五年（2021-2025）高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題12熱學(xué)光學(xué)考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1氣體、固體和液體2025、2024、2023、2022、2021五年考情確立“氣體、固體和液體”為絕對高頻核心，命題趨勢聚焦多態(tài)物質(zhì)微觀-宏觀規(guī)律聯(lián)動及前沿器件的物理原理溯源。試題設(shè)計顯著強化氣體實驗定律的深度建模，或分析非理想氣體的臨界溫度現(xiàn)象，通過范德瓦爾斯方程修正實際氣體等溫線。光學(xué)命題更趨綜合化與精細化，折射定律考查側(cè)重動態(tài)光路，如平行玻璃磚旋轉(zhuǎn)時的側(cè)移量計算；全反射問題深化工程應(yīng)用，涉及光纖通信的數(shù)值孔徑設(shè)計、生物內(nèi)窺鏡的視場角優(yōu)化。波動光學(xué)考查向定量化升級，要求通過干涉條紋間距公式反推光源波長，利用雙縫/多縫衍射的光強分布函數(shù)分析缺級現(xiàn)象；熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用更重實際意義。實驗創(chuàng)新突出多技術(shù)融合，如用壓力傳感器實時監(jiān)測氣體等溫壓縮的p-V關(guān)系，考點2熱力學(xué)定律2022考點3光的折射2025、2023考點4全反射2022、2021考點5光的干涉2024考點01氣體、固體和液體1．（2025·湖南·高考）用熱力學(xué)方法可測量重力加速度。如圖所示，粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)用液柱封閉了一段長度為L1的空氣柱。液柱長為h，密度為ρ。緩慢旋轉(zhuǎn)細管至水平，封閉空氣柱長度為L2，大氣壓強為(1)若整個過程中溫度不變，求重力加速度g的大小；(2)考慮到實驗測量中存在各類誤差，需要在不同實驗參數(shù)下進行多次測量，如不同的液柱長度、空氣柱長度、溫度等。某次實驗測量數(shù)據(jù)如下，液柱長h=0.2000m，細管開口向上豎直放置時空氣柱溫度T1=305.7K。水平放置時調(diào)控空氣柱溫度，當(dāng)空氣柱溫度T22．（2024·湖南·高考）一個充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)氣體壓強為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。（1）若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強p0，求此時氣體的體積V0（用p0、p和V表示）；（2）小贊同學(xué)想測量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小，但身邊僅有一個電子天平。將氣球置于電子天平上，示數(shù)為m=8.66×10?3kg（此時須考慮空氣浮力對該示數(shù)的影響）。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時氣球內(nèi)氣體壓強p和體積V還滿足：(p?p0)(V?VB0)=C，其中p0=1.0×105Pa為大氣壓強，VB0=0.5×10?3m3為氣球無張力時的最大容積，C=18J為常數(shù)。已知該氣球自身質(zhì)量為m0=8.40×10?3kg，外界空氣密度為ρ0=1.3kg/m3，求氣球內(nèi)氣體體積V的大小。3．（2023·湖南·高考）汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力．如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿AB上施加水平力推動液壓泵實現(xiàn)剎車．助力氣室與抽氣氣室用細管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強，利用大氣壓與助力氣室的壓強差實現(xiàn)剎車助力．每次抽氣時，K1打開，K2閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運動，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達到兩氣室壓強相等；然后，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運動，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程．已知助力氣室容積為V0，初始壓強等于外部大氣壓強（1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強p1（2）第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF

4．（2022·湖南·高考）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計了一個液體拉力測量儀。一個容積V0=9.9L的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量m1=90g、橫截面積S=10cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計。活塞下端用輕質(zhì)細繩懸掛一質(zhì)量m2=10g的U形金屬絲，活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測液體中，緩慢升起汽缸，使金屬絲從液體中拉出，活塞在圓管中的最低位置為B。已知（1）活塞處于A位置時，汽缸中的氣體壓強p1（2）活塞處于B位置時，液體對金屬絲拉力F的大小。5．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1=600g、截面積S=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點A上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質(zhì)量m2=1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為（1）當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時，環(huán)境溫度T（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度Tmax6．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）（多選）如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為S1和S2）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降h高度到B位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量為m。在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強p0A．整個過程，外力F做功大于0，小于mghB．整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變C．整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大D．整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于pE．左端活塞到達B位置時，外力F等于mg考點02熱力學(xué)定律7．（2022·湖南·高考）（多選）利用“渦流效應(yīng)”可實現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮氣由噴嘴切向流入渦流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進，分子熱運動速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運動速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達分離擋板處時，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說法正確的是（）A．A端為冷端，B端為熱端B．A端流出的氣體分子熱運動平均速率一定小于B端流出的C．A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的D．該裝置氣體進出的過程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律E．該裝置氣體進出的過程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學(xué)第二定律考點03光的折射8．（2025·湖南·高考）如圖，ABC為半圓柱體透明介質(zhì)的橫截面，AC為直徑，B為ABC的中點。真空中一束單色光從AC邊射入介質(zhì)，入射點為A點，折射光直接由B點出射。不考慮光的多次反射，下列說法正確的是（）A．入射角θ小于45°B．該介質(zhì)折射率大于2C．增大入射角，該單色光在BC上可能發(fā)生全反射D．減小入射角，該單色光在AB上可能發(fā)生全反射9．（2023·湖南·高考）（多選）一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（

）

A．水的折射率為1B．水的折射率為1C．當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D．當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°考點04全反射10．（2022·湖南·高考）如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度θ的控制（可視角度θ定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。透明介質(zhì)的折射率n=2，屏障間隙L=0.8mm（1）若把發(fā)光像素單元視為點光源，要求可視角度θ控制為60°，求屏障的高度d；（2）若屏障高度d=1.0mm，且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為多少時，其可視角度θ剛好被擴為180°11．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認識到光沿直線傳播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為1.0cm（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？考點05光的干涉12．（2024·湖南·高考）（多選）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單色點光源。下列說法正確的是（）A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C．若θ=0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D．若θ=0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動一、單選題1．（25屆·邵陽·三聯(lián)·下）利用光在空氣薄膜的干涉可以測量待測圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差（約為微米量級）。實驗裝置如圖甲所示，T1和T2是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，A0為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為D0；A為待測金屬絲，直徑為D；兩者中心間距為L。實驗中用波長為A．D-B．A與A0直徑相差越大，ΔC．輕壓T1左端，若ΔLD．若A與A02．（2025·湖南永州·三模）下列有關(guān)物理學(xué)知識說法正確的是（）A．盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素——氧17和一個質(zhì)子，即714B．自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射和折射時，反射光是自然光，折射光是偏振光C．水黽停在水面上是表面張力平衡了水黽的重力D．土壤里有很多毛細管，如果要保存地下的水分，需要用碾子壓緊土壤3．（25屆·永州·高三下·模擬）下面有四幅圖片，涉及有關(guān)物理現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．圖甲中，水銀在玻璃上形成“橢球形”的液滴說明水銀不浸潤玻璃B．圖乙中，若抽掉絕熱容器中間的隔板，氣體的溫度將降低C．圖丙中，觀察二氧化氮擴散實驗，說明空氣分子和二氧化氮分子間存在引力D．圖丁中，封閉注射器的出射口，按壓管內(nèi)封閉氣體過程中會感到阻力增大，這表明氣體分子間距離減小4．（25屆湘豫名校高三·下·三模）如圖所示，半球形均勻玻璃磚過球心O的截面為MPN，PO與底面垂直。由紅、藍兩種單色光組成的一束細光束從P點入射，入射角為45°，折射光線分別打在直徑MN的a、b點。下列說法正確的是（）A．打到a點的光為藍光B．打到a點的光在底面可能發(fā)生全反射C．若兩束光能從a、b射出底面，出射光線不平行D．光由P到a傳播的時間比由P到b傳播的時間短5．（24-25高三下·湖南沅澧共同體·一模）早期浸入式光刻技術(shù)利用了光由介質(zhì)Ⅰ入射到介質(zhì)Ⅱ后改變波長，使波長達到光刻要求，然后對晶圓進行刻蝕。如圖所示，光波通過分界面后，α>γ，下列判斷正確的是（）A．頻率變小 B．波長變長C．速度變小 D．介質(zhì)Ⅰ的折射率大于介質(zhì)Ⅱ的折射率6．（2025·湖南長沙雅禮中學(xué)·一模）光屏豎直放置，直線OO1與光屏垂直，用激光筆沿與OO1方向成45°角的AB方向照射光屏，光屏上C處有激光亮點。此時在光屏前豎直放置厚度為d折射率為102的平板玻璃，激光亮點從光屏上的CA．55d B．12d C．7．（24-25高三·湖南懷化·三模）如圖所示，直角玻璃三棱鏡ABC置于空氣（視為真空）中，一單色細光束從AC的中點D垂直于AC面入射，剛好在AB面發(fā)生全反射，∠A=60°，AB=43L，光在真空中的傳播速度為A．棱鏡的折射率為3B．光從BC面射出的折射角為60°C．光在棱鏡中的傳播速度為cD．光從射入棱鏡到第一次射出所用時間為10二、多選題8．（2025·湖南長沙·湖南師大附中·高三下·一模）為模擬光在光導(dǎo)纖維中的傳播原理，取一圓柱形長直玻璃絲進行實驗。如圖所示，紙面內(nèi)有一束激光由空氣中以α=45°的入射角射向玻璃絲的AB端面圓心O，恰好在玻璃絲的內(nèi)側(cè)面發(fā)生全反射，此時內(nèi)側(cè)面入射角為θ。下列說法正確的是（）A．sinB．玻璃絲只能傳播該頻率的光C．激光由空氣中進入玻璃絲后，其波長變短D．減小入射角α，激光在玻璃絲中仍能發(fā)生全反射9．（2025·湖南長沙長郡中學(xué)·高三下·模擬）如圖甲所示，在平靜的水面下深h處有一個點光源s，它發(fā)出的兩種不同顏色的a光和b光在水面上形成了一個有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色（見圖乙）。以下說法正確的是（）A．在真空中，a光的波長比b光大B．若兩種光照射某種金屬均能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則a光產(chǎn)生的光電子最大初動能更大C．若光源勻速向下運動，水面上看到的兩個圓形邊界的半徑變大的速度相同D．若在水的表面滴入兩滴食用油（a光在食用油中折射率大于水中的折射率），形成的膜的厚度d?h，則在液面上方可以看見a光圓形區(qū)域半徑近似不變10．（24-25高三·湖南天壹名校聯(lián)盟·下期沖刺壓軸大聯(lián)考）如圖所示，水平面內(nèi)有一半徑為R的D形玻璃磚，過底面中點O作一垂直于底面的直線（圖中虛線表示）交玻璃磚于C處，垂直于OC連線緊貼C點放置一足夠長的光屏。對準(zhǔn)底面中點O射入一束極窄的激光，初始時激光束沿平行于底面的AO方向入射，然后繞O點順時針以恒定的角速度旋轉(zhuǎn)，直至激光束從BO方向入射。若玻璃磚對該激光的折射率n=2A．激光束射到光屏上的點的移動范圍為2RB．激光束射到光屏上的點的移動范圍為2C．折射光線的角速度隨時間均勻變化D．折射光線的角速度隨時間的變化不均勻11．（24-25高三·湖南長沙·保溫（二））某小組使用玻璃球模擬彩虹的產(chǎn)生原理，該玻璃球?qū)t光和紫光的折射率分別為62和3，一束白光入射到玻璃球表面，入射角為π3，紅光和紫光從玻璃球內(nèi)部照射到表面時形成出射點，當(dāng)兩出射點在球面上連線的弧長至少為A．紅光和紫光在玻璃球中的傳播速度的比值為2B．紅光和紫光在玻璃球中的傳播速度的比值為3C．白光進入玻璃球發(fā)生一次反射后從玻璃球表面射出，若能觀測到彩色條紋，玻璃球的半徑至少為6lD．白光進入玻璃球發(fā)生一次反射后從玻璃球表面射出，若能觀測到彩色條紋，玻璃球的半徑至少為3l12．（2025·湖南永州·三模）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個過程回到狀態(tài)a，其p-V圖像如圖所示。已知a、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、c狀態(tài)下氣體的內(nèi)能相等B．a(chǎn)→b的過程中氣體內(nèi)能變化量的絕對值大于放出熱量的絕對值C．pD．a(chǎn)→b→c→a的整個過程中氣體對外界做功為零13．（25屆·懷化·二模）如圖所示，MN為某一定質(zhì)量的封閉理想氣體的絕熱曲線（與外界沒有熱量交換），ABC是某一變化過程（AB平行于V軸），其中箭頭表示過程進行的方向。下列說法正確的是（）A．氣體由狀態(tài)A沿絕熱曲線MN到狀態(tài)C的過程中，溫度一直不變B．氣體由狀態(tài)A沿直線AB到狀態(tài)B的過程中，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積的器壁的撞擊次數(shù)變少C．氣體由狀態(tài)A沿ABC到狀態(tài)C的過程中，氣體要吸收熱量D．氣體由狀態(tài)A沿ABC到狀態(tài)C的過程中，氣體對外先做負功后做正功14．（2025·常德一中·高考模擬）如圖為一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c過程的壓強p隨攝氏溫度t變化的圖像，其中ab平行于t軸，cb的延長線過坐標(biāo)原點。下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)→b過程，單位時間撞擊單位面積器壁的分子數(shù)減小B．a(chǎn)→b過程，氣體分子的平均動能減小C．b→c過程，氣體的分子數(shù)密度變大D．b→c過程，氣體一定對外界放出熱量15．（25屆高三下·湖南長沙邵陽多校聯(lián)考·三模）如圖為一個絕熱的密封容器瓶，通過一細管AB與外界相連，瓶內(nèi)用水銀封住了一定質(zhì)量的理想氣體，管中水銀面O比瓶內(nèi)水銀面高Δh=6cm?，F(xiàn)在將瓶子緩慢旋轉(zhuǎn)180°，整個過程中管的B端始終在水銀內(nèi)。外界大氣壓A．初始狀態(tài)瓶內(nèi)氣體的壓強pB．末狀態(tài)瓶內(nèi)氣體壓強小于初始狀態(tài)瓶內(nèi)氣體壓強C．瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量發(fā)生了變化D．這個過程中瓶內(nèi)氣體的溫度降低了三、解答題16．（25屆高三下·湖南長沙邵陽多校聯(lián)考·三模）如圖1、2所示為同一種透明材料制成的兩個三棱柱的橫截面，兩橫截面均為直角三角形，∠CAB=45°，∠EDF=30°，兩束頻率相同的平行于底邊的光分別射到BC邊與EF邊。已知射到三角形ABC的光，在AC邊恰好發(fā)生全反射，射到三角形DEF的光第一次到達DF邊的H點（圖中未標(biāo)出），H點到D點的距離為d，真空中的光速為c，求：(1)該透明材料的折射率；(2)光從H點到DE邊傳播的時間。17．（2025·常德一中·高考模擬）如圖所示，在折射率為n=54的液體內(nèi)部有一個可移動的點光源S，點光源S初始位置的深度h=0.3m，圖中B(1)求點光源S在初始位置時，液面上觀察到的光斑的面積(保留兩位有效數(shù)字)；(2)讓點光源S向某個方向做勻速直線運動，發(fā)現(xiàn)光斑最右側(cè)邊緣一點B位置未動，而最左側(cè)邊緣一點D在向左移動，光源運動2s時，D點向左移動了x=0.8mi.此時點光源S的深度；ii.點光源S運動的速度大小和方向。18．（2025·湖南長沙·湖南師大附中·高三下·二模）設(shè)計一個測定水深的深度計，導(dǎo)熱性能良好的圓柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ內(nèi)徑分別為r和2r，長度均為L，內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B，活塞密封性良好且可無摩擦左右滑動，汽缸Ⅰ左端開口。外界大氣壓強為p0，最初汽缸Ⅰ內(nèi)通過A封有壓強為p0的氣體，汽缸Ⅱ內(nèi)通過B封有壓強為3p0的氣體，一細管連通兩汽缸，開始時A、B均位于汽缸最左端，該裝置放入水下后，通過A向右移動的距離可測定水的深度，已知(1)求此深度計能測的最大深度；(2)若要測量的最大水深h=25m，汽缸Ⅰ內(nèi)通過A所封氣體的壓強應(yīng)改為多少？19．（25屆·邵陽·三聯(lián)·下）被喻為五感經(jīng)濟中最后一片藍海，“嗅覺經(jīng)濟”近年來正為美妝類消費的風(fēng)口，中國香水市場增長迅速，國產(chǎn)品牌紛紛入局。在工業(yè)測量過程中，經(jīng)常會用到充氣的方法較精確地測定異形容器的容積和密封程度，為測量某國產(chǎn)香水瓶的容積，將該香水瓶與一帶活塞的汽缸相連且導(dǎo)熱性良好，汽缸和香水瓶內(nèi)壓強均為p0，汽缸體積為V1，推動活塞將汽缸內(nèi)所有氣體緩慢推入香水瓶，測得此時壓強為(1)求香水瓶容積V0(2)若密封程度合格標(biāo)準(zhǔn)為：漏氣質(zhì)量小于原密封氣體質(zhì)量為3%視為合格。具體操作是：將香水瓶封裝，使溫度從T增加到1.20T，測得其內(nèi)部壓強由p0變?yōu)?.1620．（2025·湖南長沙雅禮中學(xué)·一模）圖甲為我國某電動轎車的空氣減震器（由活塞、足夠長汽缸組成，活塞底部固定在車軸上）。該電動轎車共有4個完全相同的空氣減震器，圖乙是空氣減震器的簡化模型結(jié)構(gòu)圖，導(dǎo)熱良好的直立圓筒形汽缸內(nèi)用橫截面積S=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動，并通過連桿與車輪軸連接。封閉氣體初始溫度T1=300K、長度L1=17(1)為升高汽車底盤離地間隙，通過氣泵向汽缸內(nèi)充氣，讓汽缸緩慢上升ΔL=10cm，此過程中氣體溫度保持不變，求需向一個汽缸內(nèi)充入與缸內(nèi)氣體溫度相同、壓強(2)在（1）問情況下，當(dāng)車輛載重時，相當(dāng)于在汽缸頂部加一物體A，汽缸下降，穩(wěn)定時汽缸內(nèi)氣體長度變?yōu)長2=24cm，氣體溫度變?yōu)門專題12熱學(xué)光學(xué)考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1氣體、固體和液體2025、2024、2023、2022、2021五年考情確立“氣體、固體和液體”為絕對高頻核心，命題趨勢聚焦多態(tài)物質(zhì)微觀-宏觀規(guī)律聯(lián)動及前沿器件的物理原理溯源。試題設(shè)計顯著強化氣體實驗定律的深度建模，或分析非理想氣體的臨界溫度現(xiàn)象，通過范德瓦爾斯方程修正實際氣體等溫線。光學(xué)命題更趨綜合化與精細化，折射定律考查側(cè)重動態(tài)光路，如平行玻璃磚旋轉(zhuǎn)時的側(cè)移量計算；全反射問題深化工程應(yīng)用，涉及光纖通信的數(shù)值孔徑設(shè)計、生物內(nèi)窺鏡的視場角優(yōu)化。波動光學(xué)考查向定量化升級，要求通過干涉條紋間距公式反推光源波長，利用雙縫/多縫衍射的光強分布函數(shù)分析缺級現(xiàn)象；熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用更重實際意義。實驗創(chuàng)新突出多技術(shù)融合，如用壓力傳感器實時監(jiān)測氣體等溫壓縮的p-V關(guān)系，考點2熱力學(xué)定律2022考點3光的折射2025、2023考點4全反射2022、2021考點5光的干涉2024考點01氣體、固體和液體1．（2025·湖南·高考）用熱力學(xué)方法可測量重力加速度。如圖所示，粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)用液柱封閉了一段長度為L1的空氣柱。液柱長為h，密度為ρ。緩慢旋轉(zhuǎn)細管至水平，封閉空氣柱長度為L2，大氣壓強為(1)若整個過程中溫度不變，求重力加速度g的大?。?2)考慮到實驗測量中存在各類誤差，需要在不同實驗參數(shù)下進行多次測量，如不同的液柱長度、空氣柱長度、溫度等。某次實驗測量數(shù)據(jù)如下，液柱長h=0.2000m，細管開口向上豎直放置時空氣柱溫度T1=305.7K。水平放置時調(diào)控空氣柱溫度，當(dāng)空氣柱溫度T22．（2024·湖南·高考）一個充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)氣體壓強為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。（1）若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強p0，求此時氣體的體積V0（用p0、p和V表示）；（2）小贊同學(xué)想測量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小，但身邊僅有一個電子天平。將氣球置于電子天平上，示數(shù)為m=8.66×10?3kg（此時須考慮空氣浮力對該示數(shù)的影響）。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時氣球內(nèi)氣體壓強p和體積V還滿足：(p?p0)(V?VB0)=C，其中p0=1.0×105Pa為大氣壓強，VB0=0.5×10?3m3為氣球無張力時的最大容積，C=18J為常數(shù)。已知該氣球自身質(zhì)量為m0=8.40×10?3kg，外界空氣密度為ρ0=1.3kg/m3，求氣球內(nèi)氣體體積V的大小。3．（2023·湖南·高考）汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力．如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿AB上施加水平力推動液壓泵實現(xiàn)剎車．助力氣室與抽氣氣室用細管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強，利用大氣壓與助力氣室的壓強差實現(xiàn)剎車助力．每次抽氣時，K1打開，K2閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運動，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達到兩氣室壓強相等；然后，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運動，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程．已知助力氣室容積為V0，初始壓強等于外部大氣壓強（1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強p1（2）第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF

4．（2022·湖南·高考）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計了一個液體拉力測量儀。一個容積V0=9.9L的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量m1=90g、橫截面積S=10cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計。活塞下端用輕質(zhì)細繩懸掛一質(zhì)量m2=10g的U形金屬絲，活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測液體中，緩慢升起汽缸，使金屬絲從液體中拉出，活塞在圓管中的最低位置為B。已知（1）活塞處于A位置時，汽缸中的氣體壓強p1（2）活塞處于B位置時，液體對金屬絲拉力F的大小。5．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1=600g、截面積S=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點A上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質(zhì)量m2=1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為（1）當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時，環(huán)境溫度T（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度Tmax6．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）（多選）如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為S1和S2）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降h高度到B位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量為m。在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強p0A．整個過程，外力F做功大于0，小于mghB．整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變C．整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大D．整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于pE．左端活塞到達B位置時，外力F等于mg考點02熱力學(xué)定律7．（2022·湖南·高考）（多選）利用“渦流效應(yīng)”可實現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮氣由噴嘴切向流入渦流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進，分子熱運動速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運動速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達分離擋板處時，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說法正確的是（）A．A端為冷端，B端為熱端B．A端流出的氣體分子熱運動平均速率一定小于B端流出的C．A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的D．該裝置氣體進出的過程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律E．該裝置氣體進出的過程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學(xué)第二定律考點03光的折射8．（2025·湖南·高考）如圖，ABC為半圓柱體透明介質(zhì)的橫截面，AC為直徑，B為ABC的中點。真空中一束單色光從AC邊射入介質(zhì)，入射點為A點，折射光直接由B點出射。不考慮光的多次反射，下列說法正確的是（）A．入射角θ小于45°B．該介質(zhì)折射率大于2C．增大入射角，該單色光在BC上可能發(fā)生全反射D．減小入射角，該單色光在AB上可能發(fā)生全反射9．（2023·湖南·高考）（多選）一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（

）

A．水的折射率為1B．水的折射率為1C．當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D．當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°考點04全反射10．（2022·湖南·高考）如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度θ的控制（可視角度θ定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。透明介質(zhì)的折射率n=2，屏障間隙L=0.8mm（1）若把發(fā)光像素單元視為點光源，要求可視角度θ控制為60°，求屏障的高度d；（2）若屏障高度d=1.0mm，且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為多少時，其可視角度θ剛好被擴為180°11．（2021·湖南·學(xué)業(yè)水平選擇性）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認識到光沿直線傳播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為1.0cm（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？考點05光的干涉12．（2024·湖南·高考）（多選）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單色點光源。下列說法正確的是（）A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C．若θ=0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D．若θ=0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動一、單選題1．（25屆·邵陽·三聯(lián)·下）利用光在空氣薄膜的干涉可以測量待測圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差（約為微米量級）。實驗裝置如圖甲所示，T1和T2是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，A0為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為D0；A為待測金屬絲，直徑為D；兩者中心間距為L。實驗中用波長為A．D-B．A與A0直徑相差越大，ΔC．輕壓T1左端，若ΔLD．若A與A02．（2025·湖南永州·三模）下列有關(guān)物理學(xué)知識說法正確的是（）A．盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素——氧17和一個質(zhì)子，即714B．自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射和折射時，反射光是自然光，折射光是偏振光C．水黽停在水面上是表面張力平衡了水黽的重力D．土壤里有很多毛細管，如果要保存地下的水分，需要用碾子壓緊土壤3．（25屆·永州·高三下·模擬）下面有四幅圖片，涉及有關(guān)物理現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．圖甲中，水銀在玻璃上形成“橢球形”的液滴說明水銀不浸潤玻璃B．圖乙中，若抽掉絕熱容器中間的隔板，氣體的溫度將降低C．圖丙中，觀察二氧化氮擴散實驗，說明空氣分子和二氧化氮分子間存在引力D．圖丁中，封閉注射器的出射口，按壓管內(nèi)封閉氣體過程中會感到阻力增大，這表明氣體分子間距離減小4．（25屆湘豫名校高三·下·三模）如圖所示，半球形均勻玻璃磚過球心O的截面為MPN，PO與底面垂直。由紅、藍兩種單色光組成的一束細光束從P點入射，入射角為45°，折射光線分別打在直徑MN的a、b點。下列說法正確的是（）A．打到a點的光為藍光B．打到a點的光在底面可能發(fā)生全反射C．若兩束光能從a、b射出底面，出射光線不平行D．光由P到a傳播的時間比由P到b傳播的時間短5．（24-25高三下·湖南沅澧共同體·一模）早期浸入式光刻技術(shù)利用了光由介質(zhì)Ⅰ入射到介質(zhì)Ⅱ后改變波長，使波長達到光刻要求，然后對晶圓進行刻蝕。如圖所示，光波通過分界面后，α>γ，下列判斷正確的是（）A．頻率變小 B．波長變長C．速度變小 D．介質(zhì)Ⅰ的折射率大于介質(zhì)Ⅱ的折射率6．（2025·湖南長沙雅禮中學(xué)·一模）光屏豎直放置，直線OO1與光屏垂直，用激光筆沿與OO1方向成45°角的AB方向照射光屏，光屏上C處有激光亮點。此時在光屏前豎直放置厚度為d折射率為102的平板玻璃，激光亮點從光屏上的CA．55d B．12d C．7．（24-25高三·湖南懷化·三模）如圖所示，直角玻璃三棱鏡ABC置于空氣（視為真空）中，一單色細光束從AC的中點D垂直于AC面入射，剛好在AB面發(fā)生全反射，∠A=60°，AB=43L，光在真空中的傳播速度為A．棱鏡的折射率為3B．光從BC面射出的折射角為60°C．光在棱鏡中的傳播速度為cD．光從射入棱鏡到第一次射出所用時間為10二、多選題8．（2025·湖南長沙·湖南師大附中·高三下·一模）為模擬光在光導(dǎo)纖維中的傳播原理，取一圓柱形長直玻璃絲進行實驗。如圖所示，紙面內(nèi)有一束激光由空氣中以α=45°的入射角射向玻璃絲的AB端面圓心O，恰好在玻璃絲的內(nèi)側(cè)面發(fā)生全反射，此時內(nèi)側(cè)面入射角為θ。下列說法正確的是（）A．sinB．玻璃絲只能傳播該頻率的光C．激光由空氣中進入玻璃絲后，其波長變短D．減小入射角α，激光在玻璃絲中仍能發(fā)生全反射9．（2025·湖南長沙長郡中學(xué)·高三下·模擬）如圖甲所示，在平靜的水面下深h處有一個點光源s，它發(fā)出的兩種不同顏色的a光和b光在水面上形成了一個有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色（見圖乙）。以下說法正確的是（）A．在真空中，a光的波長比b光大B．若兩種光照射某種金屬均能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則a光產(chǎn)生的光電子最大初動能更大C．若光源勻速向下運動，水面上看到的兩個圓形邊界的半徑變大的速度相同D．若在水的表面滴入兩滴食用油（a光在食用油中折射率大于水中的折射率），形成的膜的厚度d?h，則在液面上方可以看見a光圓形區(qū)域半徑近似不變10．（24-25高三·湖南天壹名校聯(lián)盟·下期沖刺壓軸大聯(lián)考）如圖所示，水平面內(nèi)有一半徑為R的D形玻璃磚，過底面中點O作一垂直于底面的直線（圖中虛線表示）交玻璃磚于C處，垂直于OC連線緊貼C點放置一足夠長的光屏。對準(zhǔn)底面中點O射入一束極窄的激光，初始時激光束沿平行于底面的AO方向入射，然后繞O點順時針以恒定的角速度旋轉(zhuǎn)，直至激光束從BO方向入射。若玻璃磚對該激光的折射率n=2A．激光束射到光屏上的點的移動范圍為2RB．激光束射到光屏上的點的移動范圍為2C．折射光線的角速度隨時間均勻變化D．折射光線的角速度隨時間的變化不均勻11．（24-25高三·湖南長沙·保溫（二））某小組使用玻璃球模擬彩虹的產(chǎn)生原理，該玻璃球?qū)t光和紫光的折射率分別為62和3，一束白光入射到玻璃球表面，入射角為π3，紅光和紫光從玻璃球內(nèi)部照射到表面時形成出射點，當(dāng)兩出射點在球面上連線的弧長至少為A．紅光和紫光在玻璃球中的傳播速度的比值為2B．紅光和紫光在玻璃球中的傳播速度的比值為3C．白光進入玻璃球發(fā)生一次反射后從玻璃球表面射出，若能觀測到彩色條紋，玻璃球的半徑至少為6lD．白光進入玻璃球發(fā)生一次反射后從玻璃球表面射出，若能觀測到彩色條紋，玻璃球的半徑至少為3l12．（2025·湖南永州·三模）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個過程回到狀態(tài)a，其p-V圖像如圖所示。已知a、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、c狀態(tài)下氣體的內(nèi)能相等B．a(chǎn)→b的過程中氣體內(nèi)能變化量的絕對值大于放出熱量的絕對值C．pD．a(chǎn)→b→c→a的整個過程中氣體對外界做功為零13．（25屆·懷化·二模）如圖所示，MN為某一定質(zhì)量的封閉理想氣體的絕熱曲線（與外界沒有熱量交換），ABC是某一變化過程（AB平行于V軸），其中箭頭表示過程進行的方向。下列說法正確的是（）A．氣體由狀態(tài)A沿絕熱曲線MN到狀態(tài)C的過程中，溫度一直不變B．氣體由狀態(tài)A沿直線AB到狀態(tài)B的過程中，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積的器壁的撞擊次數(shù)變少C．氣體由狀態(tài)A沿ABC到狀態(tài)C的過程中，氣體要吸收熱量D．氣體由狀態(tài)A沿ABC到狀態(tài)C的過程中，氣體對外先做負功后做正功14．（2025·常德一中·高考模擬）如圖為一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c過程的壓強p隨攝氏溫度t變化的圖像，其中ab平行于t軸，cb的延長線過坐標(biāo)原點。下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)→b過程，單位時間撞擊單位面