專題12熱學(xué)光學(xué)考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢考點(diǎn)1氣體、固體和液體2025、2024、2023、2022、2021五年考情確立“氣體、固體和液體”為絕對高頻核心，命題趨勢聚焦多態(tài)物質(zhì)微觀-宏觀規(guī)律聯(lián)動及前沿器件的物理原理溯源。試題設(shè)計(jì)顯著強(qiáng)化氣體實(shí)驗(yàn)定律的深度建模，或分析非理想氣體的臨界溫度現(xiàn)象，通過范德瓦爾斯方程修正實(shí)際氣體等溫線。光學(xué)命題更趨綜合化與精細(xì)化，折射定律考查側(cè)重動態(tài)光路，如平行玻璃磚旋轉(zhuǎn)時(shí)的側(cè)移量計(jì)算；全反射問題深化工程應(yīng)用，涉及光纖通信的數(shù)值孔徑設(shè)計(jì)、生物內(nèi)窺鏡的視場角優(yōu)化。波動光學(xué)考查向定量化升級，要求通過干涉條紋間距公式反推光源波長，利用雙縫/多縫衍射的光強(qiáng)分布函數(shù)分析缺級現(xiàn)象；熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用更重實(shí)際意義。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新突出多技術(shù)融合，如用壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測氣體等溫壓縮的p-V關(guān)系，考點(diǎn)2熱力學(xué)定律2022考點(diǎn)3光的折射2025、2023考點(diǎn)4全反射2022、2021考點(diǎn)5光的干涉2024考點(diǎn)01氣體、固體和液體1．（2025·湖南·高考）用熱力學(xué)方法可測量重力加速度。如圖所示，粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置，管內(nèi)用液柱封閉了一段長度為L1的空氣柱。液柱長為h，密度為ρ。緩慢旋轉(zhuǎn)細(xì)管至水平，封閉空氣柱長度為L2，大氣壓強(qiáng)為(1)若整個(gè)過程中溫度不變，求重力加速度g的大??；(2)考慮到實(shí)驗(yàn)測量中存在各類誤差，需要在不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)下進(jìn)行多次測量，如不同的液柱長度、空氣柱長度、溫度等。某次實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下，液柱長?=0.2000m，細(xì)管開口向上豎直放置時(shí)空氣柱溫度T1=305.7K。水平放置時(shí)調(diào)控空氣柱溫度，當(dāng)空氣柱溫度T2【答案】(1)g=(2)g=9.5【詳解】（1）豎直放置時(shí)里面氣體的壓強(qiáng)為p水平放置時(shí)里面氣體的壓強(qiáng)p由等溫過程可得p解得g=（2）由定容過程p代入數(shù)據(jù)可得g=9.52．（2024·湖南·高考）一個(gè)充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。（1）若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強(qiáng)p0，求此時(shí)氣體的體積V0（用p0、p和V表示）；（2）小贊同學(xué)想測量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小，但身邊僅有一個(gè)電子天平。將氣球置于電子天平上，示數(shù)為m=8.66×10?3kg（此時(shí)須考慮空氣浮力對該示數(shù)的影響）。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時(shí)氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)p和體積V還滿足：(p?p0)(V?VB0)=C，其中p0=1.0×105Pa為大氣壓強(qiáng)，VB0=0.5×10?3m3為氣球無張力時(shí)的最大容積，C=18J為常數(shù)。已知該氣球自身質(zhì)量為m0=8.40×10?3kg，外界空氣密度為ρ0=1.3kg/m3，求氣球內(nèi)氣體體積V的大小?！敬鸢浮浚?）pVp0【詳解】（1）理想氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有pV=解得V（2）設(shè)氣球內(nèi)氣體質(zhì)量為m氣，密度為ρ氣對氣球進(jìn)行受力分析如圖所示根據(jù)氣球的受力分析有mg+結(jié)合題中p和V滿足的關(guān)系為p?解得V=5×3．（2023·湖南·高考）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AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí)，在連桿AB上施加水平力推動液壓泵實(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)，K1打開，K2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，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，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運(yùn)動，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程．已知助力氣室容積為V0，初始壓強(qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)（1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)p1（2）第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF

【答案】（1）p1=【詳解】（1）以助力氣室內(nèi)的氣體為研究對象，則初態(tài)壓強(qiáng)p0，體積V0，第一次抽氣后，氣體體積V=根據(jù)玻意耳定律p解得p（2）同理第二次抽氣p解得p以此類推……則當(dāng)n次抽氣后助力氣室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)p則剎車助力系統(tǒng)為駕駛員省力大小為Δ4．（2022·湖南·高考）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)液體拉力測量儀。一個(gè)容積V0=9.9L的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量m1=90g、橫截面積S=10cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)?；钊露擞幂p質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量m2=10g的U形金屬絲，活塞剛好處于（1）活塞處于A位置時(shí)，汽缸中的氣體壓強(qiáng)p1（2）活塞處于B位置時(shí)，液體對金屬絲拉力F的大小?！敬鸢浮浚?）p1=【詳解】（1）將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有p代入數(shù)據(jù)解得p（2）當(dāng)活塞在B位置時(shí)，汽缸內(nèi)壓強(qiáng)為p2，則有p代入數(shù)據(jù)解得p將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有p聯(lián)立解得F=15．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1=600g、截面積S=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)A上，左端用不可伸長的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)質(zhì)量m2=1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為（1）當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時(shí)，環(huán)境溫度T（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度Tmax【答案】（1）297K；（2）309K【詳解】（1）由電子天平示數(shù)為600.0g時(shí)，則細(xì)繩對鐵塊拉力為Δmg=（又：鐵塊和活塞對細(xì)繩的拉力相等，則汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p1當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時(shí)，設(shè)此時(shí)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，對m1(m2由題意可知，汽缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比：p1聯(lián)立①②③式解得T（2）環(huán)境溫度越高，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大，活塞對細(xì)繩的拉力越小，則電子秤示數(shù)越大，由于細(xì)繩對鐵塊的拉力最大為0，即電子天平的示數(shù)恰好為1200g時(shí)，此時(shí)對應(yīng)的環(huán)境溫度為裝置可以測量最高環(huán)境溫度。設(shè)此時(shí)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p3，對m1(p又由汽缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比p1聯(lián)立①④⑤式解得T6．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）（多選）如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個(gè)輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為S1和S2）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細(xì)沙，活塞從A下降?高度到B位置時(shí)，活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量為m。在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個(gè)過程環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)p0A．整個(gè)過程，外力F做功大于0，小于mg?B．整個(gè)過程，理想氣體的分子平均動能保持不變C．整個(gè)過程，理想氣體的內(nèi)能增大D．整個(gè)過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于pE．左端活塞到達(dá)B位置時(shí)，外力F等于mg【答案】BDE【詳解】A.根據(jù)做功的兩個(gè)必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞S2沒有移動，可知整個(gè)過程，外力FBC.根據(jù)汽缸導(dǎo)熱且環(huán)境溫度沒有變，可知汽缸內(nèi)的溫度也保持不變，則整個(gè)過程，理想氣體的分子平均動能保持不變，內(nèi)能不變，B正確，C錯(cuò)誤；D.由內(nèi)能不變可知理想氣體向外界釋放的熱量等于外界對理想氣體做的功：Q=W<p0E.左端活塞到達(dá)B位置時(shí)，根據(jù)壓強(qiáng)平衡可得：p0+mgS1故選BDE?？键c(diǎn)02熱力學(xué)定律7．（2022·湖南·高考）（多選）利用“渦流效應(yīng)”可實(shí)現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，分子熱運(yùn)動速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運(yùn)動速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時(shí)，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說法正確的是（）A．A端為冷端，B端為熱端B．A端流出的氣體分子熱運(yùn)動平均速率一定小于B端流出的C．A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的D．該裝置氣體進(jìn)出的過程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律E．該裝置氣體進(jìn)出的過程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學(xué)第二定律【答案】ABE【詳解】A.依題意，中心部位為熱運(yùn)動速率較低的氣體，與擋板相作用后反彈，從A端流出，而邊緣部分熱運(yùn)動速率較高的氣體從B端流出；同種氣體分子平均熱運(yùn)動速率較大、其對應(yīng)的溫度也就較高，所以A端為冷端、B端為熱端，故A正確；B．依題意，A端流出的氣體分子熱運(yùn)動速率較小，B端流出的氣體分子熱運(yùn)動速率較大，所以從A端流出的氣體分子熱運(yùn)動平均速度小于從B端流出的，故B正確；C．A端流出的氣體分子熱運(yùn)動速率較小，B端流出的氣體分子熱運(yùn)動速率較大，則從A端流出的氣體分子平均動能小于從B端流出的氣體分子平均動能，內(nèi)能的多少還與分子數(shù)有關(guān)；依題意，不能得出從A端流出的氣體內(nèi)能一定大于從B端流出的氣體內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；DE．該裝置將冷熱不均氣體的進(jìn)行分離，噴嘴處有高壓，即通過外界做功而實(shí)現(xiàn)的，并非是自發(fā)進(jìn)行的，沒有違背熱力學(xué)第二定律；溫度較低的從A端出、較高的從B端出，也符合能量守恒定律，故D錯(cuò)誤，E正確。故選ABE?？键c(diǎn)03光的折射8．（2025·湖南·高考）如圖，ABC為半圓柱體透明介質(zhì)的橫截面，AC為直徑，B為ABC的中點(diǎn)。真空中一束單色光從AC邊射入介質(zhì)，入射點(diǎn)為A點(diǎn)，折射光直接由B點(diǎn)出射。不考慮光的多次反射，下列說法正確的是（）A．入射角θ小于45°B．該介質(zhì)折射率大于2C．增大入射角，該單色光在BC上可能發(fā)生全反射D．減小入射角，該單色光在AB上可能發(fā)生全反射【答案】D【詳解】AB．根據(jù)題意，畫出光路圖，如圖所示由幾何關(guān)系可知，折射角為45°，則由折射定律有n=sinθsin45°=2sinθ>1，則有C．根據(jù)題意，由sinC=1n，可知sinC>2由幾何關(guān)系可知，光在BC上的入射角小于45°，則該單色光在BC上不可能發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；D．減小入射角，光路圖如圖所示由幾何關(guān)系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于臨界角，則該單色光在AB上可能發(fā)生全反射，故D正確。故選D。9．（2023·湖南·高考）（多選）一位潛水愛好者在水下活動時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，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1B．水的折射率為1C．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°【答案】BC【詳解】AB．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，則說明α=41°時(shí)激光恰好發(fā)生全反射，則sin(90°?41CD．當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角i1=30°，則根據(jù)折射定律有nsini1=sini2折射角i2大于30°，則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°，C正確、D錯(cuò)誤。故選BC考點(diǎn)04全反射10．（2022·湖南·高考）如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實(shí)現(xiàn)對像素單元可視角度θ的控制（可視角度θ定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。透明介質(zhì)的折射率n=2，屏障間隙L=0.8mm（1）若把發(fā)光像素單元視為點(diǎn)光源，要求可視角度θ控制為60°，求屏障的高度d；（2）若屏障高度d=1.0mm，且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為多少時(shí)，其可視角度θ【答案】（1）1.55mm；（2）0.35mm【詳解】（1）發(fā)光像素單元射到屏障上的光被完全吸收，考慮射到屏障頂端的光射到透明介質(zhì)和空氣界面，折射后從界面射向空氣，由題意可知θ=60°，則r=在介質(zhì)中的入射角為i，則sin解得sini=由幾何關(guān)系sin解得d=2.4（2）若視角度θ剛好被擴(kuò)為180°，則180°sin解得C=30°此時(shí)發(fā)光像素單元發(fā)光點(diǎn)距離屏障的距離為x像素單元寬度x最小為x=2(11．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識到光沿直線傳播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個(gè)圓柱形孔洞，直徑為1.0cm（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？【答案】（i）1.38；（ii）1.7【詳解】（i）根據(jù)題意作出如下光路圖當(dāng)孔在人身高一半時(shí)有tanθ=?2?d2L=0.8?0.0050.6≈tanα=0.010.014=11.4，sinα由折射定律有n=sin（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，則可畫出如下光路圖根據(jù)幾何關(guān)系有n考點(diǎn)05光的干涉12．（2024·湖南·高考）（多選）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單色點(diǎn)光源。下列說法正確的是（）A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C．若θ=0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D．若θ=0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動【答案】BC【【詳解】CD．根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡反射光（可以等效成虛像S′發(fā)出的光）是同一列光分成的，滿足相干光條件。所以實(shí)驗(yàn)中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與S′的距離為d，則d=2aS到光屏的距離為l，代入雙縫干涉公式Δx=lλd，可得Δx=lλ2a，則若θ=0°，沿OA向右（沿AB．同理再次畫出光路圖有沿OA向右略微平移平面鏡，即圖中從①位置→②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距減小，沿AO向左略微平移平面鏡，即圖中從②位置→①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動，故A錯(cuò)誤，B正確。故選BC。一、單選題1．（25屆·邵陽·三聯(lián)·下）利用光在空氣薄膜的干涉可以測量待測圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差（約為微米量級）。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，T1和T2是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，A0為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為D0；A為待測金屬絲，直徑為D；兩者中心間距為L。實(shí)驗(yàn)中用波長為A．D?B．A與A0直徑相差越大，ΔC．輕壓T1左端，若ΔLD．若A與A0【答案】A【詳解】A．設(shè)標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶之間的夾角為θ，根據(jù)幾何關(guān)系有tanθ=D?D0L，令薄膜厚度為d，根據(jù)薄膜干涉條件有2dn=nλ（n=1，2，3?），根據(jù)幾何關(guān)系有tanB．由上述分析可知，A與A0直徑相差越大，θ越大，ΔC．輕壓T1左端，直徑為D0減小，若ΔL增大，結(jié)合上述可知，兩標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃平晶之間的夾角為θD．若A與A0故選A。2．（2025·湖南永州·三模）下列有關(guān)物理學(xué)知識說法正確的是（）A．盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素——氧17和一個(gè)質(zhì)子，即714B．自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射和折射時(shí)，反射光是自然光，折射光是偏振光C．水黽停在水面上是表面張力平衡了水黽的重力D．土壤里有很多毛細(xì)管，如果要保存地下的水分，需要用碾子壓緊土壤【答案】A【詳解】A．盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素——氧17和一個(gè)質(zhì)子，即714B．自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射和折射時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，故B錯(cuò)誤；C．水黽停在水面上是水的表面張力對水黽的作用力與重力平衡，不能說重力與表面張力平衡，故C錯(cuò)誤；D．土壤里有很多毛細(xì)管，如果要保存地下的水分，需要給農(nóng)田松土，破壞毛細(xì)管，使地下水不會被引上來快速蒸發(fā)，故D錯(cuò)誤。故選A。3．（25屆·永州·高三下·模擬）下面有四幅圖片，涉及有關(guān)物理現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．圖甲中，水銀在玻璃上形成“橢球形”的液滴說明水銀不浸潤玻璃B．圖乙中，若抽掉絕熱容器中間的隔板，氣體的溫度將降低C．圖丙中，觀察二氧化氮擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，說明空氣分子和二氧化氮分子間存在引力D．圖丁中，封閉注射器的出射口，按壓管內(nèi)封閉氣體過程中會感到阻力增大，這表明氣體分子間距離減小【答案】A【詳解】A．圖甲中，水銀在玻璃上形成“橢球形”的液滴說明水銀不浸潤玻璃，故A正確；B．圖乙中，若抽掉絕熱容器中間的隔板，由于容器右側(cè)是真空，所以氣體自由膨脹過程不做功，沒有發(fā)生熱傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能不變，則氣體的溫度不變，故B錯(cuò)誤；C．圖丙中，觀察二氧化氮擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，此現(xiàn)象屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，是分子無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果，不能說明分子間存在相互作用的引力，故C錯(cuò)誤；D．圖丁中，封閉注射器的出射口，按壓管內(nèi)封閉氣體過程中會感到阻力增大，是氣體壓強(qiáng)逐漸變大的緣故，故D錯(cuò)誤。故選A。4．（25屆湘豫名校高三·下·三模）如圖所示，半球形均勻玻璃磚過球心O的截面為MPN，PO與底面垂直。由紅、藍(lán)兩種單色光組成的一束細(xì)光束從P點(diǎn)入射，入射角為45°，折射光線分別打在直徑MN的a、b點(diǎn)。下列說法正確的是（）A．打到a點(diǎn)的光為藍(lán)光B．打到a點(diǎn)的光在底面可能發(fā)生全反射C．若兩束光能從a、b射出底面，出射光線不平行D．光由P到a傳播的時(shí)間比由P到b傳播的時(shí)間短【答案】D【詳解】A．設(shè)入射角為i，折射角為r，玻璃的折射率為n。由折射定律有n=sinisinr，B．到達(dá)底面光線的入射角i'=r，設(shè)折射角r'，有n=sinr'sini'，可得r'=i=45°，C．從底面射出的兩束光折射角均為45°，出射光線平行，故C錯(cuò)誤。D．光在玻璃中的速度v=cn，傳播距離L=Rcosr，傳播時(shí)間t=Lv=nRccosr=Rsinicsinrcosr故選D。5．（24-25高三下·湖南沅澧共同體·一模）早期浸入式光刻技術(shù)利用了光由介質(zhì)Ⅰ入射到介質(zhì)Ⅱ后改變波長，使波長達(dá)到光刻要求，然后對晶圓進(jìn)行刻蝕。如圖所示，光波通過分界面后，α>γ，下列判斷正確的是（）A．頻率變小 B．波長變長C．速度變小 D．介質(zhì)Ⅰ的折射率大于介質(zhì)Ⅱ的折射率【答案】C【詳解】光波通過分界面后，因α>γ，介質(zhì)Ⅱ的折射率大于介質(zhì)Ⅰ的折射率，光的頻率不變，周期不變，速度由公式v=cn故選C。6．（2025·湖南長沙雅禮中學(xué)·一模）光屏豎直放置，直線OO1與光屏垂直，用激光筆沿與OO1方向成45°角的AB方向照射光屏，光屏上C處有激光亮點(diǎn)。此時(shí)在光屏前豎直放置厚度為d折射率為102的平板玻璃，激光亮點(diǎn)從光屏上的CA．55d B．12d C．【答案】B【詳解】光通過玻璃磚折射后出射光線與入射光線平行，過D點(diǎn)作DM∥n=sin45°sinα，CD=MN=NE?ME=d7．（24-25高三·湖南懷化·三模）如圖所示，直角玻璃三棱鏡ABC置于空氣（視為真空）中，一單色細(xì)光束從AC的中點(diǎn)D垂直于AC面入射，剛好在AB面發(fā)生全反射，∠A=60°，AB=43L，光在真空中的傳播速度為A．棱鏡的折射率為3B．光從BC面射出的折射角為60°C．光在棱鏡中的傳播速度為cD．光從射入棱鏡到第一次射出所用時(shí)間為10【答案】D【詳解】A．光在棱鏡中的傳播光路圖如圖所示根據(jù)題意α=60°，則有sinα=1n，解得B．根據(jù)nsinβ=sinγ，其中β=30°，解得sinγ=CD．光在棱鏡中的傳播速度為v=cn=3c2，DE的長度DE=AEsin60°=3L，EF的長度EF=故選D。二、多選題8．（2025·湖南長沙·湖南師大附中·高三下·一模）為模擬光在光導(dǎo)纖維中的傳播原理，取一圓柱形長直玻璃絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖所示，紙面內(nèi)有一束激光由空氣中以α=45°的入射角射向玻璃絲的AB端面圓心O，恰好在玻璃絲的內(nèi)側(cè)面發(fā)生全反射，此時(shí)內(nèi)側(cè)面入射角為θ。下列說法正確的是（）A．sinB．玻璃絲只能傳播該頻率的光C．激光由空氣中進(jìn)入玻璃絲后，其波長變短D．減小入射角α，激光在玻璃絲中仍能發(fā)生全反射【答案】CD【詳解】A．根據(jù)折射定律有n=sinαsin聯(lián)立解得sinθ=6B．玻璃絲可以傳播不同頻率的光，故B錯(cuò)誤；C．激光由空氣中進(jìn)入玻璃絲后，傳播速度變小，則波長變短，故C正確；D．減小入射角α，則折射角減小，光在玻璃絲的內(nèi)側(cè)面入射角增大，大于臨界角，發(fā)生全反射，故D正確。故選CD。9．（2025·湖南長沙長郡中學(xué)·高三下·模擬）如圖甲所示，在平靜的水面下深?處有一個(gè)點(diǎn)光源s，它發(fā)出的兩種不同顏色的a光和b光在水面上形成了一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色（見圖乙）。以下說法正確的是（）A．在真空中，a光的波長比b光大B．若兩種光照射某種金屬均能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則a光產(chǎn)生的光電子最大初動能更大C．若光源勻速向下運(yùn)動，水面上看到的兩個(gè)圓形邊界的半徑變大的速度相同D．若在水的表面滴入兩滴食用油（a光在食用油中折射率大于水中的折射率），形成的膜的厚度d??，則在液面上方可以看見a光圓形區(qū)域半徑近似不變【答案】AD【詳解】A．在水面上被照亮的圓形區(qū)域邊緣光線恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，a光在水面上形成的圓形亮斑面積較大，可知a光的臨界角較大，根據(jù)sinC=1n，水對a光的折射率比bB．因?yàn)閍光的頻率較小，若用a、b兩種光照射某種金屬均可以發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)E則用b光照射該金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子最大初動能更大，B錯(cuò)誤；C．由sinC=1n，圓的半徑D．如圖所示sinC=1n2，sinθsinC故選AD。10．（24-25高三·湖南天壹名校聯(lián)盟·下期沖刺壓軸大聯(lián)考）如圖所示，水平面內(nèi)有一半徑為R的D形玻璃磚，過底面中點(diǎn)O作一垂直于底面的直線（圖中虛線表示）交玻璃磚于C處，垂直于OC連線緊貼C點(diǎn)放置一足夠長的光屏。對準(zhǔn)底面中點(diǎn)O射入一束極窄的激光，初始時(shí)激光束沿平行于底面的AO方向入射，然后繞O點(diǎn)順時(shí)針以恒定的角速度旋轉(zhuǎn)，直至激光束從BO方向入射。若玻璃磚對該激光的折射率n=2A．激光束射到光屏上的點(diǎn)的移動范圍為2RB．激光束射到光屏上的點(diǎn)的移動范圍為2C．折射光線的角速度隨時(shí)間均勻變化D．折射光線的角速度隨時(shí)間的變化不均勻【答案】AD【詳解】AB．根據(jù)折射定律n=當(dāng)激光束沿AO方向入射時(shí)，入射角為90°，折射角θ=45°，折射光線射到光屏上的DCD．由折射定律和數(shù)學(xué)知識可知當(dāng)入射角以恒定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)折射光線的角速度與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系不是一次函數(shù)，所以角速度隨時(shí)間的變化不均勻，故D正確C錯(cuò)誤。11．（24-25高三·湖南長沙·保溫（二））某小組使用玻璃球模擬彩虹的產(chǎn)生原理，該玻璃球?qū)t光和紫光的折射率分別為62和3，一束白光入射到玻璃球表面，入射角為π3，紅光和紫光從玻璃球內(nèi)部照射到表面時(shí)形成出射點(diǎn)，當(dāng)兩出射點(diǎn)在球面上連線的弧長至少為A．紅光和紫光在玻璃球中的傳播速度的比值為2B．紅光和紫光在玻璃球中的傳播速度的比值為3C．白光進(jìn)入玻璃球發(fā)生一次反射后從玻璃球表面射出，若能觀測到彩色條紋，玻璃球的半徑至少為6lD．白光進(jìn)入玻璃球發(fā)生一次反射后從玻璃球表面射出，若能觀測到彩色條紋，玻璃球的半徑至少為3l【答案】AD【詳解】AB．光在玻璃球中的傳播速度為v=cn，紫光折射率大，傳播速度小，則CD．紅光和紫光在介質(zhì)中的光路圖如圖所示第一次折射時(shí)，紅光由空氣射入玻璃sinπ3sinα=62，解得根據(jù)幾何關(guān)系，第二次折射時(shí)的入射角等于第一次折射時(shí)的折射角R12π?故選AD。12．（2025·湖南永州·三模）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個(gè)過程回到狀態(tài)a，其p?V圖像如圖所示。已知a、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、c狀態(tài)下氣體的內(nèi)能相等B．a(chǎn)→b的過程中氣體內(nèi)能變化量的絕對值大于放出熱量的絕對值C．pD．a(chǎn)→b→c→a的整個(gè)過程中氣體對外界做功為零【答案】AC【詳解】A．a(chǎn)、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同，可知a、c狀態(tài)下氣體的內(nèi)能相等，選項(xiàng)A正確；B．a(chǎn)→b的過程中氣體體積減小，外界對氣體做功，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)ΔU=W+Q，C．a(chǎn)、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同，則對兩態(tài)由玻意耳定律pcV0=pD．圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于氣體對外做功，克制a→b→c→a的整個(gè)過程中氣體對外界做功，其大小等于abc圖形包含的面積大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。13．（25屆·懷化·二模）如圖所示，MN為某一定質(zhì)量的封閉理想氣體的絕熱曲線（與外界沒有熱量交換），ABC是某一變化過程（AB平行于V軸），其中箭頭表示過程進(jìn)行的方向。下列說法正確的是（）A．氣體由狀態(tài)A沿絕熱曲線MN到狀態(tài)C的過程中，溫度一直不變B．氣體由狀態(tài)A沿直線AB到狀態(tài)B的過程中，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積的器壁的撞擊次數(shù)變少C．氣體由狀態(tài)A沿ABC到狀態(tài)C的過程中，氣體要吸收熱量D．氣體由狀態(tài)A沿ABC到狀態(tài)C的過程中，氣體對外先做負(fù)功后做正功【答案】BC【詳解】A．氣體由狀態(tài)A沿絕熱線到狀態(tài)C一直對外做正功，且和外界無熱量交換，故內(nèi)能一直減少，對應(yīng)溫度一直降低，A錯(cuò)誤；B．氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，溫度升高，氣體分子的平均速率變大，又因?yàn)闅怏w壓強(qiáng)保持不變，則氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積的器壁的撞擊次數(shù)變少，B正確；C．氣體由狀態(tài)A經(jīng)曲線ABC和NM后回到A，內(nèi)能不變，但總的過程對外做正功，故要吸收熱量，吸收熱量的大小對應(yīng)曲線MN和曲線ABC所圍成的面積大小，而氣體沿曲線NM由狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中不與外界有熱量的交換，故氣體由狀態(tài)A沿曲線ABC到狀態(tài)C的過程中要吸收熱量，C正確；D．氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中對外做正功，由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中外界對氣體做正功，D錯(cuò)誤。故選BC。14．（2025·常德一中·高考模擬）如圖為一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c過程的壓強(qiáng)p隨攝氏溫度t變化的圖像，其中ab平行于t軸，cb的延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)。下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)→b過程，單位時(shí)間撞擊單位面積器壁的分子數(shù)減小B．a(chǎn)→b過程，氣體分子的平均動能減小C．b→c過程，氣體的分子數(shù)密度變大D．b→c過程，氣體一定對外界放出熱量【答案】BC【詳解】A．a(chǎn)→b過程，氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，氣體分子與容器壁的碰撞平均作用力減小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)微觀意義可知，單位時(shí)間撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)→b過程，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B正確；C．把該圖像轉(zhuǎn)化為p?T圖像如圖所示在b→c過程，圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線斜率增加，根據(jù)pV可得p=CVD．在b→c過程，由于氣體體積減小，外界對氣體做功，氣體溫度升高則氣體內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知，?U與W故選BC。15．（25屆高三下·湖南長沙邵陽多校聯(lián)考·三模）如圖為一個(gè)絕熱的密封容器瓶，通過一細(xì)管AB與外界相連，瓶內(nèi)用水銀封住了一定質(zhì)量的理想氣體，管中水銀面O比瓶內(nèi)水銀面高Δ?=6cm?，F(xiàn)在將瓶子緩慢旋轉(zhuǎn)180°，整個(gè)過程中管的B端始終在水銀內(nèi)。外界大氣壓A．初始狀態(tài)瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)pB．末狀態(tài)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于初始狀態(tài)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)C．瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量發(fā)生了變化D．這個(gè)過程中瓶內(nèi)氣體的溫度降低了【答案】BD【詳解】A．由題意可知初始狀態(tài)瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1B．根據(jù)題意，將瓶子緩慢旋轉(zhuǎn)180°的整個(gè)過程中管的B端始終在水銀內(nèi)，說明旋轉(zhuǎn)完畢達(dá)到新的平衡時(shí)，細(xì)管仍然有一段水銀柱Δ?/存在，氣體沒有泄露現(xiàn)象，由此得，末狀態(tài)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)C．由于細(xì)管的B端始終在水銀內(nèi)，氣體無法逸出或進(jìn)入，因此瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量保持不變，故C錯(cuò)誤；D．對瓶內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)經(jīng)歷絕熱降壓過程時(shí)，由熱學(xué)知識可得體積必然增大，氣體對外做功，即W<0，由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，又由題意知Q=0，故得ΔU=W故選BD。三、解答題16．（25屆高三下·湖南長沙邵陽多校聯(lián)考·三模）如圖1、2所示為同一種透明材料制成的兩個(gè)三棱柱的橫截面，兩橫截面均為直角三角形，∠CAB=45°，∠EDF=30°，兩束頻率相同的平行于底邊的光分別射到BC邊與EF邊。已知射到三角形ABC的光，在AC邊恰好發(fā)生全反射，射到三角形DEF的光第一次到達(dá)DF邊的H點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），H點(diǎn)到D點(diǎn)的距離為d，真空中的光速為c，求：(1)該透明材料的折射率；(2)光從H點(diǎn)到DE邊傳播的時(shí)間?！敬鸢浮?1)n=(2)6【詳解】（1）在AC邊恰好發(fā)生全反射，則有sin解得n=（2）作出光路圖如圖所示由幾何關(guān)系知光射到DE邊G點(diǎn)時(shí)入射角為30°，可以射出，由幾何關(guān)系可知HG=光在介質(zhì)中的速度v=則光從H點(diǎn)到DE邊傳播的時(shí)間t=17．（2025·常德一中·高考模擬）如圖所示，在折射率為n=54的液體內(nèi)部有一個(gè)可移動的點(diǎn)光源S，點(diǎn)光源S初始位置的深度h=0.3m，圖中B(1)求點(diǎn)光源S在初始位置時(shí)，液面上觀察到的光斑的面積(保留兩位有效數(shù)字)；(2)讓點(diǎn)光源S向某個(gè)方向做勻速直線運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)光斑最右側(cè)邊緣一點(diǎn)B位置未動，而最左側(cè)邊緣一點(diǎn)D在向左移動，光源運(yùn)動2s時(shí)，D點(diǎn)向左移動了xi.此時(shí)點(diǎn)光源S的深度；ii.點(diǎn)光源S運(yùn)動的速度大小和方向?！敬鸢浮?1)0.50m2(2)0.6m，0.25m/s，與豎直方向成53°角沿左下方【詳解】（1）在B處發(fā)生全反射，由對稱性可知，液面上光斑為圓面。如圖臨界角C滿足sin由幾何關(guān)系得tan解得R=0.4m光斑的面積為S=πR2≈0.50m2（2）i.因?yàn)楣獍咦钣覀?cè)B點(diǎn)位置未動，則光源只能沿BC斜向下運(yùn)動，光路如圖