福建省福州第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．下列关于光学常识的描述中说法正确的是（ ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象
C．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D．光可以发生偏振，说明光是纵波
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A、光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉现象，A错误。
B、雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，B错误。
C、光纤通信和内窥镜都利用了光的全反射原理，C正确。
D、光可以发生偏振，说明光是横波，D错误。
故答案为：C
【分析】根据光的干涉，衍射和偏振以及折射的原理和现象进行分析。
2．（2023高二下·广州期中）关于下列各图，说法正确的是（ ）
A．图甲中，实验现象说明薄板上的蜂蜡是非晶体
B．图乙当分子间距离为时，分子力为零
C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
【答案】B
【知识点】布朗运动；分子间的作用力；分子运动速率的统计规律；晶体和非晶体
【解析】【解答】A．图甲中，实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性，蜂蜡只是用来显示这种现象的，不能说明蜂蜡是非晶体，A不符合题意；
B．图乙当分子间距离为时，分子力为零，B符合题意；
C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，C不符合题意；
D．图丁中，微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，不平衡性越明显，布朗运动越明显，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】图甲通过蜂蜡来显示薄板在导热性上具有各向同性，当分子间距为r0时分子力为零，当微粒 的不平衡性越明显，布朗运动越明显，气体在某区间分子数所占的百分比只与气体的种类和温度有关。
3．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是（ ）
A．光的反射 B．光的折射
C．光的直线传播 D．小孔成像
【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】 落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是光的折射现象，B正确。
故答案为：B
【分析】光在射入大气层后在大气的折射作用下改变传播方向，进入观察者眼后，使观察者产生视觉误差。
4．如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则（ ）
A．A气体的压强大于外界大气压强
B．B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C．水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D．水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
【答案】B
【知识点】压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】A、取出水银前，右管中取出部分水银后h2减小，再次达到平衡时，A中气体压强小于大气压强，A错误。
C、B管中的压强，h2减小，则B管中的压强减小，由玻意耳定律可知B管中的气体体积增大，则水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度 ，C错误。
B、由玻意耳定律可知，AB管中气体压强的变化量与体积变化量成正比，根据C项可知B管增大的体积大于A管增大的体积，则B中气体压强的变化量大于A中气体压强的变化量，B正确。
D、假设右管中剩余的水银柱非常短，取出的水银柱长度接近h2，则水银面ab间新的高度时大于右管上段新水银柱的长度，D错误。
故答案为：B
【分析】取出部分水银后再次达到平衡，根据平衡条件计算A管中气体的压强大小变化，再对B管中气体进行分析，由体积变化分析压强的变化，最后由玻意耳定律分析水银液面下降的高度以及高度差的变化。
二、多选题
5．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是（ ）
A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离
C．增大双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源
【答案】B,C
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】由图可知改变实验条件后条纹间距变大，则根据干涉条纹间距公式，改变的实验条件为减小了双缝之间的距离d，或增大了双缝到光屏之间的距离L，则BC正确。
故答案为：BC
【分析】根据图像分析干涉条纹间距的变化，由干涉条纹的间距分析实验条件的变化。
6．如图所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是（ ）
A．a光的波长小于b光波长
B．这种材料对a光的折射率大于对b光的折射率
C．若用同一种装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
D．若从同一介质射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
【答案】A,B
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB、由光路图可知a光的折射率大于b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，AB正确。
C、根据双缝干涉条纹间距的表达式，可知a光的条纹间距小于b光的条纹间距 ，C错误。
D、根据临界角与折射率之间的关系，可知 光的临界角小于b光的临界角 ，D错误。
故答案为：AB
【分析】对光路图进行分析，根据折射率与波长，频率，临界角之间的关系分析求解各个选项。
7．某同学用喝完的饮料罐，制作一个简易气温计。如图所示，在这个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处用蜡密封。吸管中引入一段长度可忽略的油柱，在吸管上标上温度刻度值。罐内气体可视为理想气体，外界大气压不变，以下说法中正确的有（ ）
A．吸管上的温度刻度值左小右大
B．吸管上的温度刻度分布不均匀
C．气温升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量
D．在完全失重的环境下，这个气温计仍可使用
【答案】A,D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】AB、由题意可知，饮料罐内的气体发生等压变化，则， 即温度与体积成反比，故吸管上的刻度不均匀，且左小右大，则A正确，B错误。
C、由热力学第一定律可知，罐内气体增加的内能等于吸收的热量以及外界对气体做功之和，由图可知，温度升高，气体吸收热量，且对外做功，则罐内气体增加的内能小于吸收的热量，C错误。
D、此气温计利用的是气体体积和温度之间的关系，与气体所受重力无关，在失重条件下依然可用，D正确。
故答案为：AD
【分析】对罐内气体进行分析，由罐内气体发生等压变化可知温度与体积成反比，再根据热力学第一定律可知气体增加的内能等于吸收的热量与对外做功之差。
8．一定质量的理想气体从状态开始，经过四个过程后回到初状态图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
B．状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
C．过程中气体与外界交换的热量小于气体过程与外界交换的热量
D．过程中气体吸收的热量等于气体过程中向外界放出的热量
【答案】B,D
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、由图像可知a状态比b状态的体积大，则单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数目更少，A错误。
B、d状态的体积小于b状态的体积，则单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数目更多，B正确。
C、由热力学第一定律可知 过程中气体与外界交换的热量大于气体过程与外界交换的热量 ，C错误。
D、 ， 过程中气体体积不变，外界对气体不做功，又因为温度变化相同，则气体吸收热量相等，D正确。
故答案为：BD
【分析】对气体进行分析，根据图像结合理想气体状态方程和热力学第一定律，气体内能的变化量等于气体吸收的热量与外界对气体做功之和，分析各个阶段气体吸收热量和外界做功情况。
三、填空题
9．如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫做牛顿环。此干涉条纹是由 反射光和 反射光叠加形成（选填序号：①凸透镜上表面，②凸透镜下表面，③玻璃上表面，④玻璃下表面）；由内向外条纹间距 （选填序号：⑤越来越大，⑥越来越小，⑦不变）
【答案】②；③；⑥
【知识点】光的干涉
【解析】【解答】牛顿环的干涉条纹时由 凸透镜下表面 的反射光和 玻璃上表面 的反射光叠加形成的，由于由内向外，凸透镜的下表面与玻璃的上表面距离逐渐增大，则干涉条纹间距越来越小。
【分析】此干涉条纹是凸透镜下表面 的反射光和 玻璃上表面 的反射光叠加形成的，由于两者距离逐渐增大，则达到光程差所需要的距离越来越小。
10．如图所示，两个容器和容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当中气体温度为，中气体温度为，且，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体降温，使它们的温度都降低相同的温度，则水银柱将 移动。（向左，向右，不会）
【答案】向右
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】假设水银柱在气体降温的过程中不发生移动，则两侧气体体积保持不变，设两侧降低的温度为，初始状态两侧压强相等，即，A中气体发生等容变化，则，解得，对B中气体进行分析，解得，又因为 ，则，又有，则A中压强的减少量小于B中的压强减少量，水银柱向右侧移动。
【分析】根据平衡条件可知初始两端气体压强相等，运用假设法，分别对气体应用等容变化，比较两侧的压强变化量，即可判断水银柱的移动方向。
四、实验题
11．如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值；
③重复上述步骤②，多次测量；
④根据记录的数据，作出图线，如图乙所示。
（1）完成本实验的基本要求是____（填正确答案标号）。
A．在等温条件下操作
B．封闭气体的注射器密封良好
C．必须弄清所封闭气体的质量
D．气体的压强和体积必须用国际单位
（2）理论上由图线分析可知，如果该图线 ，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
【答案】（1）A；B
（2）为过坐标原点的倾斜直线
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）实验探究的是一定质量气体的等温变化，则必须保证温度不变，气体的总质量不变，AB正确。
（2） 由图线分析可知 ，如果图像为正比例函数，即为过坐标原点的倾斜直线 ，则说明 气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
【分析】（1）实验探究的是一定质量气体的等温变化，则必须保证温度不变，气体的总质量不变。
（2）由理想气体状态方程可知，温度不变时，气体的体积与压强的倒数成正比。
12．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如下图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：
（1）分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB= mm；
（2）相邻两条纹间距Δx= mm（保留三个有效数字）；
（3）该单色光的波长= nm（保留三个有效数字）；
（4）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将 （填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】（1）15.5
（2）0.733
（3）586
（4）变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）游标卡尺的读数为
（2）A位置游标卡尺的读数为，相邻两条纹间距
（3）由双缝干涉条纹间距公式可知，则
（4）由双缝干涉条纹间距公式可知，换用频率更高的单色光，波长减小，则干涉条纹间距变小。
【分析】（1）根据游标卡尺的读数规则进行读数。
（2）根据读出的数据，由条纹数和AB之间的距离计算相邻条纹间距。
（3）根据双缝干涉条纹间距的表达式计算光的波长。
（4）根据双缝干涉条纹的间距与光的波长和频率之间的关系分析条纹间距的变化。
五、解答题
13．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的缸内。缸壁不可导热，缸底导热，缸底到开口处高。轻质活塞不可导热，厚度可忽略，横截面积，初始处于汽缸顶部。若在活塞上缓慢倾倒一定质量的沙子，活塞下移时再次平衡。已知室温为，大气压强，不计一切摩擦，。
（1）求倾倒的沙子的质量；
（2）若对缸底缓慢加热，当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度为多大？
【答案】（1）解：以活塞为研究的对象，倒上沙子后
以气体为研究的对象，活塞下移的过程中温度不变，则
其中
联立可得
（2）解：对缸底缓慢加热的过程中气体的压强不变温度升高，物体增大，初状态：，；末状态：，
由查理定律可知
即
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对活塞进行受力分析，根据平衡条件计算气体压强，再由气体的等温变化分析沙子的质量。
（2）对缸中气体进行分析，加热过程中压强不变，温度升高，根据查理定律列方程分析求解气体温度。
14．一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h=4m。在距观景台右侧面x=4m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，现该光源从距水面高3m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB=3m，求：
（1）水的折射率n；
（2）光能照亮的最远距离AC（计算结果可以保留根号）。
【答案】（1）解：点光源S在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，由于
所以，水的折射率
（2）解：点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处掠射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C，则
解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）画出光的传播路线图，根据几何关系和光的折射定律列方程分析求解光的折射率。
（2） 点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处掠射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C ，根据几何关系和折射率与临界角之间的关系分析求解最远距离。
15．一定质量的理想气体由状态A经过状态变为状态，其有关数据如图像甲所示。若气体在状态A的温度为，在状态的体积为。过程吸收热量为。已知一定质量的理想气体，内能的变化量与温度的变化量成正比，求：
（1）根据图像提供的信息，计算图中的值；
（2）在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态变为状态的图像，并在图线相应位置上标出字母。
（3）BC过程，气体从外界吸收的热量为多少？
【答案】（1）解：状态A的热力学温度
由图甲可知：A至为等压过程，至为等容过程。对A至，由理想气体状态方程有
解得
（2）解：由盖 吕萨克定律
解得
因为至为等容过程，所以
图像如图所示
（3）解：从A到压强不变，体积增大
气体对外做功
则由热力学第一定律可知
即
解得
从到体积不变，则
则
即
即BC过程，气体从外界吸收的热量为。
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【分析】（1）对图像进行分析，根据图中信息和理想气体状态方程 分析求解VA的值。
（2）根据盖 吕萨克定律计算B和C状态体积的大小，在图中描出。
（3）对B→C过程进行分析，根据热力学第一定律和气体做功与体积变化的关系分析求解。
16．五角棱镜是光束定角度转向器之一，常用于照相机的取景器、图像观察系统或测量仪器中。如图所示是五角棱镜的截面图。棱镜材料的折射率为，面与面垂直。一束单色光垂直面入射，经面和面反射后垂直面射出。该单色光的频率为，在真空（或空气）中传播的速度为。求：
（1）单色光在棱镜材料中的波长；
（2）面与面的夹角；
【答案】（1）解：光在棱镜中传播的速度
光从空气传到棱镜中，频率不变，有
可得
（2）解：画出光路图如图所示
为反射面的法线，为反射面的法线
由反射定律有
光线与光线垂直，有
由于，，可得
由几何关系有
解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）光在真空中的传播速度与介质中的传播速度之比等于介质的折射率，据此可计算在介质中速度大小，再根据波长，波速和频率之间的关系计算波长的大小。
（2）根据光的折射定律画出光的传播路线图，再由几何关系分析 面与面的夹角 。
福建省福州第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．下列关于光学常识的描述中说法正确的是（ ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象
C．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D．光可以发生偏振，说明光是纵波
2．（2023高二下·广州期中）关于下列各图，说法正确的是（ ）
A．图甲中，实验现象说明薄板上的蜂蜡是非晶体
B．图乙当分子间距离为时，分子力为零
C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
3．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是（ ）
A．光的反射 B．光的折射
C．光的直线传播 D．小孔成像
4．如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则（ ）
A．A气体的压强大于外界大气压强
B．B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C．水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D．水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
二、多选题
5．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是（ ）
A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离
C．增大双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源
6．如图所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是（ ）
A．a光的波长小于b光波长
B．这种材料对a光的折射率大于对b光的折射率
C．若用同一种装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
D．若从同一介质射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
7．某同学用喝完的饮料罐，制作一个简易气温计。如图所示，在这个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处用蜡密封。吸管中引入一段长度可忽略的油柱，在吸管上标上温度刻度值。罐内气体可视为理想气体，外界大气压不变，以下说法中正确的有（ ）
A．吸管上的温度刻度值左小右大
B．吸管上的温度刻度分布不均匀
C．气温升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量
D．在完全失重的环境下，这个气温计仍可使用
8．一定质量的理想气体从状态开始，经过四个过程后回到初状态图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
B．状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
C．过程中气体与外界交换的热量小于气体过程与外界交换的热量
D．过程中气体吸收的热量等于气体过程中向外界放出的热量
三、填空题
9．如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫做牛顿环。此干涉条纹是由 反射光和 反射光叠加形成（选填序号：①凸透镜上表面，②凸透镜下表面，③玻璃上表面，④玻璃下表面）；由内向外条纹间距 （选填序号：⑤越来越大，⑥越来越小，⑦不变）
10．如图所示，两个容器和容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当中气体温度为，中气体温度为，且，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体降温，使它们的温度都降低相同的温度，则水银柱将 移动。（向左，向右，不会）
四、实验题
11．如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值；
③重复上述步骤②，多次测量；
④根据记录的数据，作出图线，如图乙所示。
（1）完成本实验的基本要求是____（填正确答案标号）。
A．在等温条件下操作
B．封闭气体的注射器密封良好
C．必须弄清所封闭气体的质量
D．气体的压强和体积必须用国际单位
（2）理论上由图线分析可知，如果该图线 ，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
12．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如下图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：
（1）分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB= mm；
（2）相邻两条纹间距Δx= mm（保留三个有效数字）；
（3）该单色光的波长= nm（保留三个有效数字）；
（4）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将 （填“变大”、“不变”或“变小”）。
五、解答题
13．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的缸内。缸壁不可导热，缸底导热，缸底到开口处高。轻质活塞不可导热，厚度可忽略，横截面积，初始处于汽缸顶部。若在活塞上缓慢倾倒一定质量的沙子，活塞下移时再次平衡。已知室温为，大气压强，不计一切摩擦，。
（1）求倾倒的沙子的质量；
（2）若对缸底缓慢加热，当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度为多大？
14．一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h=4m。在距观景台右侧面x=4m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，现该光源从距水面高3m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB=3m，求：
（1）水的折射率n；
（2）光能照亮的最远距离AC（计算结果可以保留根号）。
15．一定质量的理想气体由状态A经过状态变为状态，其有关数据如图像甲所示。若气体在状态A的温度为，在状态的体积为。过程吸收热量为。已知一定质量的理想气体，内能的变化量与温度的变化量成正比，求：
（1）根据图像提供的信息，计算图中的值；
（2）在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态变为状态的图像，并在图线相应位置上标出字母。
（3）BC过程，气体从外界吸收的热量为多少？
16．五角棱镜是光束定角度转向器之一，常用于照相机的取景器、图像观察系统或测量仪器中。如图所示是五角棱镜的截面图。棱镜材料的折射率为，面与面垂直。一束单色光垂直面入射，经面和面反射后垂直面射出。该单色光的频率为，在真空（或空气）中传播的速度为。求：
（1）单色光在棱镜材料中的波长；
（2）面与面的夹角；
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A、光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉现象，A错误。
B、雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，B错误。
C、光纤通信和内窥镜都利用了光的全反射原理，C正确。
D、光可以发生偏振，说明光是横波，D错误。
故答案为：C
【分析】根据光的干涉，衍射和偏振以及折射的原理和现象进行分析。
2．【答案】B
【知识点】布朗运动；分子间的作用力；分子运动速率的统计规律；晶体和非晶体
【解析】【解答】A．图甲中，实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性，蜂蜡只是用来显示这种现象的，不能说明蜂蜡是非晶体，A不符合题意；
B．图乙当分子间距离为时，分子力为零，B符合题意；
C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，C不符合题意；
D．图丁中，微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，不平衡性越明显，布朗运动越明显，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】图甲通过蜂蜡来显示薄板在导热性上具有各向同性，当分子间距为r0时分子力为零，当微粒 的不平衡性越明显，布朗运动越明显，气体在某区间分子数所占的百分比只与气体的种类和温度有关。
3．【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】 落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是光的折射现象，B正确。
故答案为：B
【分析】光在射入大气层后在大气的折射作用下改变传播方向，进入观察者眼后，使观察者产生视觉误差。
4．【答案】B
【知识点】压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】A、取出水银前，右管中取出部分水银后h2减小，再次达到平衡时，A中气体压强小于大气压强，A错误。
C、B管中的压强，h2减小，则B管中的压强减小，由玻意耳定律可知B管中的气体体积增大，则水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度 ，C错误。
B、由玻意耳定律可知，AB管中气体压强的变化量与体积变化量成正比，根据C项可知B管增大的体积大于A管增大的体积，则B中气体压强的变化量大于A中气体压强的变化量，B正确。
D、假设右管中剩余的水银柱非常短，取出的水银柱长度接近h2，则水银面ab间新的高度时大于右管上段新水银柱的长度，D错误。
故答案为：B
【分析】取出部分水银后再次达到平衡，根据平衡条件计算A管中气体的压强大小变化，再对B管中气体进行分析，由体积变化分析压强的变化，最后由玻意耳定律分析水银液面下降的高度以及高度差的变化。
5．【答案】B,C
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】由图可知改变实验条件后条纹间距变大，则根据干涉条纹间距公式，改变的实验条件为减小了双缝之间的距离d，或增大了双缝到光屏之间的距离L，则BC正确。
故答案为：BC
【分析】根据图像分析干涉条纹间距的变化，由干涉条纹的间距分析实验条件的变化。
6．【答案】A,B
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB、由光路图可知a光的折射率大于b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，AB正确。
C、根据双缝干涉条纹间距的表达式，可知a光的条纹间距小于b光的条纹间距 ，C错误。
D、根据临界角与折射率之间的关系，可知 光的临界角小于b光的临界角 ，D错误。
故答案为：AB
【分析】对光路图进行分析，根据折射率与波长，频率，临界角之间的关系分析求解各个选项。
7．【答案】A,D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】AB、由题意可知，饮料罐内的气体发生等压变化，则， 即温度与体积成反比，故吸管上的刻度不均匀，且左小右大，则A正确，B错误。
C、由热力学第一定律可知，罐内气体增加的内能等于吸收的热量以及外界对气体做功之和，由图可知，温度升高，气体吸收热量，且对外做功，则罐内气体增加的内能小于吸收的热量，C错误。
D、此气温计利用的是气体体积和温度之间的关系，与气体所受重力无关，在失重条件下依然可用，D正确。
故答案为：AD
【分析】对罐内气体进行分析，由罐内气体发生等压变化可知温度与体积成反比，再根据热力学第一定律可知气体增加的内能等于吸收的热量与对外做功之差。
8．【答案】B,D
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、由图像可知a状态比b状态的体积大，则单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数目更少，A错误。
B、d状态的体积小于b状态的体积，则单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数目更多，B正确。
C、由热力学第一定律可知 过程中气体与外界交换的热量大于气体过程与外界交换的热量 ，C错误。
D、 ， 过程中气体体积不变，外界对气体不做功，又因为温度变化相同，则气体吸收热量相等，D正确。
故答案为：BD
【分析】对气体进行分析，根据图像结合理想气体状态方程和热力学第一定律，气体内能的变化量等于气体吸收的热量与外界对气体做功之和，分析各个阶段气体吸收热量和外界做功情况。
9．【答案】②；③；⑥
【知识点】光的干涉
【解析】【解答】牛顿环的干涉条纹时由 凸透镜下表面 的反射光和 玻璃上表面 的反射光叠加形成的，由于由内向外，凸透镜的下表面与玻璃的上表面距离逐渐增大，则干涉条纹间距越来越小。
【分析】此干涉条纹是凸透镜下表面 的反射光和 玻璃上表面 的反射光叠加形成的，由于两者距离逐渐增大，则达到光程差所需要的距离越来越小。
10．【答案】向右
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】假设水银柱在气体降温的过程中不发生移动，则两侧气体体积保持不变，设两侧降低的温度为，初始状态两侧压强相等，即，A中气体发生等容变化，则，解得，对B中气体进行分析，解得，又因为 ，则，又有，则A中压强的减少量小于B中的压强减少量，水银柱向右侧移动。
【分析】根据平衡条件可知初始两端气体压强相等，运用假设法，分别对气体应用等容变化，比较两侧的压强变化量，即可判断水银柱的移动方向。
11．【答案】（1）A；B
（2）为过坐标原点的倾斜直线
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）实验探究的是一定质量气体的等温变化，则必须保证温度不变，气体的总质量不变，AB正确。
（2） 由图线分析可知 ，如果图像为正比例函数，即为过坐标原点的倾斜直线 ，则说明 气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
【分析】（1）实验探究的是一定质量气体的等温变化，则必须保证温度不变，气体的总质量不变。
（2）由理想气体状态方程可知，温度不变时，气体的体积与压强的倒数成正比。
12．【答案】（1）15.5
（2）0.733
（3）586
（4）变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）游标卡尺的读数为
（2）A位置游标卡尺的读数为，相邻两条纹间距
（3）由双缝干涉条纹间距公式可知，则
（4）由双缝干涉条纹间距公式可知，换用频率更高的单色光，波长减小，则干涉条纹间距变小。
【分析】（1）根据游标卡尺的读数规则进行读数。
（2）根据读出的数据，由条纹数和AB之间的距离计算相邻条纹间距。
（3）根据双缝干涉条纹间距的表达式计算光的波长。
（4）根据双缝干涉条纹的间距与光的波长和频率之间的关系分析条纹间距的变化。
13．【答案】（1）解：以活塞为研究的对象，倒上沙子后
以气体为研究的对象，活塞下移的过程中温度不变，则
其中
联立可得
（2）解：对缸底缓慢加热的过程中气体的压强不变温度升高，物体增大，初状态：，；末状态：，
由查理定律可知
即
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对活塞进行受力分析，根据平衡条件计算气体压强，再由气体的等温变化分析沙子的质量。
（2）对缸中气体进行分析，加热过程中压强不变，温度升高，根据查理定律列方程分析求解气体温度。
14．【答案】（1）解：点光源S在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，由于
所以，水的折射率
（2）解：点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处掠射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C，则
解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）画出光的传播路线图，根据几何关系和光的折射定律列方程分析求解光的折射率。
（2） 点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处掠射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C ，根据几何关系和折射率与临界角之间的关系分析求解最远距离。
15．【答案】（1）解：状态A的热力学温度
由图甲可知：A至为等压过程，至为等容过程。对A至，由理想气体状态方程有
解得
（2）解：由盖 吕萨克定律
解得
因为至为等容过程，所以
图像如图所示
（3）解：从A到压强不变，体积增大
气体对外做功
则由热力学第一定律可知
即
解得
从到体积不变，则
则
即
即BC过程，气体从外界吸收的热量为。
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【分析】（1）对图像进行分析，根据图中信息和理想气体状态方程 分析求解VA的值。
（2）根据盖 吕萨克定律计算B和C状态体积的大小，在图中描出。
（3）对B→C过程进行分析，根据热力学第一定律和气体做功与体积变化的关系分析求解。
16．【答案】（1）解：光在棱镜中传播的速度
光从空气传到棱镜中，频率不变，有
可得
（2）解：画出光路图如图所示
为反射面的法线，为反射面的法线
由反射定律有
光线与光线垂直，有
由于，，可得
由几何关系有
解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）光在真空中的传播速度与介质中的传播速度之比等于介质的折射率，据此可计算在介质中速度大小，再根据波长，波速和频率之间的关系计算波长的大小。
（2）根据光的折射定律画出光的传播路线图，再由几何关系分析 面与面的夹角 。
