2023年高考真题分类汇编：光学与热学

更新时间：2023-07-14 浏览次数：38 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2023·北京) 夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体（）

A . 分子的平均动能更小 B . 单位体积内分子的个数更少 C . 所有分子的运动速率都更小 D . 分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大

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2. (2023·北京) 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（）

A . 偏振现象 B . 衍射现象 C . 干涉现象 D . 全反射现象

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3. (2023·山东) 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（）

A . 劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B . 劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C . 劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D . 劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动

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4. (2023·海南) 下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（）

A . 分子间距离大于 $\text{[math]}$ 时，分子间表现为斥力 B . 分子从无限远靠近到距离 $\text{[math]}$ 处过程中分子势能变大 C . 分子势能在 $\text{[math]}$ 处最小 D . 分子间距离在小于 $\text{[math]}$ 且减小时，分子势能在减小

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5. (2023·浙江) 在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率 $\text{[math]}$ ，细灯带到水面的距离 $\text{[math]}$ ，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（）

A . B . C . D .

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6. (2023·浙江) 有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W₀。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m ，普朗克常量为h ，光速为c ，则（）

A . 电子的动量 $\text{[math]}$ B . 电子的动能 $\text{[math]}$ C . 光子的能量 $\text{[math]}$ D . 光子的动量 $\text{[math]}$

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7. (2023·上海) 一定质量的理想气体，经历如图过程，其中ab、cd分别为双曲线的一部分。下列对a、b、c、d四点温度大小比较正确的是（）

A . T_a>T_b B . T_b>T_c C . T_c>T_d D . T_d>T_a

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8. (2023·湖北) 如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为 $\text{[math]}$ ， OP边上的点光源S到顶点O的距离为d ，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为 $\text{[math]}$ 。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. (2023·辽宁) “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T 图像如图所示。该过程对应的p-V 图像可能是（）。

A . B . C . D .

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10. (2023·江苏) 地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（）

A . B . C . D .

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11. (2023·江苏) 在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是（）

A . 把柱塞快速地向下压 B . 把柱塞缓慢地向上拉 C . 在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D . 在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞

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12. (2023·江苏) 用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（）

A . $\text{[math]}$ 倍 B . $\text{[math]}$ 倍 C . 2倍 D . 3倍

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13. (2023·江苏) 如图所示．密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B．该过程中（）

A . 气体分子的数密度增大 B . 气体分子的平均动能增大 C . 单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 D . 单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小

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14. (2023·浙江选考) 如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边 $\text{[math]}$ 以角度 $\text{[math]}$ 入射，依次经 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 两次反射，从直角边 $\text{[math]}$ 出射。出射光线相对于入射光线偏转了 $\text{[math]}$ 角，则 $\text{[math]}$ （　　）

A . 等于 $\text{[math]}$ B . 大于 $\text{[math]}$ C . 小于 $\text{[math]}$ D . 与棱镜的折射率有关

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15. (2023·浙江) 下列说法正确的是（）

A . 热量能自发地从低温物体传到高温物体 B . 液体的表面张力方向总是跟液面相切 C . 在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的 D . 当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率

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二、多项选择题

16. (2023·新课标卷) 如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（　　）

A . h中的气体内能增加 B . f与g中的气体温度相等 C . f与h中的气体温度相等 D . f与h中的气体压强相等

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17. (2023·湖南) 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α ，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（）

A . 水的折射率为 $\text{[math]}$ B . 水的折射率为 $\text{[math]}$ C . 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D . 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°

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18. (2023·浙江选考) 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　）

A . 图1中的 $\text{[math]}$ 对应的是Ⅰ B . 图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ C . Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 D . P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大

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19. (2023·山东) 一定质量的理想气体，初始温度为 $\text{[math]}$ ，压强为 $\text{[math]}$ 。经等容过程，该气体吸收 $\text{[math]}$ 的热量后温度上升 $\text{[math]}$ ；若经等压过程，需要吸收 $\text{[math]}$ 的热量才能使气体温度上升 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . 初始状态下，气体的体积为 $\text{[math]}$ B . 等压过程中，气体对外做功 $\text{[math]}$ C . 等压过程中，气体体积增加了原体积的 $\text{[math]}$ D . 两个过程中，气体的内能增加量都为 $\text{[math]}$

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三、非选择题

20. (2023·山东) 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为 $\text{[math]}$ ，折射率为n（ $\text{[math]}$ ）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
1. （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 的正弦值；
2. （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
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21. (2023·海南) 某饮料瓶内密封一定质量理想气体， $\text{[math]}$ 时，压强 $\text{[math]}$ ，
1. （1） $\text{[math]}$ 时，气压是多大？
2. （2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍？
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22. (2023·浙江) 如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积 $\text{[math]}$ ，质量 $\text{[math]}$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A ，其体积 $\text{[math]}$ 。缓慢推动活塞使气体达到状态B ，此时体积 $\text{[math]}$ 。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C ，此时压强 $\text{[math]}$ 。已知从状态A到状态C ，气体从外界吸收热量 $\text{[math]}$ ；从状态B到状态C ，气体内能增加 $\text{[math]}$ ；大气压 $\text{[math]}$ 。
1. （1）气体从状态A到状态B ，其分子平均动能（选填“增大”、“减小”或“不变”），圆筒内壁单位面积受到的压力（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
2. （2）求气体在状态C的温度T；
3. （3）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
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23. (2023·上海) 科学家获得单色性很好的两种光A、B，已知这两种光的频率v_A＜v_AB ，则它们通过相同距离时间t_At_B(选填“=”或“≠”)。现使两种光分别通过双缝打到光屏上，则光会产生更宽的光带(选填“A”或“B”)。

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24. (2023·上海) 导热性能良好，内壁光滑的气缸开口朝上水平放在桌面上，开口面积为S，轻质活塞封闭了一定质量的气体，活塞上放置了一个质量为m的砝码，稳定时活塞距离气缸底高度为h，以m纵轴，1/h为横轴，图线为一条直线，斜率为k，纵轴截距为b，大气压为，当m=0kg时h=。

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25. (2023·湖南) 汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆 $\text{[math]}$ 与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆 $\text{[math]}$ 上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时， $\text{[math]}$ 打开， $\text{[math]}$ 闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后， $\text{[math]}$ 闭合， $\text{[math]}$ 打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从 $\text{[math]}$ 排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为 $\text{[math]}$ ，初始压强等于外部大气压强 $\text{[math]}$ ，助力活塞横截面积为 $\text{[math]}$ ，抽气气室的容积为 $\text{[math]}$ ．假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变．
1. （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强 $\text{[math]}$ ；
2. （2）第 $\text{[math]}$ 次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小 $\text{[math]}$ ．
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26. (2023·全国乙卷)
1. （1）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是（　　）
  
  A . 等温增压后再等温膨胀 B . 等压膨胀后再等温压缩 C . 等容减压后再等压膨胀 D . 等容增压后再等压压缩 E . 等容增压后再等温膨胀
2. （2）如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为10cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以cmHg为压强单位）
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27. (2023·全国甲卷)
1. （1）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是。(填入正确答案标号。)
  
  A . 气体的体积不变，温度升高 B . 气体的体积减小，温度降低 C . 气体的体积减小，温度升高 D . 气体的体积增大，温度不变 E . 气体的体积增大，温度降低
2. （2）一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46 kg/m³
  (i)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时内气体的密度；
  
  (ii)保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至10个大气压，求舱内气体的密度。
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28. (2023·浙江选考) 某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积 $\text{[math]}$ 、质量 $\text{[math]}$ 的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度 $\text{[math]}$ 、活塞与容器底的距离 $\text{[math]}$ 的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升 $\text{[math]}$ 恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度 $\text{[math]}$ 的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了 $\text{[math]}$ 。取大气压 $\text{[math]}$ ，求气体。
1. （1）在状态B的温度；
2. （2）在状态C的压强；
3. （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。
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29. (2023·上海) 一个绝热密容器，其中含有一定质量气体。容器以一定速度平移，突然施力使其停止，其中的气体温度，碰撞容器壁的剧烈程度。(选填“变大”、“变小”或“不变”)

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30. (2023·湖北) 如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、 $\text{[math]}$ ，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H ，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降 $\text{[math]}$ ，左侧活塞上升 $\text{[math]}$ 。已知大气压强为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g ，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求
1. （1）最终汽缸内气体的压强。
2. （2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
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