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专题08 热学、光学与近代物理
热学
一、单选题
1．（2025·安徽·二模）实验小组用如图所示的装置探究气体压强的产生机理，将黄豆从秤盘上方一定高度
处均匀连续倒在秤盘上，观察秤的指针摆动情况．下列说法正确的是（ ）
A．模拟温度降低对气体压强的影响时，应增加黄豆数量
B．模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高
C．模拟体积减小对气体压强的影响时，应将释放位置升高
D．模拟体积增大对气体压强的影响时，应增加黄豆数量
2．（2025·安徽安庆·二模）一定质量的理想气体历经如图所示的循环过程，
过程是等温过程，
过程是等容过程，
过程是等压过程。下列说法正确的是（ ）
A．
过程中气体的内能增加
B．
过程中气体向外界放热
C．
过程中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D．
过程中外界对气体做的功等于
过程中气体对外界做的功
3．（2025·安徽合肥·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a，经过等温过程ab 到状态b，再经过
等压过程bc 到状态c，又经等容过程ca 回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab 中，气体的内能增加
B．在过程bc 中，气体对外界做功
C．在过程ca 中，气体对外界放热
D．在过程abca 中，气体对外界做功
4．（2025·安徽黄山·二模）如图为一定质量的理想气体在a→b→c→a 循环过程中气体压强随体积变化关系
图像。ab 的延长线过坐标原点，bc 平行于p 轴，曲线ca 是双曲线的一部分，下列说法正确的是（ ）
A．在状态c→状态a 的过程中，气体内能减小
B．在状态a→状态b 的过程中，气体分子热运动的平均动能不变
C．在状态b→状态c 的过程中，气体分子数密度变大
D．在a→b→c→a 的循环过程中，气体从外界吸收热量
二、解答题
5．（2025·安徽芜湖·二模）某型号汽油发动机结构如图甲所示。其工作过程可看成：燃烧室内气体经历反
复膨胀和压缩。某次膨胀和压缩过程可简化为如图乙所示的
图像，其中
和
为两个绝热
过程。状态A 气体的温度
，压强
，火花塞点火瞬间，燃烧室内气体的压强迅速增大到
的状态B，然后，活塞被推动向下移动对外做功。在经历
的绝热膨胀过程中，气体对外
做功400J，温度降低了400℃，压强降低到120kPa，以上整个过程中燃烧室内的气体可视为理想气体且质
量保持不变。
(1)求气体在状态B 的温度
；
(2)求
过程燃烧室内气体的内能变化量
；
(3)燃烧室内气体的最大体积
与最小体积
之比被称为压缩比k，它是发动机动力大小的一个标志。请计
算该发动机的压缩比k。
6．（2025·安徽淮北·二模）济南趵突泉是中国著名的风景名胜，泉水一年四季恒定在18℃左右。严冬，水
面上水气袅袅，像一层薄薄的烟雾，一边是泉池幽深，波光粼粼，一边是楼阁彩绘，雕梁画栋，构成了一
幅奇妙的人间仙境。在水底有很多小孔冒出微小气泡，可以看到气泡在缓慢上升过程中体积逐渐变大且没
有破裂。假设初始时小气泡（可视为理想气体）体积
，气泡上升过程中内外压强相同。已
知泉水水深
，大气压强
，水的密度
，重力加速度g 取
。
(1)求气泡到达水面时的体积
；
(2)已知气泡上升过程中对外界做功
，判断气泡是吸热还是放热，并求出热量的数值。
7．（2025·安徽滁州·二模）汽车悬挂系统是连接车轮和车身的重要部件，普通悬挂使用弹簧，而空气悬挂
用汽缸、活塞代替了弹簧，提高了驾乘的舒适度。图示为某空气悬挂系统的示意图，面积为S 的活塞将导
热良好、高度为的汽缸密闭良好，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。
设该悬架所承受的部分车身（包括缸体等）质量始终为
，其中
为大气压强，
为重力加速度，
活塞厚度不计且与汽缸间无摩擦，连接管的体积不计，空气视为理想气体。
(1)求此时汽缸内封闭空气的压强；
(2)若环境温度由
上升到
，求车身上升的高度；
(3)遇到崎岖路面时为了抬高车身，需用气泵给汽缸充入一定量的空气，若车身高度因此上升
，求充入压
强为
的空气的体积。
8．（2025·安徽马鞍山·二模）如图所示，在光滑水平面上，一质量为m、厚度不计、面积为S 的活塞将一
定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形导热汽缸中，开始时活塞和汽缸静止，此时气柱长度为l。现
使汽缸绕与底部竖直直径重合的轴由静止开始缓慢转动，当汽缸转动的角速度为某一值时，气柱长度为
2l。已知外界大气压为
，环境温度不变（可认为气体温度保持不变），求此时：
(1)封闭气体的压强；
(2)汽缸转动的角速度。
9．（2025·安徽蚌埠·二模）如图所示，
形玻璃管由截面积为
和截面积为
的两段玻璃管连接
而成，管内有一段水银柱，左右两管中液面高度差为
，右管中水银液面到粗玻璃管下端距离
，左管中封闭的理想气体气柱长为
，环境温度为
，大气压强为
，现缓慢升
高环境温度使左右两管中液面相平，右管足够长，求：
(1)升高后的温度；
(2)若温度升高后保持不变，再往右管中缓慢倒入水银，使左管中气柱的长仍变为
，求倒入的水银体
积。
10．（2025·安徽池州·二模）理想气体的状态参量满足克拉珀龙方程
。其中
表示物质的量，
为常数。1mol 理想气体经历如图所示的准静态过程：从状态A 出发，沿直线膨胀到B，再等压压缩到原体
积，到达状态C。已知该气体的摩尔定容热容为
，气体在由A 到C 过程中内能的变化量
。p0、
为已知量。求整个过程中：
(1)气体内能的改变；
(2)外界与气体间交换的热量。
光学
一、单选题
1．（2025·安徽芜湖·二模）自行车尾灯是一组全反射棱镜结构，在夜晚可以反射汽车车灯的光，如图所示，
将一束单色光以入射角
从全反射棱镜AB 面射入等腰直角三棱镜中，其中
为直角。进入棱镜的光，
先后经过AC 面和BC 面全反射，从AB 面再射出，则出射光线相对于最初的入射光线的偏转角度为
（ ）
A．
B．
C．
D．
2．（2025·安徽马鞍山·二模）在光的有关现象和应用中，下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维传送信息是利用了光的直线传播原理，所以光导纤维不能弯曲
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．红光和绿光用同一套双缝干涉装置分别做干涉实验时，红光的条纹更宽一些
D．红光和绿光用同一套单缝衍射装置分别做衍射实验时，绿光的中央明纹更宽一些
3．（2025·安徽淮北·二模）“天宫课堂”中，航天员演示了微重力环境下的神奇现象，液体呈球状，往其
中央注入空气，可以在液体内部形成一个同心球形气泡。液体球和同心球形气泡可简化为空心透明球壳模
型，图示为该球壳截面图，O 为球壳的球心。若液体球壳内表面的P 点有一个点光源，可发出两种不同频
率的单色光a 和b。当图中
时，a 光恰好不能从液体球壳的外表面射出，b 光射出的折射角
。
已知真空中的光速为c。则（ ）
A．a 光在液体中折射率为
B．b 光在液体中传播的速度为
C．分别用a、b 光在同一装置上做双缝干涉实验，a 光产生的条纹间距大于b 光
D．b 光照射到某金属表面能发生光电效应现象，a 光照射到该金属表面也一定能发生光电效应现象
4．（2025·安徽滁州·二模）一束激光以入射角θ 从空气射入双层薄膜后再进入空气，薄膜厚度均为d，折
射率分别为
、
，光路如图所示。现用折射率为n 且厚度为2d 的薄膜取代原双层薄膜，若光线射入与
射出的位置、角度均与图中相同，则
、
与n 的大小关系为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2025·安徽池州·二模）如图所示，OCD 是半径为R 的半圆柱体玻璃的横截面，OD 为直径。一束单色
光沿AO 方向从真空射向OD 界面，入射角为i，折射光线与圆柱面的交点为B。则在此过程中，下列说法
中正确的是（ ）
A．波长变小
B．传播速度变大
C．若增大入射角i，可能会发生全反射
D．若增大入射角i，光从O 到B 所用的时间不变
6．（2025·安徽·二模）如图所示为一横截面为等腰梯形的玻璃砖，侧面倾角为
，一束平行光照射到玻璃
砖上表面，折射光线与反射光线恰好垂直，该平行光与上表面的夹角
，
，则（ ）
A．玻璃砖对该光的折射率为
B．若改变入射角，使
，A 点入射的光恰好能够照到玻璃砖底角B 点，则倾角
C．减小
角大小，光有可能在
面发生全反射
D．保持
角不变，将玻璃砖底面按照图中虚线
进行裁切，光有可能在虚线面发生全反射
7．（2025·安徽蚌埠·二模）如图，波长为
的单色光，照射到间距为
的双缝上，双缝到屏的距离为
，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移一点到虚线位置，则屏上两相邻亮条纹中心的间
距（ ）
A．变大
B．变小
C．不变
D．不能确定
二、解答题
8．（2025·安徽黄山·二模）光纤通信具有诸多优点。一根粗细均匀的光导纤维束置于空气中，AB 段为半
圆形，光导纤维束的横截面直径为d。一束激光在光导纤维内的传播过程中到达半圆直径上A 点，方向与
内表面夹角θ=30°，之后在半圆形光导纤维内发生5 次全反射（不含A、B 位置），从半圆直径上B 点射出
半圆形部分。已知光在光导纤维半圆的外圆表面均恰好发生全反射，过光导纤维中轴线的剖面及光路如图
所示。已知真空中光速为c。求：
(1)该光导纤维的折射率；
(2)该光束在半圆形光导纤维中传播的时间。
9．（2025·安徽合肥·二模）某透明柱形材料的横截面是半径为R 的四分之一圆，其BC 面涂有反光涂层。
如图所示的截面内，一与AB 边平行的细光束从圆弧上D 点入射，光束进入柱体后射到BC 边上的E 点，
经反射后直接射到A 点。已知D 到AB 的距离为
，光在空气中的速度为c，求：
(1)材料的折射率；
(2)光从D 传播到A 的时间。
10．（2025·安徽安庆·二模）2024 年12 月10 日，北京上空出现“3 个太阳”的景象即幻日现象，与故宫角
楼相互映衬，这种现象也被称为三日同辉，原理图如图甲所示。为便于理解，以单色光为例进行分析，图
乙为光线以与截面平行的方向射入正六边形板状冰晶侧面的光路图。设光线的入射角为
，经
面折射后从图中
点射出，取冰晶对该单色光的折射率为
，已知光在真空中的传播速度为
，正六边形晶体边长为
，出射点
与
的距离为
。求：
(1)折射角
的正弦值
；
(2)该单色光在冰晶中传播的时间。
近代物理
一、单选题
1．（2025·安徽芜湖·二模）2025 年3 月28 日，中核集团新一代人造太阳“中国环流三号”，首次实现原
子核温度1.17 亿度、电子温度1.6 亿度的参数水平，标志着中国可控核聚变向工程化应用迈出重要一步。
下列关于轻核聚变说法正确的是（ ）
A．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较少
B．“人造太阳”中的核反应方程为
，其中X 为中子
C．目前我国利用核聚变发电已进入实用阶段
D．轻核发生聚变后，比结合能减少，因此反应中释放能量
2．（2025·安徽淮北·二模）2025 年1 月20 日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置
（EAST）实现了1 亿摄氏度1066 秒稳态高约束模等离子体运行，再次刷新世界纪录，为实现可控核聚变又
向前迈出了重要一步。
是一个典型的核聚变反应，式中X 为（ ）
A．
B．
C．
D．
3．（2025·安徽滁州·二模）
发生放射性衰变为
，半衰期约为5730 年。已知植物存活期间，其体内
与
的比例不变；生命活动结束后，
的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中
的比例
是现代植物样品的25%，则（ ）
A．
衰变为
发生的是β 衰变
B．
、
具有相同的中子数
C．该古木的年代距今约为5730 年
D．
比
原子核的比结合能更大
4．（2025·安徽合肥·二模）在核反应方程
和
中，X 和Y 代表两种不同的原
子核，则X 核内的质子数为（ ）
A．0
B．1
C．2
D．3
5．（2025·安徽黄山·二模）电离烟雾探测器是一种含有镅-241（
）的火灾报警装置，报警器的辐射
源常常使用化合物二氧化镅。已知一个镅核放出一个氦核后转变为一个镎核并释放能量，镅核、镎核和氦
核的质量分别为m1、m2和m3，单质镅的半衰期为432.2 年，光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．二氧化镅中的镅核（
）半衰期不确定
B．一个镅核放出氦核后转变为镎核的衰变为α 衰变，镎核中有144 个中子
C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为
D．500 个镅核432.2 年后一定还剩250 个
6．（2025·安徽池州·二模）下列说法中正确的是（ ）
A．
是核聚变反应方程
B．在核反应中电荷数守恒，质量数不守恒
C．在α、β、γ 三种射线中，穿透能力最强的是α 射线
D．β 衰变中放出的β 射线是核外电子脱离原子核的束缚而形成的
7．（2025·安徽安庆·二模）2025 年1 月14 日，据中国科学院合肥物质科学研究院消息，该院大科学团队
成功研制强流直线等离子体装置一“赤霄”，“赤霄”的诞生将为研究下一代“人造太阳”中国聚变工程
实验堆提供有力支撑。已知某核聚变反应的方程为
。下列说法正确的是（ ）
A．反应产物
为
B．该聚变反应有质量亏损
C．该聚变反应发生时，两个
间万有引力远大于两个
间库仑力
D．
由2 个中子和一个质子组成
8．（2025·安徽蚌埠·二模）恒星内部“氦燃烧”的核反应方程为
具有放射性，则下列
说法正确的是（ ）
A．“氦燃烧”的核反应在常温下就能发生B．
的中子数比质子数多4 个
C．
发生衰变时需要吸收热量
D．
射线是由
释放的
9．（2025·安徽·二模）用如图所示的装置做光电效应实验，闭合开关S，用一发光功率为P 的激光光源照
射金属K，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为U 时，电流表示数恰好为0，已知金属K 的逸出功为
，
电子电荷量为e，则光源单位时间内发出的光子数为（ ）
A．
B．
C．
D．
10．（2025·安徽马鞍山·二模）在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电
流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲、丙两种光，甲的光照强度更大
B．甲、丙两种光，甲所产生光电子的最大初动能较大
C．甲光的频率大于乙光的频率
D．乙光的波长大于丙光的波长
