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专题09 热学、光学、近代物理
热学
一、多选题
1．（2025·湖南怀化·二模）如图所示，
为某一定质量的封闭理想气体的绝热曲线（与外界没有热量
交换），
是某一变化过程（
平行于
轴），其中箭头表示过程进行的方向。下列说法正确的
是（ ）
A．气体由状态A 沿绝热曲线
到状态
的过程中，温度一直不变
B．气体由状态A 沿直线
到状态
的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次
数变少
C．气体由状态A 沿
到状态
的过程中，气体要吸收热量
D．气体由状态A 沿
到状态
的过程中，气体对外先做负功后做正功
2．（2025·湖南·二模）如图所示给出了一定量的理想气体经过一系列变化过程A→B→C→D→A 最终回到初
始状态的p—V 图像，其中A→B、C→D 的变化过程为等温变化过程，B→C、D→A 的变化过程为等容变化
过程，则下列说法正确的是（ ）
A．A→B 的过程理想气体从外界吸收热量对外做功，且吸收的热量等于理想气体对外做的功
B．B→C 的过程理想气体从外界吸收热量，理想气体的内能增大
C．C→D 的过程外界对理想气体做功，理想气体向外界放热
D．D→A 的过程理想气体从外界吸热，理想气体的内能减小
二、解答题
3．（2025·湖南长沙·二模）设计一个测定水深的深度计，导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为
和
，长度均为
，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开
口。外界大气压强为
，最初汽缸Ⅰ内通过A 封有压强为
的气体，汽缸Ⅱ内通过B 封有压强为
的气
体，一细管连通两汽缸，开始时A、B 均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A 向右移动的距离可
测定水的深度，已知
相当于10m 高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气
体。
(1)求此深度计能测的最大深度；
(2)若要测量的最大水深
m，汽缸Ⅰ内通过A 所封气体的压强应改为多少？
4．（2025·湖南娄底·二模）夏天，某同学设计了如图所示的估测室温的装置。用质量为
的绝热活塞和导
热良好的汽缸封闭一定质量的理想气体，活塞的横截面积为，室温时测得活塞到汽缸底部的距离为
。
将汽缸竖直放置于同一房间的冰水中，已知冰水温度恒为
，活塞缓慢下降，稳定时测得活塞到汽缸底部
的距离为
，已知大气压强为
，不计活塞与缸壁间的摩擦。
(1)求室温
；
(2)若已知该气体内能
与温度
满足
为已知量，求在上述过程中该气体向外释放的热量
。
5．（2025·湖南常德·二模）下图为吸盘工作原理示意图，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘
紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，如图（a），然后要把锁扣扳下，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉
出，在拉起吸盘同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以最大的压力吸住吸盘，使外界空气不能进入吸盘，
如图（b）。由于吸盘内外存在压强差，使吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。已知锁扣扳
下前吸盘内密封一定质量的气体，压强与外界大气压强相同，锁扣扳下后吸盘内气体体积变为扳下前的
1.25 倍，盘盖的左侧截面积即图（b）中大圆面积
，吸盘中气体与墙面的接触面积
，
大气压强
，重力加速度
，吸盘内的气体可视为理想气体，环境温度不变。
(1)求扳下锁扣后吸盘内气体压强；
(2)若吸盘与墙之间的动摩擦因数为
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计吸盘及其他装置的重力，
求此时吸盘能挂起重物质量的最大值。
6．（2025·湖南邵阳·二模）如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一个金属罐体。
在大气压强为
的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物，谷物占罐内体积的
，关闭阀门，将支撑
轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，当罐内气体温度为
时，压强为
，当温度达到
时打开
阀门，因为压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。
(1)求打开阀门前瞬间罐内气体的压强；
(2)打开阀门后，罐内气体迅速膨胀，谷物全部喷出。当罐内气体温度降为
时，求罐内剩余气体质量与打
开阀门前罐内气体质量之比。
7．（2025·湖南·模拟预测）如图是一个化工厂的生产桶，正中间是一个轻质绝热、可自由移动的活塞。整
个桶除右侧桶盖之外的其它部分均为绝热材料；右侧桶盖导热性能良好，且有一个气阀门，处于开启状态
（与外界大气连通）。左侧装有加热用的电阻丝，整个装置密封良好，不计摩擦。初始时左右两个空间气
体温度均为室温
，压强均为大气压强
，且密封的气体均为空气。现开始缓慢加热左侧气体（加热时间
足够长）。
(1)当左侧气体的温度达到
时，求左侧气体的压强。
(2)若加热前关闭右侧阀门，再进行加热，当左右两侧空间的体积比为
时，求左侧气体的温度。
光学
一、单选题
1．（2025·湖南娄底·二模）在美丽的夏日雨后，我们通常能看见的彩虹是红色在外、紫色在内，这被称为
“虹”，有时还能看见一组相对“虹”而言颜色较淡的彩色圆弧，这被称为“霓”，图甲和图乙为霓虹产
生的原理图，图中用虚线或实线代表红光或紫光，下列说法正确的是（ ）
A．“霓”颜色较淡的主要原因是水滴距离人眼更远
B．“霓”与“虹”顺序刚好相反，是红色在内、紫色在外
C．图甲表示“虹”的产生原理，其中虚线代表紫光
D．图乙表示“霓”的产生原理，其中虚线代表紫光
2．（2025·湖南常德·二模）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自
然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（ ）
A．上述现象与三棱镜分光原理相同
B．光在薄膜的下表面发生了全反射
C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉
D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色
二、多选题
3．（2025·湖南长沙·模拟预测）如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出的两种不同
颜色的
光和
光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由
、
两种单色光所构成
的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为
光的颜色（见图乙）。以下说法正确的是（ ）
A．在真空中，
光的波长比
光大
B．若两种光照射某种金属均能产生光电效应现象，则
光产生的光电子最大初动能更大
C．若光源匀速向下运动，水面上看到的两个圆形边界的半径变大的速度相同
D．若在水的表面滴入两滴食用油（
光在食用油中折射率大于水中的折射率），形成的膜的厚度
，则在液面上方可以看见
光圆形区域半径近似不变
4．（2025·湖南邵阳·二模）每年夏季随着温度升高，天山和昆仑山上的冰川开始融化，塔里木河里的水便
会溢出河道流向河边低洼处，同时河水带来了大量的鱼、虾等生物。当地村民掌握了这样的自然规律，世
代居住在这里以捕鱼为生。现有一村民在距离水面高为2m 的观察点，看到与水面成
角的方向有一条鱼，
鱼的实际位置在水面下方
处。已知水的折射率为
。下列说法正确的是（ ）
A．光射入水中后波长变长
B．鱼与村民的实际水平距离为2m
C．鱼的实际深度比村民观察到的要深
D．鱼在水中看到岸上所有的景物都会出现在一个顶角为
的倒立圆锥里
三、解答题
5．（2025·湖南怀化·二模）如图所示，一半径为
的透明半圆柱形玻璃砖置于水平桌面上。玻璃砖的上表
面水平，且与桌面相切于
点。一细束单色光经圆心
从空气射入玻璃砖内，当入射角为
时，出射光
线射在桌面上
点处，此时测得
之间的距离为
。现将入射光束向左平移（入射角不变），当入射
点平移到
点时，玻璃砖内光线恰好在圆面上
点发生全反射，已知光在真空中传播的速度为，求：
（不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，光线所在平面与桌面垂直且图示各点在同一竖直平面内）
(1)该玻璃砖的折射率
；
(2)该单色光从
点传播到
点的时间。（结果可用根式表示，已知
）
6．（2025·湖南·二模）2009 年诺贝尔物理学奖授予物理学家高鲲，以表彰他在“有关光在纤维中的传输以
用于光学通信方面”所做出的突破性成就。如图所示是光导纤维的截面图，其折射率为
，一激光光
束沿与OO'成
角度的方向从О 点射入，经折射后激光束进入光纤恰好可以在光纤内表面上发生全反射。
已知光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s。
(1)求
角度的大小；
(2)若光纤的总长度为12km，求激光光束在光纤中传播的时间。
近代物理
一、单选题
1．（2025·湖南娄底·二模）关于物质波、光电效应、原子模型、黑体辐射，下列说法正确的是（ ）
A．黑体辐射中，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B．波尔的原子结构假说认为原子中电子的轨道是连续的
C．德布罗意关于物质波的假说至今仍未被实验证实
D．光电效应中，遏止电压会随光强变大而变大
2．（2025·湖南常德·二模）如图所示，当用某一单色光照射光电管时，灵敏电流表指针没有偏转，已知电
路中所有元件及其连接完好。现要使灵敏电流表指针有偏转，下列措施可行的是（ ）
A．增加入射光的频率
B．增加入射光的强度
C．提高电源的电压
D．延长光照时间
3．（2025·湖南·二模）在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。关
于物理学史，下列叙述与事实不相符合的是（ ）
A．普朗克提出能量量子化理论，并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释
B．查德威克发现中子，为人类对原子能的利用奠定了基础
C．爱因斯坦发现了光电效应﹐并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象
D．麦克斯韦电磁理论告诉我们变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
4．（2025·湖南·模拟预测）钚的放射性同位素
静止时衰变为铀核
和
粒子，并放出能量为
0.097MeV 的
光子。已知
的质量
为
的质量
为235.0439u，
粒子的质量
为
相当于
的能量。则（ ）
A．
发生衰变时的核反应方程是
B．
的半衰期为24100 年，则经过12050 年有一半的该原子核发生衰变
C．若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的
粒子与
的动量相同
D．若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的
粒子的动能约为5.0337MeV
5．（2025·湖南长沙·二模）我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14 同位素，标志着我国彻底破解了
国内碳14 同位素供应依赖进口的难题，实现碳14 供应全面国产化。碳14 具有放射性，其衰变方程为
。下列相关说法正确的是（ ）
A．原子核
的比结合能比
的大
B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变
C．骨骼中以碳酸钙（
）形式存在的
的半衰期比单质
的半衰期更长
D．X 是氦核，此反应为α 衰变
6．（2025·湖南岳阳·二模）我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14 同位素，标志着我国彻底破解了
国内碳14 同位素供应依赖进口的难题，实现碳14 供应全面国产化。碳14 具有放射性，其衰变方程为
。下列相关说法正确的是（ ）
A．原子核
的比结合能比
的大
B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变
C．骨骼中以碳酸钙
形式存在的
的半衰期比单质
的半衰期更长
D．X 是电子，由于原子核中没有电子，这些电子是核外电子脱离原子核的作用产生的
7．（2025·湖南怀化·二模）γ 射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ 射线对材料进
行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤
检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ 射线及放射现象的说法正确的是（ ）
A．γ 射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ 射线的本质是高速中子流
B．γ 射线具有高穿透力、短波长的特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土
C．原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ 射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量
数之和
D．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容
易处理等优点
8．（2025·湖南邵阳·二模）在物理学发展历程中，众多物理学家的研究推动了科学的进步，以下关于物理
学家和他们主要贡献的叙述中正确的是（ ）
A．汤姆孙发现了电子并测出了电子的电荷量
B．玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象
C．爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的
D．卢瑟福通过
粒子散射实验发现了质子，并预言了中子的存在
