广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-09热力学定律、光学

这是一份广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-09热力学定律、光学，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题，判断题等内容，欢迎下载使用。
广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-09热力学定律、光学 一、单选题1．（2022·广东汕头·模拟预测）如图所示，在光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极k，电流计G的指针发生偏转，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么(  )A．用a光照射光电管阴极K时，通过电流计G的电流方向由d到cB．增加b光的强度可以使电流计G的指针发生偏转C．用同一装置做双缝干涉实验，a光的相邻亮纹间距大于b光的相邻亮纹间距D．两束光以相同的入射角从水中斜射入空气，若出射光线只有一束，则一定是b光 二、多选题2．（2022·广东汕头·模拟预测）如图所示，固定汽缸侧壁绝热、底部导热良好，活塞B、P绝热，并可无摩擦滑动，活塞B将汽缸内气体分为甲、乙两部分，现将活塞P缓慢向右拉动一段距离，则下列说法正确的是（    ）A．甲气体分子的平均动能减小B．甲气体从外界吸热C．甲气体分子对器壁单位面积撞击力不变D．乙气体温度降低E．甲气体对乙气体做功小于乙气体对P做功 三、填空题3．（2022·广东汕头·模拟预测）如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出），其中折射光线是_____ （用字母表示），反射角等于_____。4．（2022·广东汕头·统考一模）在阳光的照射下，充满雾气的瀑布上方常会出现美丽的彩虹，彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射、再折射后形成的，其光线传播路径如图所示，图中的圆面代表水珠过球心的截面，太阳光平行截面射入球形水珠后，最后出射光线a、b分别代表两种不同颜色的光线，则水珠对a、b两束光折射率的大小关系是na____nb； a、b两种光在水珠内传播速度大小关系是va__vb．（选填“>”、或“< ”)5．（2021·广东汕头·统考二模）在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、全反射，再折射后形成的。光的折射本质是复色光因为不同的单色光在同种均匀介质中的______快慢不同造成的。如图为某一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中b束光的折射率一定比a束光更______。6．（2020·广东汕头·统考一模）进行如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为______。若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.8J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了______J。若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度_____（填“升高”或“降低”）。7．（2021·广东汕头·统考二模）夏天，从湖底形成的一个气泡，然后缓慢上升到湖面。越接近水面水的温度越高，水面上大气压强保持不变。若泡内气体可看作质量不变的理想气体，则气泡缓慢上升的过程中，泡内气体单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力______，泡内气体分子平均动能______，同时泡内气体对外界做功，根据______定律，泡内气体从湖水中吸热。8．（2022·广东汕头·统考二模）将加热后的玻璃杯反扣在冷水中，会出现“杯子吸水”现象（如图所示），在液面缓慢上升的过程中，杯中封闭气体单位体积内的分子数______（填“不变”、“增大”或“减小”），外界对封闭气体做______（填“正功”、“负功”）。9．（2022·广东汕头·模拟预测）一定量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p－T图象如图所示。___（选填“a”“b”或“c”）状态分子的平均动能最小，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数_____（选填“相同”或“不同”），ca过程外界对气体做的功___（选填“大于”、“小于”或“等于”）气体放出的热量。 四、解答题10．（2022·广东汕头·统考三模）在天宫课堂第二课“光学水球”实验中，王亚平老师在水球中注入少量气体，在水球内会形成一个气泡。在另一侧，我们可以观察到王老师一正一反两个像，如图（甲）所示。这是因为有一部分光线会进入水球中的气泡，形成了正立的人像，而另一部分无法进入气泡的光线，形成了倒立的人像。为了方便研究，我们简化为如图（乙）所示。已知：水球半径为，气泡半径为，两球为同心球。有两束平行光射入水球，其中光沿半径方向射入，光恰好在气泡表面发生全反射，水的折射率为。求：两束平行光之间的距离为多少？11．（2022·广东汕头·统考二模）094型战略核潜艇（如图甲）是目前我国服役中最先进的核动力潜艇，是中国拥有三位一体核战略的保障，也是国之利器。如果游轮上处于O点的人刚好看到潜艇在其正前方的水下缓慢通过，将人和潜艇均视为质点，如图乙所示，此时人到水面的高度，潜艇的水下深度。水的折射率为，，，求此时潜艇与人的水平距离。12．（2022·广东汕头·模拟预测）如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=60°。一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到AC边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经AB边的F点射出。已知反射光线EF平行于棱镜的BC边，AC=d，E点恰好是AC的中点。不计多次反射。（1）棱镜的折射率n；（2）光束从BC边的D点入射时，入射角的正弦值sinα；（3）光束在三棱镜中的传播时间t。13．（2021·广东汕头·统考一模）如图所示。在深的湖底O处有一激光光源。一桅杆顶部高出湖面的帆船静止在湖面上，从O点发出一束激光从水面出射后恰好照射到桅杆顶端。该出射光束与竖直向的夹角为，已知桅杆顶点A到O点的水平距离为。（1）该湖水的折射率是多少？（2）当激光束方向与竖直方向的夹角为多少度时，将没有光从水面射出？14．（2020·广东汕头·统考一模）某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如所示，其中纤芯材料的折射率＝2，包层折射率，光纤长度为6km．(已知当光从折射率为的介质射入折射率为的介质时，入射角θ1、折射角θ2间满足：)（1）求纤芯和包层分界面上全反射的临界角C。（2）若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，若光纤可视为沿直线排布，求信号往返需要的最长时间。 五、判断题15．（2022·广东汕头·模拟预测）入射角增大为原来的2倍，折射角和反射角也都增大为原来的2倍。 _____（判断对错）
参考答案：1．D【详解】A、电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，用光照射光电管阴极时通过电流计的电流是由到，故选项A错误；B、增加光的强度，仍然不能发生光电效应，电流计指针不偏转，故选项B错误；C、根据题意可知光的频率一定大于光的频率，则有光的波长小于光，根据公式可知光的相邻亮纹间距小于光的相邻亮纹间距，故选项C错误；D、光的频率大，折射率大，根据可知光的临界角小，两束光从水中以相同的入射角射向空气，随着入射角的增大光先消失，所以若出射光线只有一束，则一定是光，故选项D正确．2．BDE【详解】A．由题分析可知，汽缸内气体温度与环境温度相同，保持环境温度不变，则气体的温度不变，温度是分子的平均动能的标志，温度不变，则分子的平均动能不变，A错误；B．气体的温度不变，则气体的内能保持不变，向右缓慢拉动活塞P时，乙的体积增大，由理想气体的状态方程可知，乙的压强减小，由于活塞B可无摩擦滑动，所以甲与乙对活塞的压力是相等的，乙的压强减小，所以甲的压强也减小，由理想气体的状态方程可知，甲的体积也增大，甲气体对外界做功，根据热力学第一定律得知，气体从外界吸收热量，B正确；C．气体甲的温度不变，压强减小，甲气体分子对器壁单位面积撞击力减小，C错误；D．由题分析可知，乙的压强减小， 由理想气体的状态方程乙的体积增大，外界对乙气体做功，根据热力学第一定律得知，气体向外界放出热量，乙气体温度降低，D正确；E．由B的分析可知，甲与乙的体积都增大，气体对活塞P的压力与对活塞B的压力始终是相等的，分析可知活塞P向右移动的距离大于活塞B向右移动的距离，所以甲气体对乙气体做功小于乙气体对P做功，E正确。故选BDE。3．     OG     30°【详解】[1][2]由图可知关于中心线对称的只有FO、EO，故两条光线一定为入射光线和反射光线，AB为界面，CD是法线；故反射角应为30°；OG一定为折射光线，因折射光线与入射光线分布在法线两侧，且由空气到玻璃时折射角减小，由玻璃到空气时折射角变大，故EO为入射光线，且从玻璃射向空气中。4．     >     <【详解】根据光路图可知，a光的偏折程度较大，可知a光的折射率较大，即 由公式可知，a光在水滴中传播的速度较小，即．5．     传播速度     大【详解】[1]光的折射本质是复色光因为不同的单色光在同种均匀介质中的传播速度快慢不同造成的。[2]由图可知，光线折射入水珠时b束光偏折程度较大，故b束光的折射率一定比a束光更大。6．          0.1J     降低【详解】[1]．该密闭气体的质量为 物质的量分子个数为解得[2]．气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.8J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了∆U=W+Q=-0.8J+0.9J=0.1J即内能增加0.1J；[3]．若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体迅速绝热膨胀对外做功，则气体的温度降低。7．     减小     增大     热力学第一【详解】[1]从分子动理论可知，气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，压强小，则气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击减小；[2]温度是分子的平均动能的标志，越接近地面，湖内水的温度越高，气体温度升高，平均动能增大；[3]根据热力学第一定律可知气体体积增大，对外做功，W为负，温度升高，内能增大，说以Q大于零，吸热。8．     增大     正功【详解】[1][2]在液面缓慢上升的过程中，封闭气体体积变小，气体密度增大，故杯中封闭气体单位体积内的分子数增大；外界对封闭气体做正功。9．     a     不同     小于【详解】[1]由图像可知，a、b和c三个状态中a状态温度最低，分子平均动能最小[2]由图像可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，b、c状态气体的分子数密度不同，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同[3]由图像可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度降低，内能减少，△U＜0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量10．【详解】画出光部分光路，如图所示。在点，根据折射定律有因b光在点发生全反射，有在三角形中，根据正弦定理有平行光之间的距离联立以上四式解得11．【详解】如图所示根据折射定律可得解得即由图中几何关系可得此时潜艇与人的水平距离为12．（1）；（2）；（3）【详解】（1）由于光在E点反射后的光线与BC边平行，由几何关系可知，在E点的反射角等于60°又由于光恰好在E点发生全反射，可得临界角C=60°根据全反射临界角与介质折射率的关系得解得棱镜的折射率（2）由几何关系可知，光线在D点的折射角γ=30°由折射定律得解得得（3）已知AC=d，E点为AC的中点，即CE=EA=由几何关系可得，光束在棱镜中经过的路程为光在棱镜中的传播速度光束在三棱镜中的传播时间解得13．（1）；（2）大于或等于时，将没有光从水面射出【详解】（1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到O点的水平距离为，激光束在水中与竖直方向的夹角为，由几何关系有解得由折射定律有得（2）光射到水面上时的临界角满足解得则当激光束方向与竖直方向夹角为大于或等于时，将没有光从水面射出。14．（1）；（1）【详解】（1）如图所示，由题意在纤芯和包层分界面上全反射的临界角C满足解得C=60°（2）当在端面上入射角最大时时间最长，这时光在纤芯中的总路程为光纤中的光速时间为15．错【详解】[1]根据反射定律，反射角与入射角大小相等，所以入射角增大为原来的2倍，反射角也增大为原来的2倍；根据折射定律知＝n（常数）由数学知识可知，折射角正弦与入射角正弦成正比，当入射角增大为原来的2倍，折射角增大并不是原来的2倍，故这个说法是错误的。