五年（2021-2025）高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題09熱學與光學考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1熱學2021、2022、2023、2024、2025海南省高考物理卷對熱學與光學的考查，展現(xiàn)出情境化、綜合化及素養(yǎng)導向的命題走向。熱學部分，常借助生活里的熱現(xiàn)象，如空調(diào)制冷、暖氣供熱，或是工業(yè)生產(chǎn)中的熱交換過程，像熱電廠的能量轉(zhuǎn)換，考查理想氣體狀態(tài)方程、熱力學定律以及分子動理論等知識。注重通過p-V圖、T-V圖等圖像，讓考生分析氣體狀態(tài)變化過程，強化對物理過程的理解與數(shù)學工具的運用，比如依據(jù)圖像斜率判斷氣體做功、內(nèi)能變化等情況，同時也會結(jié)合實際案例考查熱力學第一定律中能量轉(zhuǎn)化與守恒的關(guān)系。光學方面，多以光學儀器原理，如顯微鏡、望遠鏡，或是自然光學現(xiàn)象，像彩虹形成、海市蜃樓為背景，著重考查光的折射、全反射、干涉和衍射等內(nèi)容。在題型上，選擇題常聚焦于折射定律應用、全反射臨界角計算，以及干涉、衍射現(xiàn)象的特征辨析；計算題則可能涉及復雜的幾何光路分析，如光線在多介質(zhì)界面的傳播路徑，需要考生借助幾何知識確定角度關(guān)系，進而運用光學規(guī)律解題。實驗題中，光的干涉實驗，如雙縫干涉測量光的波長，或是測定玻璃折射率的實驗，也時有出現(xiàn)，考查學生實驗操作、數(shù)據(jù)處理及誤差分析能力。整體而言，熱學與光學的命題，旨在促使考生從實際情境中抽象出物理模型，強化知識綜合運用，提升科學思維與探究素養(yǎng)?？键c2光學2021、2022、2024、2025考點01熱學1．（2025·海南·高考）豎直放置的汽缸內(nèi)，活塞橫截面積S=0.01m2，活塞質(zhì)量不計，活塞與汽缸無摩擦，最初活塞靜止，缸內(nèi)氣體T0=300K，V(1)若加熱活塞緩慢上升，體積變?yōu)閂1=7.5×10(2)若往活塞上放m=25kg的重物，保持溫度T0不變，求穩(wěn)定之后，氣體的體積V【答案】(1)450K(2)4×【詳析】（1）活塞緩慢上升過程中，氣體做等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律V0T0=（2）設(shè)穩(wěn)定后氣體的壓強為p2，根據(jù)平衡條件有p2S=p0S+mg2．（2024·海南·高考）用鋁制易拉罐制作溫度計，一透明薄吸管里有一段油柱（長度不計）粗細均勻，吸管與罐密封性良好，罐內(nèi)氣體可視為理想氣體，已知罐體積為330cm3，薄吸管底面積0.5cm2，罐外吸管總長度為20cm，當溫度為A．若在吸管上標注等差溫度值，則刻度左密右疏B．該裝置所測溫度不高于31.5℃C．該裝置所測溫度不低于23.5℃D．其他條件不變，緩慢把吸管拉出來一點，則油柱離罐口距離增大【答案】B【詳析】A．由蓋—呂薩克定律得V1V1=V0代入解得T=3067x+1980067BC．當x=20cm時，該裝置所測的溫度最高，代入解得tmax=31.5℃故該裝置所測溫度不高于31.5℃，當x=0時，該裝置所測的溫度最低，代入解得tminD．其他條件不變，緩慢把吸管拉出來一點，由蓋—呂薩克定律可知，油柱離罐口距離不變，故D錯誤。故選B。3．（2024·海南·高考）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始經(jīng)ab、bc、ca三個過程回到原狀態(tài)，已知ab垂直于T軸，bc延長線過O點，下列說法正確的是（

）A．bc過程外界對氣體做功 B．ca過程氣體壓強不變C．a(chǎn)b過程氣體放出熱量 D．ca過程氣體內(nèi)能減小【答案】AC【詳析】A．由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C化簡可得V=Cp?T由圖像可知，圖像的斜率越大，壓強越小，故pa<pbB．由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C化簡可得V=CpC．a(chǎn)b過程為等溫變化，內(nèi)能不變，故ΔU=0根據(jù)玻意耳定律可知，體積減小，壓強增大，外界對氣體做功，故W＞0根據(jù)熱力學第一定律ΔU=D．ca過程，溫度升高，內(nèi)能增大，故D錯誤。故選C。4．（2023·海南·高考）下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是（

）

A．分子間距離大于r0時，分子間表現(xiàn)為斥力B．分子從無限遠靠近到距離r0處過程中分子勢能變大C．分子勢能在r0處最小D．分子間距離小于r0且減小時，分子勢能在減小【答案】C【詳析】分子間距離大于r0，分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠靠近到距離r0處過程中，引力做正功，分子勢能減小，則在r0處分子勢能最??；繼續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，分子力做負功，分子勢能增大。故選C。5．（2023·海南·高考）某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體，t=27℃時，壓強p（1）t'（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

【答案】（1）1.085×105Pa；（【詳析】（1）瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學溫度分別為T=27+273K=300K，T'=（2）保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有pV=p'11．（2022·海南·高考）足夠長的玻璃管水平放置，用長19cm的水銀封閉一段長為25cm的空氣柱（空氣視為理想氣體），大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為300K，將玻璃管緩慢順時針旋轉(zhuǎn)到豎直，則：①空氣柱是吸熱還是放熱②空氣柱長度變?yōu)槎嗌佗郛敋怏w溫度變?yōu)?60K時，空氣柱長度又是多少？【答案】①放熱；②20cm；③24cm【詳析】①②以封閉氣體為研究對象，氣體做等溫變化，設(shè)玻璃管橫截面積為S，玻璃管水平時pV玻璃管豎起來后p2=19cmHg+76cmHg=95cmHg，V2=氣體體積減小，外界對氣體做功，但其溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體向外放熱；③空氣柱長度為20cm；由等壓變化得V2T1=V3T26．（2021·海南·高考）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)c，直線ac過原點。則氣體（）A．在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強B．在狀態(tài)b的壓強小于在狀態(tài)c的壓強C．在b→D．在a→【答案】AC【詳析】AB．根據(jù)V=CpT可知，因直線ac過原點，可知在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強，b點與原點連線的斜率小于c點與原點連線的斜率，可知在狀態(tài)b的壓強大于在狀態(tài)c的壓強，選項C．在b→c的過程中溫度不變，則氣體的內(nèi)能保持不變，選項D．在a→b的過程中，氣體的體積不變，則氣體不對外做功，選項故選AC?？键c02光學7．（2025·海南·高考）測量某半圓形玻璃磚的折射率，操作步驟如下I．在白紙上畫一條直線，半圓形玻璃磚放白紙上，玻璃磚直徑與直線重合，描出直徑兩端點A和B，取走玻璃磚，用刻度尺求圓心O點，過O點作AB垂線CO，放回玻璃磚，將光屏垂直AB貼近玻璃磚A點放置。II．沿玻璃磚由C向B緩慢移動激光筆，使得入射光線平行紙面且始終沿著半徑方向射向圓心O，從玻璃磚射出的激光在AB下方的光屏上恰好消失，記下激光入射點D，取走玻璃磚，過D點作CO的垂線DE。(1)步驟II中，當激光從D點入射到O點在AB面下方光屏上恰好消失時是光的_____。A．色散現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．全反射現(xiàn)象(2)用刻度尺測得OB=4.00cm、DE=2.50cm，則玻璃磚的折射率n【答案】(1)C(2)1.6【詳析】（1）當激光從D點入射到O點在AB面下方光屏上恰好消失時，此時光線在AB面發(fā)生全反射，故是光的全反射現(xiàn)象。故選C。（2）根據(jù)前面分析可知此時入射角等于臨界角，即∠DOE=C，故可得sinC=DEOD8．（2024·海南·高考）一正三角形OPQ玻璃磚，某束光線垂直于OP射入，恰好在PQ界面發(fā)生全反射，則玻璃磚的折射率（）A．2 B．3 C．233 D【答案】C【詳析】如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知光線在PQ界面的入射角為C=60°根據(jù)全反射的臨界條件可得sinC=1n9．（2022·海南·高考）如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1:3。當細光束以30°的入射角射入球中，其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為（）A．2 B．1.5 C．3 D．2【答案】B【詳析】如圖折射角的正弦值sinr=13根據(jù)折射定律可得該透明材料的折射率n10．（2021·海南·高考）如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNPQ，MN=2NP，其折射率為2。一束單色光在紙面內(nèi)以α=45°的入射角從空氣射向MQA．在MQ邊的折射角為60°B．在MN邊的入射角為45°C．不能從MN邊射出D．不能從NP邊射出【答案】C【詳析】A．光線從O點入射，設(shè)折射角為β，由折射定律有sinα=nsinβ解得β=30°即該束單色光在B．設(shè)邊長NP=l，則由幾何關(guān)系可知光在MN邊的入射角為60°，故B錯誤；C．設(shè)光在玻璃磚與空氣界面發(fā)生全反射的臨界角設(shè)為C，有sinC=1n=22即C=45°，而光在MN邊的入射角大于D．根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點發(fā)生全反射后到達NP邊的B點時的入射角為30°，小于全反射臨界角，所以光在B點折射出玻璃磚，故D錯誤。故選C。1．（2025·海南·三模）節(jié)日慶典離不開氣球，國家氣象總局發(fā)布的《升放氣球管理辦法》規(guī)定，灌裝氣球必須使用氦氣。對于完成灌裝的氣球內(nèi)的氦氣（視為理想氣體），下列說法正確的是（）A．氣體產(chǎn)生壓強的原因是受到地球的吸引B．當所處環(huán)境溫度升高時，所有的氣體分子速率都增大C．當所處環(huán)境溫度升高時，氣體的內(nèi)能一定增大D．氣體分子的速率大小分布規(guī)律為“中間少、兩頭多”【答案】C【詳析】A．氣體壓強產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產(chǎn)生的，A錯誤B．分子運動是統(tǒng)計規(guī)律，溫度升高，并不是所有分子運動的速率都增大，故B錯誤；C．理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能必然增加?，故C正確；D．根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律，氣體分子無論在什么溫度下，分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點，故D錯誤。故選C。2．（2025·海南?？凇し抡婵迹┠惩瑢W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(nèi)的氣體與澆水前相比（）

A．內(nèi)能更小B．壓強更大C．分子數(shù)密度更大D．所有分子的動能都增大【答案】B【詳析】AD．用沸水澆右瓶時，右瓶瓶內(nèi)氣體溫度升高，故氣體內(nèi)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(jù)理想氣體狀態(tài)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(shù)密度不變，C錯誤。故選B。3．（（2025·海南儋州二中·一模）關(guān)于下圖，說法正確的是（）A．由圖甲可知，狀態(tài)②的溫度比狀態(tài)①的溫度高B．由圖乙可知，氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)B的分子平均動能相同C．由圖丙可知，當分子間的距離r>D．由圖丁可知，在r由r1變到r【答案】B【來源】云南省昭通市市直中學2024-2025學年高二下學期3月第一次月考物理試題【詳析】A．由分子熱運動的速率的分布特點可知，分子熱運動的速率分布呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律，且隨溫度升高，大部分分子熱運動的速率增大，所以由圖可知狀態(tài)①的溫度高，故A錯誤；B．由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，可知T與pV成正比。結(jié)合圖乙可知，氣體在狀態(tài)A和B態(tài)時，pV值相同，氣體的溫度相同，所以氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)BC．由分子力隨分子間距的變化關(guān)系圖象可知，當分子間的距離r>r0D．由圖丁可知，在分子間距為r2時，分子勢能最小，分子間距離為平衡位置的距離。在r由r1變到r2的過程中，分子力為斥力，隨分子間距的增大，分子力做正功，故D錯誤。故選B。4．（2025·海南·三模）光導纖維簡稱“光纖”，是一種能夠傳導各種光信號的纖維。如圖所示，折射率為2的玻璃圓柱長為L=153cm，一束激光射向圓柱一端的中心，與中軸線的夾角為45°A．有部分激光會從光纖側(cè)面折射出去B．光在圓柱中傳播的路程為30C．光在圓柱中傳播的時間為2D．光在圓柱中一定只發(fā)生1次全反射【答案】C【詳析】光路圖如圖所示A．由折射定律可得sinθ=sinin=12，θ的值為θ=30°，α的值為B．光在圓柱中傳播的路程為s=LcosθC．光在圓柱中傳播的時間為t=sv=D．設(shè)光纖的半徑為r，發(fā)生全反射的次數(shù)為N，若光線最后恰好從圓心射出，則有2Nrsin30°=s故選C。5．（2025·海南瓊海嘉積中學·一模）如圖所示，半圓AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，半徑為R，折射率為2，建立直角坐標系Oxy，y軸與直徑AB平行，且與半圓相切于原點O。一束平行單色光沿x軸正方向射向整個介質(zhì)，欲使所有平行光線都不能到達x軸正半軸，需緊貼直徑AB放置-遮光板，則該遮光板沿y軸方向的長度至少為（不考慮反射光的影響）（

）A．0．2R B．0.5R C．0.8R D．R【答案】D【詳析】根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系可得：sinC=1n=12根據(jù)幾何關(guān)系可得l=RsinC由于對稱性可知，總長度至少為故選D。6．（2025·海南?？谵r(nóng)墾中學·沖刺四）如圖所示，導熱性能良好的汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁的接觸面光滑，活塞用彈簧懸掛。當周圍環(huán)境溫度不變而大氣壓緩慢變大之后，下列說法中正確的是（

）

A．彈簧的長度不變 B．封閉氣體的體積不變C．缸體向上運動 D．氣體的內(nèi)能增大【答案】AC【詳析】A．對整體受力分析可知kx=Mg可知彈簧的長度不變，選項BC．對氣缸受力分析可知p=p0-mgS大氣壓緩慢變大，可知封閉氣體的壓強變大，根據(jù)D．氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，選項D錯誤。故選AC。7．（2025·海南海口農(nóng)墾中學·沖刺四）下列說法正確的是（

）A．空調(diào)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量B．在完全失重的情況下氣體對容器壁的壓強減小為零C．紅色的恒星溫度高于藍色的恒星D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性【答案】AD【詳析】A．空調(diào)制冷時，電能轉(zhuǎn)化為熱，向室外釋放的熱量等于從室內(nèi)吸收的熱量加上消耗的電能，因此向室外放出的熱量更多，故A正確；B．氣體壓強由分子熱運動產(chǎn)生，與重力無關(guān)，完全失重時壓強仍存在，故B錯誤；C．恒星顏色與溫度相關(guān)，紅色恒星溫度低于藍色恒星（如紅矮星溫度約3000K，藍巨星超30000K），故C錯誤；D．能量耗散表明能量轉(zhuǎn)化具有方向性（如熱力學第二定律的熵增原理），故D正確。故選AD。8．（2025·海南·三模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a（溫度為T0）開始，經(jīng)歷過程a→b→cA．在狀態(tài)c，氣體溫度為TB．a(chǎn)→C．b→D．c→【答案】AD【詳析】A．對于a、c兩個狀態(tài)，由題圖根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得2p0V0T0=p0B．a(chǎn)→b過程中，由題圖可知氣體壓強不變，體積增大，氣體對外做功；根據(jù)VTC．b→c過程中，由題圖可知氣體體積不變，壓強減小，根據(jù)pTD．c→a過程中，由題圖可知pV乘積先增大后減小，根據(jù)pVT故選AD。9．（2025·海南·三模）關(guān)于固體、液體的相關(guān)說法正確的是（）A．破鏡不能夠重圓是因為分子斥力的作用B．水變成冰后水分子并沒有靜止，仍在不停運動C．同質(zhì)量0℃的水和冰，其內(nèi)能相等D．液體浸潤固體時，液體與固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強【答案】BD【詳析】A．破鏡不能夠重圓是因為分子間距離太大，超過分子直徑10倍，分子間作用力幾乎為零，故A錯誤；B．水變成冰后水分子并沒有靜止，仍在永不停息做無規(guī)則運動，故B正確；C．同質(zhì)量0℃的水和冰，水的內(nèi)能大，故C錯誤；D．液體浸潤固體時，液體與固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強，故D正確。故選BD。10．（2025·海南文昌中學·適應性考試）如圖所示，兩束單色光a、b從水面下射向A點，光線經(jīng)折射后在空氣中合成一束光，則正確的是（

）A．b光在水中的傳播速度更大些B．a(chǎn)光在A點發(fā)生全反射的臨界角大于b光的臨界角C．用同一單縫衍射實驗裝置分別以a、b光做實驗時，a光的衍射現(xiàn)象更加明顯些D．用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時，b光的干涉條紋間距更大些【答案】BC【詳析】AB．如圖所示，折射率n=sinαsinβ，由圖可知βa>βb，折射率na<nb，光在水的中的速度n=cv，故C．波長λ=λ0n，則λa>λb，用同一單縫衍射實驗裝置分別以D．條紋間距Δx=Ldλ，用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時，a故選BC。11．（2025·海南文昌中學·適應性考試）如圖甲所示，利用特制的注射器做“探究氣體等溫變化時壓強與體積的關(guān)系”的實驗，已知壓力表通過細管與注射器內(nèi)的空氣柱（可認為理想氣體）相連，細管隱藏在柱塞內(nèi)部未在圖中標明，實驗時保持氣體不漏氣。(1)某同學緩慢推動柱塞，注射器內(nèi)空氣溫度保持不變而體積逐漸減小，則此過程單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)________（選填“增多”“不變”“減少”），注射器內(nèi)空氣熱傳遞情況為：________（選填“吸熱”“放熱”“無熱傳遞”）；(2)另一同學多次緩慢推動柱塞，注射器內(nèi)空氣體積逐漸減小，根據(jù)測量結(jié)果描繪的p-V圖像如圖乙所示的虛線，實線為一條雙曲線，a為實線與虛線的交點，b為虛線上的一點。虛線與玻意耳定律不吻合，若是溫度改變引起的，則可以判斷Tb_________Ta（選填“>”“<”）。(3)實驗中測得幾組p、V數(shù)據(jù)，為了更直觀反映氣體等溫變化時壓強與體積的關(guān)系，請你提出一條處理數(shù)據(jù)的方法：_________。【答案】(1)增多放熱(2)>(3)畫出p-1V圖像或算出pV【詳析】（1）度保持不變而體積逐漸減小，則壓強增大，單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多；根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q，溫度保持不變ΔU=0（2）根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程PVT=C可知，當P=P2時，Vb>Va，可得到Tb>（3）若p-1V圖像是過坐標原點的傾斜直線或pV的乘值近似相等都可以說明p與V成反比12．（2025·海南儋州二中·一模）在儋州市某中學的科技節(jié)上，同學們用飲料瓶自制作了一支水火箭。模型如圖乙，將0.4L的水充入2.0L的飲料瓶內(nèi)（瓶內(nèi)氣體為1個標準大氣壓）并倒置在發(fā)射架上。打氣筒每次能將300mL、壓強為p0的外界空氣壓入瓶內(nèi)，當瓶內(nèi)部氣壓達到4(1)要使水火箭發(fā)射出去，需要用打氣筒打幾次氣；(2)請簡要分析，在其他條件不變的情況下，想要讓水火箭飛得盡可能高，注入箭體內(nèi)的水量是越多越好還是越少越好，或者是其他情況?！敬鸢浮?1)16(2)見解析【詳析】（1）要使水火箭發(fā)射出去，設(shè)需要打氣筒打氣n次，由題意可知，當水火箭發(fā)射瞬間，其內(nèi)部氣壓為p2=4p0；瓶內(nèi)氣體體積為V2=1.6L；打氣筒每次注入氣體V0=0.3L；根據(jù)玻意耳定律有p0V2+np0V0=p2V2解得n=16（2）當注入水太多時，V2變小，發(fā)射前打入氣體的體積變少，氣體推動水流出后，自身壓強快速降低，導致噴水速度減少，推力減少，飛得較低。當注入水少時，雖然噴水過程氣體壓強降低，水流速度大，但水被快速噴完，提供推力的時間短，飛得較低。因次注入水量不宜過多，也不易過少。13．（2025·海南·三模）如圖所示，將一開口向上的汽缸放置于托舉平臺上，汽缸上部橫截面面積為S1=S，汽缸下部橫截面面積為S2=2(1)若在活塞上放置一個質(zhì)量為m的物塊，活塞穩(wěn)定后恰好下降H2，求大氣壓強p(2)仍將質(zhì)量為m的物塊放在活塞上，控制托舉平臺，使汽缸和物塊一起向上做勻加速直線運動，為保證活塞不進入汽缸下部，計算平臺的最大加速度?！敬鸢浮?1)5(2)1.5【詳析】（1）對封閉氣體，初始時壓強為p0，體積為V0=HS1+HS2=3HS末態(tài)時壓強為（2）當活塞剛好到達汽缸連接處時，由最大加速度，此時由玻意耳定律p0V0=p2V2其中V214．（2025·海南·三模）某種透明材料做成的裝置由一個半徑為R的半球體與一個半徑為R的圓柱體組成，過半球球心O的縱截面如圖所示。一束單色激光平行于紙面以與直徑DA夾角α=60°的方向射向球心O、在AB面恰好發(fā)生全反射，最后從BC面射出（不考慮二次反射）。(1)作出光路圖并求透明材料的折射率；(2)求從BC面射出時光線折射角的正弦值。【答案】(1)2(2)3【詳析】（1）根據(jù)題意作出光路圖根據(jù)幾何關(guān)系可知i=60°根據(jù)全反射臨界角公式有n=1（2）由幾何關(guān)系可知r=30°<60°所以光從BC射出，根據(jù)折射定律有n=sin15．（2025·海南?？凇し抡婵迹M截面為圓環(huán)的中空柱形容器，內(nèi)半徑為R，外半徑為2R，MN為一條直徑。一光線從M點射向容器，折射后恰好與容器內(nèi)壁相切，容器材料對該光線的折射率n=3，光在真空中的速度為(1)該光線的入射角θ；(2)光從M點射入到第一次到達容器外壁所經(jīng)歷的時間t。【答案】(1)60°(2)6【詳析】（1）折射光線恰好與容器內(nèi)壁相切，設(shè)折射角為α，由幾何關(guān)系得sinα=R2R=（2）光從M點射入到第一次到達容器外壁走的路程s=2×2Rcosα光在容器中的傳播速度v=cn16．（2025·海南三亞·學業(yè)水平診斷）棱鏡可以被廣泛應用在測量測繪、光學成像等多個領(lǐng)域?，F(xiàn)有一個棱鏡的橫截面如圖所示，其中AB=23cm，BC=DE=1.5cm，AE=6cm，∠A=∠C=∠D=90°，∠B=150°，∠E=120°，棱鏡的折射率為3，已知光在真空中的傳播速度為3.0×108m/s，若一細光束從AB中點O(1)光在該棱鏡中的傳播速度的大?。?2)通過計算說明光線第一次入射到AE界面能否發(fā)生全反射；(3)該細光束從O點射入至第一次射出棱鏡的時間。【答案】(1)3(2)能(3)4×10-10s【詳析】（1）光在該棱鏡中的傳播速度的大小為v（2）光路圖如圖所示根據(jù)折射定律可得n=sinαsinβ=sin60°sinβ解得β=30°所以光線第一次入射到AE界面時入射角等于γ（3）根據(jù)幾何關(guān)系可得OP=12ABsinβ，PQ=專題09熱學與光學考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1熱學2021、2022、2023、2024、2025海南省高考物理卷對熱學與光學的考查，展現(xiàn)出情境化、綜合化及素養(yǎng)導向的命題走向。熱學部分，常借助生活里的熱現(xiàn)象，如空調(diào)制冷、暖氣供熱，或是工業(yè)生產(chǎn)中的熱交換過程，像熱電廠的能量轉(zhuǎn)換，考查理想氣體狀態(tài)方程、熱力學定律以及分子動理論等知識。注重通過p-V圖、T-V圖等圖像，讓考生分析氣體狀態(tài)變化過程，強化對物理過程的理解與數(shù)學工具的運用，比如依據(jù)圖像斜率判斷氣體做功、內(nèi)能變化等情況，同時也會結(jié)合實際案例考查熱力學第一定律中能量轉(zhuǎn)化與守恒的關(guān)系。光學方面，多以光學儀器原理，如顯微鏡、望遠鏡，或是自然光學現(xiàn)象，像彩虹形成、海市蜃樓為背景，著重考查光的折射、全反射、干涉和衍射等內(nèi)容。在題型上，選擇題常聚焦于折射定律應用、全反射臨界角計算，以及干涉、衍射現(xiàn)象的特征辨析；計算題則可能涉及復雜的幾何光路分析，如光線在多介質(zhì)界面的傳播路徑，需要考生借助幾何知識確定角度關(guān)系，進而運用光學規(guī)律解題。實驗題中，光的干涉實驗，如雙縫干涉測量光的波長，或是測定玻璃折射率的實驗，也時有出現(xiàn)，考查學生實驗操作、數(shù)據(jù)處理及誤差分析能力。整體而言，熱學與光學的命題，旨在促使考生從實際情境中抽象出物理模型，強化知識綜合運用，提升科學思維與探究素養(yǎng)?？键c2光學2021、2022、2024、2025考點01熱學1．（2025·海南·高考）豎直放置的汽缸內(nèi)，活塞橫截面積S=0.01m2，活塞質(zhì)量不計，活塞與汽缸無摩擦，最初活塞靜止，缸內(nèi)氣體T0=300K，V(1)若加熱活塞緩慢上升，體積變?yōu)閂1=7.5×10(2)若往活塞上放m=25kg的重物，保持溫度T0不變，求穩(wěn)定之后，氣體的體積V【答案】(1)450K(2)4×【詳析】（1）活塞緩慢上升過程中，氣體做等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律V0T0=（2）設(shè)穩(wěn)定后氣體的壓強為p2，根據(jù)平衡條件有p2S=p0S+mg2．（2024·海南·高考）用鋁制易拉罐制作溫度計，一透明薄吸管里有一段油柱（長度不計）粗細均勻，吸管與罐密封性良好，罐內(nèi)氣體可視為理想氣體，已知罐體積為330cm3，薄吸管底面積0.5cm2，罐外吸管總長度為20cm，當溫度為A．若在吸管上標注等差溫度值，則刻度左密右疏B．該裝置所測溫度不高于31.5℃C．該裝置所測溫度不低于23.5℃D．其他條件不變，緩慢把吸管拉出來一點，則油柱離罐口距離增大【答案】B【詳析】A．由蓋—呂薩克定律得V1V1=V0代入解得T=3067x+1980067BC．當x=20cm時，該裝置所測的溫度最高，代入解得tmax=31.5℃故該裝置所測溫度不高于31.5℃，當x=0時，該裝置所測的溫度最低，代入解得tminD．其他條件不變，緩慢把吸管拉出來一點，由蓋—呂薩克定律可知，油柱離罐口距離不變，故D錯誤。故選B。3．（2024·海南·高考）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始經(jīng)ab、bc、ca三個過程回到原狀態(tài)，已知ab垂直于T軸，bc延長線過O點，下列說法正確的是（

）A．bc過程外界對氣體做功 B．ca過程氣體壓強不變C．a(chǎn)b過程氣體放出熱量 D．ca過程氣體內(nèi)能減小【答案】AC【詳析】A．由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C化簡可得V=Cp?T由圖像可知，圖像的斜率越大，壓強越小，故pa<pbB．由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C化簡可得V=CpC．a(chǎn)b過程為等溫變化，內(nèi)能不變，故ΔU=0根據(jù)玻意耳定律可知，體積減小，壓強增大，外界對氣體做功，故W＞0根據(jù)熱力學第一定律ΔU=D．ca過程，溫度升高，內(nèi)能增大，故D錯誤。故選C。4．（2023·海南·高考）下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是（

）

A．分子間距離大于r0時，分子間表現(xiàn)為斥力B．分子從無限遠靠近到距離r0處過程中分子勢能變大C．分子勢能在r0處最小D．分子間距離小于r0且減小時，分子勢能在減小【答案】C【詳析】分子間距離大于r0，分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠靠近到距離r0處過程中，引力做正功，分子勢能減小，則在r0處分子勢能最小；繼續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，分子力做負功，分子勢能增大。故選C。5．（2023·海南·高考）某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體，t=27℃時，壓強p（1）t'（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

【答案】（1）1.085×105Pa；（【詳析】（1）瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學溫度分別為T=27+273K=300K，T'=（2）保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有pV=p'11．（2022·海南·高考）足夠長的玻璃管水平放置，用長19cm的水銀封閉一段長為25cm的空氣柱（空氣視為理想氣體），大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為300K，將玻璃管緩慢順時針旋轉(zhuǎn)到豎直，則：①空氣柱是吸熱還是放熱②空氣柱長度變?yōu)槎嗌佗郛敋怏w溫度變?yōu)?60K時，空氣柱長度又是多少？【答案】①放熱；②20cm；③24cm【詳析】①②以封閉氣體為研究對象，氣體做等溫變化，設(shè)玻璃管橫截面積為S，玻璃管水平時pV玻璃管豎起來后p2=19cmHg+76cmHg=95cmHg，V2=氣體體積減小，外界對氣體做功，但其溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體向外放熱；③空氣柱長度為20cm；由等壓變化得V2T1=V3T26．（2021·海南·高考）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)c，直線ac過原點。則氣體（）A．在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強B．在狀態(tài)b的壓強小于在狀態(tài)c的壓強C．在b→D．在a→【答案】AC【詳析】AB．根據(jù)V=CpT可知，因直線ac過原點，可知在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強，b點與原點連線的斜率小于c點與原點連線的斜率，可知在狀態(tài)b的壓強大于在狀態(tài)c的壓強，選項C．在b→c的過程中溫度不變，則氣體的內(nèi)能保持不變，選項D．在a→b的過程中，氣體的體積不變，則氣體不對外做功，選項故選AC。考點02光學7．（2025·海南·高考）測量某半圓形玻璃磚的折射率，操作步驟如下I．在白紙上畫一條直線，半圓形玻璃磚放白紙上，玻璃磚直徑與直線重合，描出直徑兩端點A和B，取走玻璃磚，用刻度尺求圓心O點，過O點作AB垂線CO，放回玻璃磚，將光屏垂直AB貼近玻璃磚A點放置。II．沿玻璃磚由C向B緩慢移動激光筆，使得入射光線平行紙面且始終沿著半徑方向射向圓心O，從玻璃磚射出的激光在AB下方的光屏上恰好消失，記下激光入射點D，取走玻璃磚，過D點作CO的垂線DE。(1)步驟II中，當激光從D點入射到O點在AB面下方光屏上恰好消失時是光的_____。A．色散現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．全反射現(xiàn)象(2)用刻度尺測得OB=4.00cm、DE=2.50cm，則玻璃磚的折射率n【答案】(1)C(2)1.6【詳析】（1）當激光從D點入射到O點在AB面下方光屏上恰好消失時，此時光線在AB面發(fā)生全反射，故是光的全反射現(xiàn)象。故選C。（2）根據(jù)前面分析可知此時入射角等于臨界角，即∠DOE=C，故可得sinC=DEOD8．（2024·海南·高考）一正三角形OPQ玻璃磚，某束光線垂直于OP射入，恰好在PQ界面發(fā)生全反射，則玻璃磚的折射率（）A．2 B．3 C．233 D【答案】C【詳析】如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知光線在PQ界面的入射角為C=60°根據(jù)全反射的臨界條件可得sinC=1n9．（2022·海南·高考）如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1:3。當細光束以30°的入射角射入球中，其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為（）A．2 B．1.5 C．3 D．2【答案】B【詳析】如圖折射角的正弦值sinr=13根據(jù)折射定律可得該透明材料的折射率n10．（2021·海南·高考）如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNPQ，MN=2NP，其折射率為2。一束單色光在紙面內(nèi)以α=45°的入射角從空氣射向MQA．在MQ邊的折射角為60°B．在MN邊的入射角為45°C．不能從MN邊射出D．不能從NP邊射出【答案】C【詳析】A．光線從O點入射，設(shè)折射角為β，由折射定律有sinα=nsinβ解得β=30°即該束單色光在B．設(shè)邊長NP=l，則由幾何關(guān)系可知光在MN邊的入射角為60°，故B錯誤；C．設(shè)光在玻璃磚與空氣界面發(fā)生全反射的臨界角設(shè)為C，有sinC=1n=22即C=45°，而光在MN邊的入射角大于D．根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點發(fā)生全反射后到達NP邊的B點時的入射角為30°，小于全反射臨界角，所以光在B點折射出玻璃磚，故D錯誤。故選C。1．（2025·海南·三模）節(jié)日慶典離不開氣球，國家氣象總局發(fā)布的《升放氣球管理辦法》規(guī)定，灌裝氣球必須使用氦氣。對于完成灌裝的氣球內(nèi)的氦氣（視為理想氣體），下列說法正確的是（）A．氣體產(chǎn)生壓強的原因是受到地球的吸引B．當所處環(huán)境溫度升高時，所有的氣體分子速率都增大C．當所處環(huán)境溫度升高時，氣體的內(nèi)能一定增大D．氣體分子的速率大小分布規(guī)律為“中間少、兩頭多”【答案】C【詳析】A．氣體壓強產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產(chǎn)生的，A錯誤B．分子運動是統(tǒng)計規(guī)律，溫度升高，并不是所有分子運動的速率都增大，故B錯誤；C．理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能必然增加?，故C正確；D．根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律，氣體分子無論在什么溫度下，分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點，故D錯誤。故選C。2．（2025·海南?？凇し抡婵迹┠惩瑢W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(nèi)的氣體與澆水前相比（）

A．內(nèi)能更小B．壓強更大C．分子數(shù)密度更大D．所有分子的動能都增大【答案】B【詳析】AD．用沸水澆右瓶時，右瓶瓶內(nèi)氣體溫度升高，故氣體內(nèi)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(jù)理想氣體狀態(tài)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(shù)密度不變，C錯誤。故選B。3．（（2025·海南儋州二中·一模）關(guān)于下圖，說法正確的是（）A．由圖甲可知，狀態(tài)②的溫度比狀態(tài)①的溫度高B．由圖乙可知，氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)B的分子平均動能相同C．由圖丙可知，當分子間的距離r>D．由圖丁可知，在r由r1變到r【答案】B【來源】云南省昭通市市直中學2024-2025學年高二下學期3月第一次月考物理試題【詳析】A．由分子熱運動的速率的分布特點可知，分子熱運動的速率分布呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律，且隨溫度升高，大部分分子熱運動的速率增大，所以由圖可知狀態(tài)①的溫度高，故A錯誤；B．由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，可知T與pV成正比。結(jié)合圖乙可知，氣體在狀態(tài)A和B態(tài)時，pV值相同，氣體的溫度相同，所以氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)BC．由分子力隨分子間距的變化關(guān)系圖象可知，當分子間的距離r>r0D．由圖丁可知，在分子間距為r2時，分子勢能最小，分子間距離為平衡位置的距離。在r由r1變到r2的過程中，分子力為斥力，隨分子間距的增大，分子力做正功，故D錯誤。故選B。4．（2025·海南·三模）光導纖維簡稱“光纖”，是一種能夠傳導各種光信號的纖維。如圖所示，折射率為2的玻璃圓柱長為L=153cm，一束激光射向圓柱一端的中心，與中軸線的夾角為45°A．有部分激光會從光纖側(cè)面折射出去B．光在圓柱中傳播的路程為30C．光在圓柱中傳播的時間為2D．光在圓柱中一定只發(fā)生1次全反射【答案】C【詳析】光路圖如圖所示A．由折射定律可得sinθ=sinin=12，θ的值為θ=30°，α的值為B．光在圓柱中傳播的路程為s=LcosθC．光在圓柱中傳播的時間為t=sv=D．設(shè)光纖的半徑為r，發(fā)生全反射的次數(shù)為N，若光線最后恰好從圓心射出，則有2Nrsin30°=s故選C。5．（2025·海南瓊海嘉積中學·一模）如圖所示，半圓AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，半徑為R，折射率為2，建立直角坐標系Oxy，y軸與直徑AB平行，且與半圓相切于原點O。一束平行單色光沿x軸正方向射向整個介質(zhì)，欲使所有平行光線都不能到達x軸正半軸，需緊貼直徑AB放置-遮光板，則該遮光板沿y軸方向的長度至少為（不考慮反射光的影響）（

）A．0．2R B．0.5R C．0.8R D．R【答案】D【詳析】根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系可得：sinC=1n=12根據(jù)幾何關(guān)系可得l=RsinC由于對稱性可知，總長度至少為故選D。6．（2025·海南?？谵r(nóng)墾中學·沖刺四）如圖所示，導熱性能良好的汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁的接觸面光滑，活塞用彈簧懸掛。當周圍環(huán)境溫度不變而大氣壓緩慢變大之后，下列說法中正確的是（

）

A．彈簧的長度不變 B．封閉氣體的體積不變C．缸體向上運動 D．氣體的內(nèi)能增大【答案】AC【詳析】A．對整體受力分析可知kx=Mg可知彈簧的長度不變，選項BC．對氣缸受力分析可知p=p0-mgS大氣壓緩慢變大，可知封閉氣體的壓強變大，根據(jù)D．氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，選項D錯誤。故選AC。7．（2025·海南海口農(nóng)墾中學·沖刺四）下列說法正確的是（

）A．空調(diào)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量B．在完全失重的情況下氣體對容器壁的壓強減小為零C．紅色的恒星溫度高于藍色的恒星D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性【答案】AD【詳析】A．空調(diào)制冷時，電能轉(zhuǎn)化為熱，向室外釋放的熱量等于從室內(nèi)吸收的熱量加上消耗的電能，因此向室外放出的熱量更多，故A正確；B．氣體壓強由分子熱運動產(chǎn)生，與重力無關(guān)，完全失重時壓強仍存在，故B錯誤；C．恒星顏色與溫度相關(guān)，紅色恒星溫度低于藍色恒星（如紅矮星溫度約3000K，藍巨星超30000K），故C錯誤；D．能量耗散表明能量轉(zhuǎn)化具有方向性（如熱力學第二定律的熵增原理），故D正確。故選AD。8．（2025·海南·三模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a（溫度為T0）開始，經(jīng)歷過程a→b→cA．在狀態(tài)c，氣體溫度為TB．a(chǎn)→C．b→D．c→【答案】AD【詳析】A．對于a、c兩個狀態(tài)，由題圖根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得2p0V0T0=p0B．a(chǎn)→b過程中，由題圖可知氣體壓強不變，體積增大，氣體對外做功；根據(jù)VTC．b→c過程中，由題圖可知氣體體積不變，壓強減小，根據(jù)pTD．c→a過程中，由題圖可知pV乘積先增大后減小，根據(jù)pVT故選AD。9．（2025·海南·三模）關(guān)于固體、液體的相關(guān)說法正確的是（）A．破鏡不能夠重圓是因為分子斥力的作用B．水變成冰后水分子并沒有靜止，仍在不停運動C．同質(zhì)量0℃的水和冰，其內(nèi)能相等D．液體浸潤固體時，液體與固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強【答案】BD【詳析】A．破鏡不能夠重圓是因為分子間距離太大，超過分子直徑10倍，分子間作用力幾乎為零，故A錯誤；B．水變成冰后水分子并沒有靜止，仍在永不停息做無規(guī)則運動，故B正確；C．同質(zhì)量0℃的水和冰，水的內(nèi)能大，故C錯誤；D．液體浸潤固體時，液體與固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強，故D正確。故選BD。10．（2025·海南文昌中學·適應性考試）如圖所示，兩束單色光a、b從水面下射向A點，光線經(jīng)折射后在空氣中合成一束光，則正確的是（

）A．b光在水中的傳播速度更大些B．a(chǎn)光在A點發(fā)生全反射的臨界角大于b光的臨界角C．用同一單縫衍射實驗裝置分別以a、b光做實驗時，a光的衍射現(xiàn)象更加明顯些D．用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時，b光的干涉條紋間距更大些【答案】BC【詳析】AB．如圖所示，折射率n=sinαsinβ，由圖可知βa>βb，折射率na<nb，光在水的中的速度n=cv，故C．波長λ=λ0n，則λa>λb，用同一單縫衍射實驗裝置分別以D．條紋間距Δx=Ldλ，用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時，a故選BC。11．（2025·海南文昌中學·適應性考試）如圖甲所示，利用特制的注射器做“探究氣體等溫變化時壓強與體積的關(guān)系”的實驗，已知壓力表通過細管與注射器內(nèi)的空氣柱（可認為理想氣體）相連，細管隱藏在柱塞內(nèi)部未在圖中標明，實驗時保持氣體不漏氣。(1)某同學緩慢推動柱塞，注射器內(nèi)空氣溫度保持不變而體積逐漸減小，則此過程單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)________（選填“增多”“不變”“減少”），注射器內(nèi)空氣熱傳遞情況為：________（選填“吸熱”“放熱”“無熱傳遞”）；(2)另一同學多次緩慢推動柱塞，注射器內(nèi)空氣體積逐漸減小，根據(jù)測量結(jié)果描繪的p-V圖像如圖乙所示的虛線，實線為一條雙曲線，a為實線與虛線的交點，b為虛線上的一點。虛線與玻意耳定律不吻合，若是溫度改變引起的，則可以判斷Tb_________Ta（選填“>”“<”）。(3)實驗中測得幾組p、V數(shù)據(jù)，為了更直觀反映氣體等溫變化時壓強與體積的關(guān)系，請你提出一條處理數(shù)據(jù)的方法：_________?！敬鸢浮?1)增多放熱(2)>(3)畫出p-1V圖像或算出pV【詳析】（1）度保持不變而