广东省茂名市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-08热学、光学

这是一份广东省茂名市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-08热学、光学，共20页。试卷主要包含了填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
广东省茂名市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-08热学、光学 一、填空题1．（2021·广东茂名·统考二模）如图，一定质量的理想气体从a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。在过程ab中气体_______________（选填“吸收”或“放出”）热量；在过程ca中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数________________。（选填“增加”或“减少”）2．（2021·广东茂名·统考二模）新型冠状病毒2019-nCoV主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于___________运动；空气分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r=r0时，F=0。相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中，分子势能___________（填“先减小后增大”、“先增大后减少”、“一直增大”或“一直减少”）。3．（2022·广东·统考模拟预测）一定质量的理想气体，从状态A开始经历AB、BC、CA三个过程又回到状态A，气体的密度、压强p的关系图像如图所示，AB的反向延长线经过坐标原点O，BC、AC分别与纵轴、横轴平行，则气体从状态A到状态B温度______（填“升高”“降低”“不变”），从状态B到状态C______热（填“吸”“放”）。4．（2022·广东茂名·统考二模）如图为简易测温装置，玻璃管中一小段水银封闭了烧瓶内一定质量的气体，当外界温度升高时，瓶内气体的密度_____________（选填“不变”“增大”或“减小”），瓶内气体分子的平均动能________（选填“增大”或“减小”）。5．（2022·广东茂名·统考模拟预测）某同学用如图所示的喷壶对教室进行消毒。闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。充气和喷液过程中温度保持不变，则充气过程中，储气室内所有气体的内能__________（填“增大”、“减小”或“不变”）；喷液过程中，储气室内气体___________（填“吸收”或“放出”）热量，所有气体均可看成理想气体。6．（2022·广东茂名·统考一模）盛有氧气的钢瓶，从的室内搬到的工地上，两状态下钢瓶内氧气分子热运动速率统计分布图像如图所示，则此过程中瓶内氧气的内能______（填“增大”、“不变”或“减小”），图中_____。7．（2022·广东茂名·统考二模）如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，则a、b、c三色光在玻璃三棱镜中传播，__________（选填“a”“b”或“c”）光速度最大。若这三种色光在三棱镜发生全反射，___________（选填“a”“b”或“c”）光的临界角最小。8．（2022·广东茂名·二模）利用图（a）所示的装置（示意图），观察蓝光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图（b）中甲和乙两种图样。则甲应是______（选填“干涉”或“衍射”）图样。若将蓝光换成红光，干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距______（选填“变长”“变短”或“不变”）。 二、实验题9．（2022·广东茂名·统考模拟预测）把熔化了的蜂蜡薄薄地涂在云母片上，用烧热的缝衣针针尖接触云母片，观察到蜂蜡熔化的区域如图甲阴影部分所示，由此可以说明云母为___________（选填“晶体”、“非晶体”、“无法确定”）；把云母片换成玻璃片，重复实验，请在图乙中定性画出蜂蜡熔化区域边界___________。（黑点为针尖位置，已知玻璃在导热性能上表现为各向同性） 三、解答题10．（2021·广东茂名·统考二模）我国“深海勇士”号载人潜水器在南海完成深海下潜试验任务，某小组设计了一个可测定下潜深度的深度计，如图所示，两汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部各装有一个活塞，活塞密封性良好且无摩擦。在汽缸Ⅰ内通过活塞封有153个大气压的气体，Ⅱ内通过活塞封有398个大气压的气体，在汽缸右端开口处和正中央各有一个体积不计的卡环，在卡环的左侧各有一个厚度不计的活塞A、B，活塞A、B只可以向左移动，活塞密封良好且与汽缸之间无摩擦。当该装置水平放入水下达到一定深度后，水对活塞A产生挤压使之向左移动，通过活塞A向左移动的距离可以测出下潜深度。已知1标准大气压为，海水的密度，取，不计海水密度随海水深度的变化，两部分气体均视为理想气体且温度始终保持不变。求：（1）当活塞A向左移动的距离为时，下潜的深度；（2）该深度计能测量的最大下潜深度。11．（2021·广东茂名·统考二模）气压式保温瓶具有方便安全的特点。气压式保温瓶的结构如图所示。瓶盖下有一体积为V0气室，瓶内装水，只需要按压瓶盖，就能往瓶内注入更多的空气，将水从瓶内压出。假设保温瓶的容积为V，开始时瓶内气体压强和大气压相同，出水管口到瓶内水面的高度为h，水的密度为，外界大气压为p0，忽略出水管的体积，温度不变，若按压3次就能出水，求瓶内水的体积和瓶的容积的比值？12．（2022·广东·统考模拟预测）如图甲所示，一支粗细均匀的玻璃管开口向下竖直放置，一段长度为的理想气体被长度为的水银柱封闭在玻璃管内，水银柱的下端面正好在管口，气体的温度为；缓慢地旋转玻璃管并缓慢改变气体温度（水银不外漏），让其开口向上竖直放置，如图乙所示，稳定时水银柱的上端面与管口的距离为，气体的温度为；向玻璃管内缓慢的添加长度为的水银，稳定时水银柱的端面正好在管口，如图丙所示，气体的温度恢复为，已知大气压强，求：（1）玻璃管开口向下时，玻璃管内水银柱的高度；（2）玻璃管开口向上时，向玻璃管内缓慢添加的水银长度。13．（2022·广东·模拟预测）可视为质点的鱼在进食时经常会吐泡泡，可通过泡泡的大小判断出鱼的位置。假设鱼在水面下某深度处吐出一个泡泡，泡泡的体积V1=4cm3，此处水的热力学温度T1=285K，当泡泡缓慢上升至水面时，泡泡的体积V2=5cm3，已知水面的热力学温度T2=300K，大气压强恒为p0=1×105Pa，水的密度=1×103kg/m3，取重力加速度大小g=10m/s2，泡泡内的气体视为理想气体。求鱼到水面的距离h。14．（2022·广东茂名·统考模拟预测）如图所示，左端开口的足够长的U形管，右端通过一段带阀门K的细导管与一足够高的导热汽缸相连，汽缸上方有一可自由上下移动的轻质活塞，汽缸与U形管粗细相同。整个装置竖直放置，开启阀门K后，向U形管左端缓慢注入水银直至右管空气完全被排出时，停止水银注入并关闭阀门K。此时，U形管左右液面等高，汽缸内封闭的理想气体柱长为、压强为。不计细导管体积，环境温度保持不变。缓慢向下推动汽缸活塞直至缸内气体柱长度为时，固定活塞并开启阀门K，求稳定时U形管左右两水银液面的高度差。15．（2022·广东茂名·统考二模）压力锅（也称高压锅）是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。（1）当加热至锅内温度为2T0时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，求此时锅内气压的大小；（2）为控制火候，该厨师在听到压力阀嘶响声时立即熄火并把压力阀提起放气，求最终放气结束随即打开锅盖时，锅内剩下的气体和原来气体的质量之比。（假设排气过程气体温度不变）16．（2021·广东茂名·统考二模）如图所示，ABC是截面为直角三角形的玻璃砖，，，BC边长为L，一束单色光平行于AB照射到AC面上的D点，折射光线照射到AB面上的E点，在AB面上的反射光线照射到BC面的中点F，EF与AC平行，光在真空中的传播速度为c。①求玻璃砖对光的折射率并判断光在AB面上是否会发生全反射；②光从D点传播到F点所用的时间。17．（2021·广东茂名·统考二模）如图所示，一细光束照射到圆形玻璃砖上A点，经折射后折射光线刚好照到玻璃砖底边的右端C点，入射光线与BC平行，入射角为60°，圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求：（1）玻璃砖的折射率；（2）光从A传播到C所用时间。18．（2022·广东·统考模拟预测）某种透明介质的截面图如图所示，已知∠B=120°、∠C=15°、边长AB=2L，某种颜色的细光束从AB边的中点D垂直AB边射入介质，光线正好在AC边发生全反射，反射光线射到BC边上的F点，光在空气中的传播速度为c，求：（1）此介质对此种颜色光的折射率；（2）光从D点到F点传播的时间。19．（2022·广东茂名·统考一模）如图所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜，，长为，且在外表面镀有水银，一束与面成角的光线从边的中点D射入棱镜，已知棱镜对该光的折射率，求光线从面射出棱镜的位置与C点的距离。20．（2022·广东茂名·模拟预测）如图，圆心为O、半径为R的扇形玻璃砖置于水平桌面上，一光线垂直于界面射到AO上D点，光线在砖内第一次射到圆弧面上时恰好发生全反射。已知，，真空中的光速为c。求：（1）光线第一次从砖内射出时的折射角；（2）光线第一次从砖内射出前在砖内传播的时间。21．（2022·广东茂名·统考模拟预测）由某种匀质透明材料制成的工件，其横截面如图所示，右侧是半径为R的圆，O为圆心：左侧是长OB=2R，宽OD=R的长方形。现有一束与BC边平行的红色光线，从工件的E点射入，∠COE =60°。该透明材料对红色光的折射率为，光在真空中传播的速度为c。(1)光线第一次到达BC边是否会发生全反射？说明理由；(2)不考虑多次反射，求从AB边射出的光线在工件内传播的时间。22．（2022·广东茂名·模拟预测）如图所示，为透明柱状介质的横截面，其中，一束单色光从的中点垂直边入射，经边反射后的反射光线从边上的点（图中未画出）射出，其出射光线与边成。已知边的长度为，光在真空中的传播速度为，求：(1)该透明介质的折射率；(2)该单色光在透明介质中的传播时间。23．（2022·广东茂名·统考模拟预测）如图所示，真空有一个下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率，一束单色光与界面成角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧竖直平面光屏上出现两个光点A和B，A和B相距h=4.0cm．已知光在真空中的传播速度．（1）画出光路图；（2）求玻璃砖的厚度．
参考答案：1．     吸收     增加【详解】[1]从a到b气体的体积不变，外界对气体做功为零；压强增大，根据，气体的温度升高，内能增加，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量；[2]在过程ca中气体的体积减小，则气体分子的密度增大，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加。2．     布朗运动     一直减少【详解】[1]由于空气分子的不平衡碰撞造成的运动是布朗运动。[2]分子间距离大于平衡距离r0时，分子间的作用力表现为引力，两个相距较远的分子距离减小到r0的过程中分子力一直做正功，根据分子力做功和分子势能间的关系可知，分子势能减小。3．     不变     吸【详解】[1]根据可知则气体从状态A到状态B温度不变。[2]从状态B到状态C，气体密度减小，则体积变大，对外做功；压强不变，则温度升高，内能变大，则气体吸热。4．     减小     增大【详解】[1][2]当外界温度升高时，瓶内气体体积增大，质量不变，瓶内气体的密度减小；由于热传递，瓶内气体温度升高，瓶内气体分子的平均动能增大。5．     增大     吸收【详解】[1]气体内能由温度和气体分子数密度决定，气体温度不变，充气过程中，储气室内气体质量增大，气体分子数增多，故气体内能增大；[2]喷液过程中，气体膨胀，气体对外做功，即W<0，但气体内能不变，即，根据热力学第一定律可知Q>0，则气体一定从外界吸收热量。6．     减小     -13℃【详解】[1]钢瓶温度降低，分子的平均动能减小，由于分子势能可以忽略不计，故瓶内氧气的内能减小；[2]由图可知，t2对应的速率大的分子占比增大，说明t2对应的温度高，故t1对应温度为-13℃。7．     c     a【详解】[1]由图可知c光的折射率最小，根据则c光速度最大；[2]a光的折射率最大，由临界角可得a光的临界角最小。8．     衍射     变长【分析】干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象，而衍射条纹中，中间的亮纹的宽度最大。【详解】[1]干涉图样的条纹宽度相等，衍射图样的条纹宽度不等、中央最宽。故甲应是衍射图样，乙是干涉图样。[2]干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距与波长成正比，若将蓝光换成红光，则波长变长，因此条纹间距也变长。9．     晶体     【详解】[1]由图发现在云母片上蜂蜡熔化的区域为椭圆形，说明云母片受热不均匀，则说明云母是单晶体；[2]玻璃是非晶体，具有各向同性，受热均匀，则蜂蜡熔化区域边界应该是圆形，如图所示10．（1）；（2）【详解】（1）当活塞A向左移动的距离为时，活塞B不动，取A内气体为研究对象，由玻意耳定律可得解得故Ⅱ中活塞未移动，又解得（2）当I内活塞到缸底时所测深度最大，设两部分气球压缩到压强p'对I有对II有解得11．【详解】将瓶中原有的空气和压入瓶中的空气看成一整体，以此为研究对象，按压3次后瓶内气体的压强为p=p0+ρgh设瓶中气体的体积为V1，由玻意耳定律可得p0（V1+3V0)=pV1解得瓶内水的体积V剩=V-V1解得12．（1）16cm；（2）8cm【详解】（1）如图甲所示状态时，根据平衡条件有设玻璃管的横截面积为S，则有如图乙所示状态时，根据平衡条件有又根据理想气体状态方程有联立可得，玻璃管内水银柱的高度为（2）如图丙所示状态时，根据平衡条件有又由题可知图甲所示状态气体温度等于图丙所示状态的气体温度，则根据玻意耳定律有联立可得，玻璃管内缓慢添加的水银长度为13．h=1.875m【分析】本题考查气体实验定律，目的是考查学生的分析综合能力。【详解】泡泡由水深h处到水面，根据理想气体状态方程有又有代入数据解得h=1.875m14．【详解】由题意知，注入水银使U型管两边液面相平时汽缸内气体的压强等于大气压强，即开启阀门K，汽缸内的气体进入U形管，设稳定后U形管右管内的气体柱长为h，则此时两边水银面高度差为，设此时缸内气体的压强为、汽缸底面积为S，由等温下的气体实验定律有且有联立以上各式可得所以，稳定后U形管两边液面高度差为15．（1）；（2）【详解】（1）对于封闭气体，根据查理定律得解得（2）根据玻意耳定律解得放气之后剩余气体与原来气体质量之比为解得16．① ，会在E点发生全反射；②【详解】①由于入射光线平行于AB，，根据几何关系，光线在D点的入射角，由于EF与AC平行，因此E为AB的中点，光线在E点的入射角为60°，根据几何关系，光线在D点的折射角，则玻璃砖对光的折射率  由于因此光线会在E点发生全反射。②由几何关系可知，四边形DEFC为等腰梯形，因此光在玻璃砖中传播速度则光从D点传播到F点所用的时间17．（1）；（2）【详解】(1)由题知入射角为i=60°，由几何关系可知，折射角r=30°，由折射定律知(2)由几何关系可知，AC的长度L=2Rcos30°，光在玻璃中的传播速度则光从A到C传播时间18．（1）；（2）【详解】（1）由题意可知，光线射到AC面上的入射角为45°，则临界角C=45°根据可得折射率 （2）光在介质中的传播速度连接BE，则BE垂直AC，且，在三角形BFE中由正弦定理可知解得则光从D点到F点传播的时间19．【详解】光路图如图光线在D点发生折射时，由折射定律可知可得r=30°由几何关系可知，光线在AB面的入射角等于30°，所以光线在AB面发生反射后，垂直AC面射出棱镜，射出点到C点的距离20．（1）；（2） 【详解】（1）光路如图所示光线在砖内E点恰好发生全反射，连接OE，有解得根据临界角公式解得光线接着射到砖内F点时的入射角仍为45°，再次发生全反射后射到界面OB上G点，在G点的入射角为由折射定律有解得（2）根据三角形因为故光线在玻璃中传播的速度大小为解得21．(1)会发生全反射，理由见解析；(2)【详解】(1)光线在点发生折射，由折射定律有          式中，为材料的折射率，可得，光线在点的折射角          由几何关系可知          故第一次到达面会发生全反射。          (2)根据反射定律，          光线在工件内传播的速度为       根据几何关系光线在工件内从点进入到边射出，传播路程为         传播时间          得22．(1)；(2)【详解】(1)根据题意其单色光在透明介质中的传播路线如图所示由几何关系得，角，角。由已知得角，则透明介质的折射率为(2)由几何关系可得单色光在该透明介质中的传播速度所以单色光在该透明介质中的传播时间代入数据可得23．（1） （2）【详解】（1）根据折射率公式，得，作出光路图如图所示（2）如图所示的光路，△CDE为等边三角形，四边形ABEC为等腰梯形，则：CE=AB=h，玻璃的厚度d就是边长h的等边三角形的高，故：