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微專題--理解內能的概念和發生全反射的條件、臨界角重點考點單選
變式練 2026年高考物理復習備考
1．某同學冬季乘火車旅行，在寒冷的站臺上從氣密性良好的糖果瓶中取出糖果后擰緊瓶蓋，將糖果瓶帶入溫暖的車廂內一段時間后，與剛進入車廂時相比，瓶內氣體（ ）
A．內能變小 B．壓強變大
C．分子的數密度變大 D．每個分子動能都變大
2．下列說法中正確的是（　　）
A．溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子熱運動的平均動能越大
B．兩個不同的物體，只要溫度和體積相同，內能就相同
C．物體的溫度越高，它的每一個分子熱運動的速率一定越大
D．溫度高的物體一定比溫度低的物體內能大
3．關于溫度與內能，下列說法中正確的有（　　）
A．溫度高的物體比溫度低的物體內能大
B．1g100℃水的內能等于1g100℃水蒸氣的內能
C．某種物體的溫度為0℃，說明該物體中分子的平均動能為零
D．一般來說，物體的溫度和體積變化時它的內能都會隨之改變
4．有甲、乙兩個物體，已知甲的溫度比乙的溫度高，則可以肯定（　　）
A．甲物體的內能比乙物體的內能大
B．甲物體含的熱量比乙物體含的熱量多
C．甲物體分子的平均動能比乙物體分子的平均動能大
D．當甲、乙兩物體的機械能增加時，它們的內能也跟著增加
5．“拔火罐”是我國傳統醫學的一種治療手段。操作時，醫生用點燃的酒精棉球加熱一個小罐內的空氣，隨后迅速把小罐倒扣在需要治療的部位，冷卻后小罐便緊貼在皮膚上，如圖所示。小罐倒扣在身體上后，在罐中氣體逐漸冷卻的過程中，罐中氣體質量和體積均可視為不變，若罐中氣體可視為理想氣體。設加熱后小罐內的空氣溫度為80℃，當時的室溫為20℃。下列說法正確的是（　　）
A．冷卻后每個分子的運動速度均減少
B．冷卻過程中氣體對外做功
C．冷卻后罐內的壓強小于大氣壓強
D．冷卻后罐內外壓強差約為大氣壓強的75%
6．根據國家標準化管理委員會批準的《乘用車輪胎氣壓監測系統的性能要求和試驗方法》相關規定現在所有在產乘用車強制安裝TPMS（胎壓監測系統）。某天早晨司機剛啟動汽車時，看到汽車儀表盤顯示后輪壓強2.4bar（1bar100kpa），中午剛啟動汽車時看到后輪壓強變成了2.5bar，中午溫度為22℃，從早晨到中午的過程認為輪胎內的體積不變，輪胎內部氣體可看成理想氣體，下列說法正確的是（ ）
A．早晨溫度約為4℃
B．該過程中，單位時間內對單位面積的輪胎撞擊的空氣分子數增加
C．該過程中，氣體分子間的作用力表現為斥力并且增大
D．該過程中，輪胎內部氣體分子的平均動能減小
7．某同學制作了一個小型噴泉裝置，如圖甲所示兩個瓶子均用瓶塞密閉，兩瓶用彎管連通，左瓶插有兩端開口的直管。左瓶裝滿水，右瓶充滿空氣，空氣可看作理想氣體。用沸水澆右瓶時，左瓶直管有水噴出，如圖乙所示，澆水后裝置內的氣體與澆水前相比（　　）

A．內能更小
B．壓強更大
C．分子數密度更大
D．所有分子的動能都增大
8．如圖，利用液導激光技術加工器件時，激光在液束流與氣體界面發生全反射。若分別用甲、乙兩種液體形成液束流，甲的折射率比乙的大，則（ ）
A．激光在甲中的頻率大 B．激光在乙中的頻率大
C．用甲時全反射臨界角大 D．用乙時全反射臨界角大
9．目前，國產部分品牌家用汽車已安裝智能雨刮器。有的智能雨刮器借助于光學式傳感器實現下雨時自動啟動，前擋風玻璃安裝光學傳感器后的橫截面示意圖如圖所示，其工作原理可做如下簡化：不下雨時，激光光源發出的紅外線在玻璃內傳播斜射到處，全反射后被接收器接收；下雨時處的外側有水滴，光源發出的紅外線在處不能全反射，接收器接收到的光照強度變小，從而啟動雨刮器。關于智能雨刮器工作原理的分析中正確的是（　　）
A．入射角θ的設計與紅外線的頻率無關
B．前擋風玻璃的折射率需要比雨水的折射率小
C．若前擋風玻璃外側區域有油污，可能會影響雨刮器的自動啟動
D．若光源和接收器的距離變大了，一定會導致不下雨時雨刮器自動啟動
10．潛水員在潛水時偶然會觀察到上方坑洞里存在著明亮的“反光”，這是因為坑洞里存在空氣，光在水面發生了全反射。如圖，a處光源發出沿ab方向的光在b點恰好發生全反射，被c處的潛水員觀察到。若水的折射率為n，光線與水面的夾角為θ，則（　　）
A． B． C． D．
11．如圖，倒掛的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里隨機旋轉的大量六角片狀冰晶（直六棱柱）折射形成的。光線從冰晶的上頂面進入后，經折射從側面射出，發生色散。以下分析正確的是（　　）
A．光線從空氣進入冰晶后波長不變
B．在冰晶中紅光和紫光的傳播速度相同
C．光線從空氣射入冰晶時可能發生全反射
D．當入射角減小，在側面最先發生全反射的是紫光
12．如圖所示，有一放在真空中半徑cm的玻璃球，在玻璃球內有一與球心O距離為cm且可向各個方向發出單色光的點光源S。已知玻璃球的折射率，下列說法正確的是（　　）
A．光從玻璃球折射出去后頻率變大
B．光從玻璃球折射出去后傳播速度變小
C．光源S向各方向發出的光都能射出玻璃球
D．光源S發出的光在玻璃球界面上的最大入射角為30°
13．《陽燧倒影》中記的“凡寶石面凸，則光成一條，有數棱則仍有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發生色散現象。如圖所示。一束光（含紅、綠兩種顏色）通過正三梭鏡后被分解成兩束單色光a、b，其中a光部分光路與三棱的BC邊平行。下列說法正確的是（　　）
A．b光為紅光
B．在該三梭鏡中，a光的臨界角比b光的臨界角小
C．a光通過該三棱鏡的時間比b光通過該三梭鏡的時間短
D．增大復色光在AB面的入射角，復色光在AB面會發生全反射
14．如圖所示，用紅、綠兩個激光筆發出的光、平行射向半圓形的薄玻璃碗，碗底形成兩個光斑；緩慢給碗內注水，發現兩個光斑逐漸重合。則（　　）
A．光是綠光，光是紅光
B．在水中，光的波長大于光的波長
C．在水中，光全反射的臨界角大于光全反射的臨界角
D．光斑重合時，從碗底部射出的光線只有一條
參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A D C C B B D C C
題號 11 12 13 14
答案 D C C A
1．B
【詳解】A．將糖果瓶帶入溫暖的車廂內一段時間后，溫度升高，而理想氣體內能只與溫度相關，則內能變大，故A錯誤；
B．將糖果瓶帶入溫暖的車廂過程，氣體做等容變化，根據，因為溫度升高，則壓強變大，故B正確；
C．氣體分子數量不變，氣體體積不變，則分子的數密度不變，故C錯誤；
D．溫度升高，氣體分子的平均動能增大，但不是每個分子的動能都增大，故D錯誤。
故選 B。
2．A
【詳解】A．溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子熱運動的平均動能越大，故A正確；
BD．物體的內能由溫度、體積、物質的量及物態共同決定，兩個不同的物體，溫度和體積相同，內能不一定相同，且溫度高的物體不一定比溫度低的物體內能大，故BD錯誤；
C．溫度是大量分子熱運動的宏觀體現，物體的溫度越高，全部分子熱運動的平均速率越大，但不代表每一個分子熱運動的速率一定越大，故C錯誤。
故選A。
3．D
【詳解】A．內能與物體的溫度、質量、狀態、物質種類等都有關系。只比較溫度，不能確定內能大小。比如一大杯溫水的內能可能比一小滴開水的內能大，所以溫度高的物體不一定比溫度低的物體內能大，故A錯誤；
B．1g的水變成1g的水蒸氣需要吸收熱量，吸收熱量后內能增加，所以1g水的內能小于1g水蒸氣的內能 ，故B錯誤；
C．溫度是分子平均動能的標志，0°C時分子依然在做無規則運動，分子平均動能不為零 ，故C錯誤；
D．物體的內能與溫度和體積等因素有關，一般情況下，物體溫度變化，分子平均動能改變；體積變化，分子勢能改變，所以物體的溫度和體積變化時它的內能都會隨之改變 ，故D正確。
故選D。
4．C
【詳解】AC．溫度是分子平均動能的標志，溫度高的物體，分子平均動能一定大；而內能是物體內所有分子的動能和分子勢能的總和，故溫度高的物體內能不一定大，故甲物體分子的平均動能比乙物體分子的平均動能大，但內能不一定大，故A錯誤，C正確；
B．熱量是熱傳遞過程中內能轉移的多少，與物體溫度的高低無必然關系，不能說物體含有多少熱量，故B錯誤；
D．內能大小與機械能大小無關，物體的機械能增加時，內能不一定增加，故D錯誤。
故選C。
5．C
【詳解】A．冷卻后分子平均速率減小，但不是每個分子的運動速度均減少，A錯誤；
B．冷卻過程中氣體體積不變，氣體不對外做功，B錯誤；
C．冷卻過程中氣體體積不變溫度降低，由查理定律可知冷卻后罐內的壓強小于大氣壓強，C正確；
D．由查理定律得
可知
冷卻后罐內外壓強差約為大氣壓強的17%，D錯誤；
故選C。
6．B
【詳解】A．已知，，，由查理定律得
代入數據解得
即早晨的攝氏溫度約為
故A錯誤；
B．因為溫度升高，所以分子的平均速率增大，從而單位時間內對單位面積的輪胎撞擊的空氣分子數增加。故B正確；
C．理想氣體分子之間沒有相互作用力。故C錯誤；
D．因為溫度升高，所以氣體分子的平均動能增大，故D錯誤。
故選B。
7．B
【詳解】AD．用沸水澆右瓶時，右瓶瓶內氣體溫度升高，故氣體內能增大，分子的平均動能增大，但不是所有的分子動能都增大，A錯誤，D錯誤；
B．右瓶氣體做等容變化，根據理想氣體狀態方程可知，右瓶氣體壓強增大，B正確；
C．右瓶氣體體積不變，故分子數密度不變，C錯誤。
故選B。
8．D
【詳解】AB．激光在不同介質中傳播時，其頻率不變，故AB錯誤；
CD．根據，甲的折射率比乙的大，則用乙時全反射臨界角大，故C錯誤，D正確。
故選D 。
9．C
【詳解】A．根據全反射的條件可知，入射角的設計需要大于或等于全反射臨界角，而全反射臨界角與紅外線的頻率有關，A錯誤；
B．能夠破壞全反射條件即可，前擋風玻璃的折射率可以比雨水的折射率大，B錯誤；
C．若前擋風玻璃外側區域有油污，油污對紅外線有折射作用，接收器接受到的光照強度變小，不下雨時雨刮器也可能自動啟動，C正確；
D．若光源和接收器的距離變大了，根據幾何關系可知，光源發出的紅外線在玻璃內傳播斜射到處的入射角變大，若入射角仍大于或等于全反射臨界角，則接收器仍可以接收到紅外線，雨刮器不會啟動，D錯誤。
故選C。
10．C
【詳解】由光的折射定律可得
由幾何關系
聯立可得
故選C。
11．D
【詳解】A．光從空氣進入冰晶后，頻率不變，速度減小，根據
可知波長變小，故A錯誤；
B．由于紫光的頻率大于紅光的頻率，冰晶對紫光的折射率大于對紅光的折射率，根據可知，在冰晶中紅光的傳播速度大于紫光的傳播速度，故B錯誤；
C．光線只有從光密介質射向光疏介質，才有可能發生全反射，則光線從空氣射入冰晶時不可能發生全反射，故C錯誤；
D．因為可見光中紫光頻率最高，折射率最大，根據全反射臨界角公式，可知紫光發生全反射的臨界角最小；當入射角減小，光線進入冰晶上表面的折射角減小，則光線在側面射出空氣的入射角增大；由于紫光在冰晶上表面的折射角最小，則紫光在側面射出空氣的入射角最大，所以在側面最先發生全反射的是紫光，故D正確。
故選D。
12．C
【詳解】A．光從一種介質進入到另一種介質，頻率不變，A錯誤；
B．光從玻璃球折射出去后傳播速度變大， B錯誤；
CD．假設點光源S發出的一條光線射到球面上的P點，如圖所示
由正弦定理得
解得
故對于位置已固定的光源，當越大時，越大，即光線射出玻璃球的入射角就越大，所以其最大正弦值為
即入射角得最大值為
全反射臨界角C的正弦值為
即發生全反射得臨界角為
由于，光源S向各方向發出的光都能射出玻璃球,C正確，D錯誤。
故選C。
13．C
【詳解】A．由題圖可知，b光的折射率更大，即頻率更大，從光譜可知綠光頻率大于紅光頻率，則b光為綠光，A錯誤；
B．由可知，a光的折射率更小，臨界角更大，B錯誤；
C．由幾何關系知a光在該三棱鏡中的路程更小，折射率更小，又
則a光通過該三棱鏡的時間更短，C正確；
D．光從光密介質射到光疏介質才可能發生全反射，D錯誤。
故選C。
14．A
【詳解】A．兩個光斑重合，入射角相等，的折射角較小，根據，可知的折射率較大，為綠光；故A正確；
B．根據，，的折射率較大，頻率較大，故綠光在水中的波長較短，故B錯誤；
C．根據，可知在水中，即綠光的臨界角較小，故C錯誤；
D．紅、綠光射入水面時入射點不同，在碗底入射角不同，從碗底射出時折射光線是兩條，故D錯誤。
故選A。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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