案】CD
【详解】
【分析】
【详解】
ABC．由查理定律得，一定质量的气体，在体积不变时，其压强与热力学温度成正比，AB错误、C正确；
D．在图像中，直线与横轴的交点表示热力学温度的零度，D正确。
故选CD。
8．【知识点】气体的V-T（V-t）图像问题
【答案】AC
【详解】A．由图像可知，的过程气体温度升高，内能增大，体积增大，则气体对外做功，由热力学第一定律可知，对外做功值小于吸收的热量，故A正确；
B．气体状态方程
结合的过程中温度降低体积增大，可知，压强减小，既在状态b处的压强大于状态c处的压强，故B错误；
C．从的过程中，气体体积一直增大，所以气体分子的数密度一直变小，故C正确；
D．过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小，但个别分子的动能可能增大，故D错误。
故选AC。
9．【知识点】布朗运动、气体压强的微观解释、热力学第二定律及其应用、物体内能大小的决定因素
【答案】ABC
【详解】
A．内能包括分子势能和分子动能，温度是平均动能的标志，所以温度相同的物体分子热运动的平均动能就相同，但内能可能不同，A正确；
B．花粉颗粒的无规则运动为布朗运动，是由于水分子撞击的不平衡性导致的，证明水分子在永不停息地运动，B正确；
C．表面层分子受内部分子的作用表现为引力是由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，C正确；
D．由可知，只知道温度升高而体积变化不确定，故无法确定压强的变化，D错误；
E．由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传向高温物体而不引起其他变化，通过外力做功是可以把热量从低温物体转移到高温物体的，E错误。
故选ABC。
10．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体等温变化与玻意耳定律、温度与分子平均动能的关系
【答案】ACE
【详解】
A．从C到A过程，由理想气体状态方程可得
代入数据可得
故C到A过程中体积不变，A正确；
B．从B到C过程，温度升高，分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，个别分子动能也可能减小，B错误；
C．A到B过程为等温变化，由玻意耳定律可得
解得
体积减小，外界对气体做功，即，气体内能不变，由热力学第一定律知，，即气体对外界放热，C正确；
DE．B经过C到A的过程，气体的温度升高后降低，则内能先増大后减小，整个过程气体的内能不变，由C的详解可知，，从B到C的过程中，气体对外界做的功为
则从B经过C到A的过程中，气体吸收的热量为，D错误，E正确。
故选ACE。
11．【知识点】实验：用双缝干涉测量光的波长、实验：长度的测量及测量工具的选用、干涉条纹和光的波长之间的关系
【答案】AD；1.180；6.60×10－7；
【详解】
（1）[1]A．根据
可知将绿色滤光片换为红色滤光片，波长变大，则相邻条纹间的间距变大，故A正确；
B．根据
可知增大双缝之间的距离d，相邻条纹间距变小，故B错误；
C．根据
可知增大单缝和双缝之间的距离，相邻条纹间距不变，故C错误；
D．根据
可知增大双缝与屏之间的距离L，则相邻条纹间距变大，故D正确。
故选AD。
（2）[2]螺旋测微器的固定刻度读数为1mm，可动刻度读数为
0.01×18.0mm=0.180mm
所以最终读数为1.180mm
[3]根据
可得
12．【知识点】气体的等容变化与查理定律
【答案】(1)B；(2)B；(3)C
【详解】（1）根据查理定律有，其中的C为与气体的质量成正比的常量，且温度为热力学温度，则有，则有，可知，压强与摄氏温度t成一次函数。选B。
（2）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有，其中C与气体的质量成正比，当有气体逸出时，C减小，则图像上的点与（-273，0）点连线的斜率减小，因为本实验中气体的温度是逐渐降低的，图像从右向左斜率减小。选B。
（3）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有，其中C与气体的质量成正比，则一定质量的气体在体积不变时，其p—t图像与t轴的交点坐标均为-273℃，只有第三个选择项符合要求。选C。
13．【知识点】气体的p-V图像问题
【答案】2×105J
【解析】本题结合p-1V图像考查热力学第一定律的应用.
由题图可知A、C两状态气体的温度相同,内能相同.由A到B的过程,气体发生等压变化,体积增大,外界对气体做的功W1=-pΔV=-2×105×1 J=-2×105 J,由B到C,气体发生等容变化,W2=0,从A到C全过程根据热力学第一定律ΔU=W+Q=W1+W2+Q=0,解得该过程吸收的热量Q=2×105 J.
【易错分析】本题中易把p-1V图像看成p-V图像从而得到错误的状态参量导致错解.
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)p02；(2)10 J；(3)p02；T02
【解析】(1)气体从状态A到状态B发生等温变化，根据玻意耳定律有pAVA＝pBVB，
解得pB＝p02.
(2)气体从状态A至状态B过程发生等温变化，气体内能不变，即ΔU＝0，气体对外界做功，则W＝－10 J，
根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，
解得Q＝－W＝10 J，即气体从外界吸收的热量为10 J.
(3)由于V－T图像中，BC延长线过原点，气体从状态B到C发生等压变化，pC＝pB＝p02，根据盖－吕萨克定律得VBTB＝VCTC，
解得TC＝T02.
15．【知识点】充气、抽气和灌气等问题
【答案】（1） mMaρgV
（2） p0+ρgH1p0+ρgHm
【解析】
（1） 由题意可知，B室内增加的气体使鱼增加的浮力提供鱼向上运动的加速度，有ρgΔV=Ma（1分）由题意可知，B室内气体的温度和压强不变，则气体密度不变，有mV=ΔmΔV（1分）解得Δm=mMaρgV（1分）
（2） 鱼静止于水面下H1处，此时B室内的气体体积与鱼静止于H处时相等，且气体温度不变，则B室内气体压强与气体质量成正比，有mm1=pp1（1分）p=p0+ρgH（1分）p1=p0+ρgH1（1分）解得m1=p0+ρgH1p0+ρgHm（1分）