五年（2021-2025）高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題10熱學(xué)和光學(xué)考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢(shì)考點(diǎn)1熱學(xué)2021、2022、2023、2024、2025熱學(xué)部分常將氣體實(shí)驗(yàn)定律與力學(xué)平衡條件結(jié)合，分析汽缸-活塞模型中的動(dòng)態(tài)平衡問題；光學(xué)部分則通過光路圖分析，聯(lián)動(dòng)幾何知識(shí)求解光的折射路徑與干涉條紋分布。命題逐漸引入動(dòng)態(tài)過程的多維度分析，如通過P-V圖像斜率判斷氣體內(nèi)能變化趨勢(shì)，結(jié)合v-t圖像分析熱傳導(dǎo)過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，要求考生從圖像中提取關(guān)鍵信息并建立微分方程。此外，熱學(xué)與環(huán)境科學(xué)交叉（如沼氣燃燒的熱力學(xué)效率計(jì)算）、光學(xué)與通信技術(shù)結(jié)合（如光纖色散對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀w現(xiàn)跨學(xué)科思維的綜合考查。能力要求上，突出數(shù)學(xué)工具的工程化應(yīng)用與邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性。考生需熟練運(yùn)用克拉伯龍方程處理變質(zhì)量氣體問題，或通過幾何關(guān)系求解光的全反射臨界角；部分試題引入微積分思想，如通過積分計(jì)算非均勻熱傳導(dǎo)中的熱量分布，或利用導(dǎo)數(shù)求解光強(qiáng)極值問題。實(shí)驗(yàn)探究能力的考查力度顯著增強(qiáng)，例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證光的干涉現(xiàn)象時(shí)，需結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)處理與誤差分析，將控制變量法拓展至多變量耦合關(guān)系的研究。部分試題還引入復(fù)雜系統(tǒng)建模能力，如通過“熱-力-能”轉(zhuǎn)化鏈分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率優(yōu)化問題，或利用有限差分法簡(jiǎn)化非均勻介質(zhì)中的光路分布計(jì)算，全面檢驗(yàn)考生對(duì)物理規(guī)律的遷移能力與創(chuàng)新應(yīng)用水平。考點(diǎn)2光學(xué)2021、2022、2023、2025考點(diǎn)01熱學(xué)1．（2025·湖北·高考真題）如圖所示，內(nèi)壁光滑的汽缸內(nèi)用活塞密封一定量理想氣體，汽缸和活塞均絕熱。用電熱絲對(duì)密封氣體加熱，并在活塞上施加一外力F，使氣體的熱力學(xué)溫度緩慢增大到初態(tài)的2倍，同時(shí)其體積緩慢減小。關(guān)于此過程，下列說(shuō)法正確的是（

）A．外力F保持不變 B．密封氣體內(nèi)能增加C．密封氣體對(duì)外做正功 D．密封氣體的末態(tài)壓強(qiáng)是初態(tài)的2倍2．（2024·湖北·高考）如圖所示，在豎直放置、開口向上的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞橫截面積為S，能無(wú)摩擦地滑動(dòng)。初始時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度為T0，氣柱的高度為h。當(dāng)容器內(nèi)氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升15h再次平衡。已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量ΔU與溫度變化量ΔT的關(guān)系式為ΔU=CΔ（1）再次平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度。（2）此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量。3．（2023·湖北·高考）如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng)。現(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降13H，左側(cè)活塞上升12H（1）最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（2）彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。4．（2022·湖北·高考）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c，其過程如p—V圖中a→c直線段所示，狀態(tài)b對(duì)應(yīng)該線段的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（

）A．a(chǎn)→b是等溫過程B．a(chǎn)→b過程中氣體吸熱C．a(chǎn)→c過程中狀態(tài)b的溫度最低D．a(chǎn)→c過程中外界對(duì)氣體做正功5．（2021·湖北·高考）質(zhì)量為m的薄壁導(dǎo)熱柱形汽缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體。在下述所有過程中，汽缸不漏氣且與活塞不脫離。當(dāng)汽缸如圖(a)豎直倒立靜置時(shí)。缸內(nèi)氣體體積為V1，。溫度為T1。已知重力加速度大小為g，大氣壓強(qiáng)為p0。(1)將汽缸如圖(b)豎直懸掛，缸內(nèi)氣體溫度仍為T1，求此時(shí)缸內(nèi)氣體體積V2；(2)如圖(c)所示，將汽缸水平放置，穩(wěn)定后對(duì)汽缸緩慢加熱，當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為V3時(shí)，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度。考點(diǎn)02光學(xué)6．（2025·湖北·高考真題）如圖所示，三角形ABC是三棱鏡的橫截面，AC=BC，∠C=30°，三棱鏡放在平面鏡上，AC邊緊貼鏡面。在紙面內(nèi)，一光線入射到鏡面O點(diǎn)，入射角為α，O點(diǎn)離A(1)當(dāng)α=45°時(shí)，求光線從AB(2)若光線從AB邊折射后直接到達(dá)BC邊，并在BC邊剛好發(fā)生全反射，求此時(shí)的α值7．（2023·湖北·高考）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為（

）

A．12d B．22d C．8．（2022·湖北·高考）如圖所示，水族館訓(xùn)練員在訓(xùn)練海豚時(shí)，將一發(fā)光小球高舉在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距離為d，A位置離水面的高度為23d。訓(xùn)練員將小球向左水平拋出，入水點(diǎn)在B位置的正上方，入水前瞬間速度方向與水面夾角為θ。小球在A位置發(fā)出的一束光線經(jīng)水面折射后到達(dá)B位置，折射光線與水平方向的夾角也為θ已知水的折射率n=4（1）tanθ的值；（2）B位置到水面的距離H。9．（2021·湖北·高考）如圖所示，由波長(zhǎng)為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴(kuò)束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長(zhǎng)為λ1和λ2的光形成的距離O點(diǎn)最近的亮條紋中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則（）A．λ1<λ2，M是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置 B．λ1<λ2，N是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置 D．λ1>λ2，N是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置1．(24-25高二下·湖北騰云聯(lián)盟)茶道文化起源于中國(guó)，是一種以茶修身的生活方式。如圖所示，向茶杯中倒入熱水，蓋上杯蓋茶水漫過杯蓋，在水面和杯蓋間密閉了一部分空氣（可視為質(zhì)量和體積均不變的理想氣體），過一段時(shí)間后水溫降低。關(guān)于泡茶中的物理現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是（）A．水中放入茶葉后，水的顏色由淺變深，是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象B．熱水比冷水能快速泡出茶香，是因?yàn)闇囟仍礁叻肿觿?dòng)能都越大C．溫度降低，杯內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的平均作用力變小D．溫度降低后杯蓋拿起來(lái)比較費(fèi)力，是因?yàn)楸w與杯子間的分子引力作用2．(24-25高二下·湖北騰云聯(lián)盟)下列四幅圖對(duì)應(yīng)的說(shuō)法正確的有（）A．圖甲中食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的B．圖乙是玻璃管插入水中的情形，表明水能浸潤(rùn)玻璃C．圖丙中懸浮在液體中微粒的運(yùn)動(dòng)反映了微粒分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)D．圖丁中液體表面層的分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離，是液體表面張力形成的原因3．(24-25高二下·湖北騰云聯(lián)盟)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是（）A．熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞B．一個(gè)宏觀狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)越多，越無(wú)序，熵越小C．符合能量守恒定律的宏觀過程都可以自發(fā)地實(shí)現(xiàn)D．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功4．（24-25高二·湖北·5月聯(lián)考）關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．氣體的總體積等于所有氣體分子的體積之和B．氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果C．液體表面層分子比內(nèi)部分子更密集，形成表面張力D．布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)5．（2025·湖北武漢武昌區(qū)·5月質(zhì)檢）如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b的p-V圖像，線段A．a(chǎn)b是一條等溫線B．a(chǎn)b過程中氣體從外界吸熱C．a(chǎn)b過程中氣體對(duì)外界做功為1D．a(chǎn)b過程的T-6．（2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模）一定質(zhì)量的理想氣體從a狀態(tài)開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到a狀態(tài)，其p-t圖像如圖所示，圖中ba的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O，bc平行于t軸，ca的延長(zhǎng)線過點(diǎn)（-273.15°CA．過程ab中氣體的體積不變B．過程ca中氣體體積變小C．過程bc中外界對(duì)氣體做正功D．過程ca中氣體向外界放熱7．（2025·湖北襄陽(yáng)五中·高考適應(yīng)性（一））下列說(shuō)法正確的是（）A．電阻R=ρlS、磁感應(yīng)強(qiáng)度B．通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q=It，其中C．機(jī)械波和電磁波都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，但二者是有本質(zhì)區(qū)別的D．裝在試管中的水銀液面凸起來(lái)是因?yàn)樗y與玻璃浸潤(rùn)8．（2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模）開普勒在《折光學(xué)》中記錄了如下實(shí)驗(yàn)及思考：如圖所示，GG'為空氣與玻璃的分界面，①光線從空氣沿各個(gè)方向經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入玻璃后，組成頂角為84°的錐形MOM'。②他設(shè)想：一束光∑從玻璃射向界面，若入射角大于42°，到達(dá)A．①描述的是光的反射現(xiàn)象B．由描述①可知，實(shí)驗(yàn)中玻璃對(duì)該光的折射率為sinC．②設(shè)想的主要依據(jù)是光路可逆原理D．僅換用波長(zhǎng)更短的光完成①中實(shí)驗(yàn)，錐形MOM9．（2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模）“燈光秀”是現(xiàn)在很多旅游景區(qū)的觀賞項(xiàng)目，深受游客喜愛。現(xiàn)有一單色線光源做成的正方形燈，邊長(zhǎng)為40cm，置于水面下方20cm深處。若水對(duì)該單色光的折射率為2，則該光源能從水面出射的光的區(qū)域形狀用下面四個(gè)圖中陰影部分表示，其中正確的是（）A． B．C． D．10．（2025·湖北武昌實(shí)中·高考適應(yīng)性）處于激發(fā)態(tài)的汞原子可輻射出波長(zhǎng)為423.3nm的靛光和波長(zhǎng)為587.6nm的黃光，靛光可以使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)，但不能使金屬b發(fā)生光電效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是（

A．黃光比靛光的光子能量大B．黃光可能使兩種金屬都發(fā)生光電效應(yīng)C．在同一介質(zhì)中靛光比黃光的傳播速度大D．金屬a的截止頻率小于金屬b的截止頻率11．（2025·湖北原創(chuàng)壓軸·二模）已知光在介質(zhì)中傳播時(shí)沿用時(shí)最短路徑傳播，遵守折射定律，sinθ1sinθ2=v1v2，其中v1，v2是光在兩種介質(zhì)中的速度。如圖所示，光從介質(zhì)A．35 B．34 C．4512．（2025·湖北武漢武昌區(qū)·5月質(zhì)檢）如圖所示是一根粗細(xì)均勻的玻璃絲截面圖，玻璃絲的直徑為d，彎曲段AB為半圓形，A、B連線是半圓的直徑。一細(xì)激光束射到A點(diǎn)的方向與界面夾角θ=30°，之后在AB段內(nèi)發(fā)生了5次全反射（不含A、B兩點(diǎn)），其中有3次是恰好發(fā)生全反射，并恰好能射到B點(diǎn)。已知真空中光速為c，則該激光束從A點(diǎn)傳播到BA．6+63dcC．83dc13．(24-25高二下·湖北騰云聯(lián)盟)如圖所示，兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離r的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．cd為斥力曲線，ab為引力曲線B．分子間距離增大，分子力一定減小C．當(dāng)r=D．re14．(24-25高二下·湖北騰云聯(lián)盟)如圖所示，通電霧化玻璃是將液體高分子晶膜固定在兩片玻璃之間，未通電時(shí)，看起來(lái)像一塊毛玻璃，不透明；通電后，看起來(lái)像一塊普通玻璃，透明?？梢耘袛嗤婌F化玻璃中的液晶（）A．是一種液體和晶體的混合物B．具有光學(xué)性質(zhì)的各向異性C．通電時(shí)，入射光能順利通過液晶層D．不通電時(shí)，入射光在液晶層發(fā)生了全反射，導(dǎo)致光線無(wú)法通過15．（2025·湖北武漢二中·5月模考）夜晚公園景觀池有可變化形狀的燈光秀，其原理如圖甲所示，將一個(gè)半圓形線狀光源水平放在水池水面下，通過支架（圖中未畫出）可以調(diào)節(jié)光源距離水面的深度h，隨著h不同，人們?cè)谒嫔蠒?huì)看到不同形狀的發(fā)光區(qū)域。已知半圓形線光源的半徑為R，水的折射率為n=A．h越大，水面上發(fā)光區(qū)域的面積越小B．當(dāng)h=76R時(shí)，水面上的發(fā)光區(qū)域會(huì)呈現(xiàn)類似丙圖所示的C．當(dāng)h=75R時(shí)，水面上的發(fā)光區(qū)域會(huì)呈現(xiàn)類似乙圖所示的D．當(dāng)h=73R時(shí)，水面上的發(fā)光區(qū)域恰會(huì)呈現(xiàn)類似丙圖所示的16．（24-25高二·湖北·5月聯(lián)考）制作水火箭是青少年科技活動(dòng)的常見項(xiàng)目之一、某研究小組為了探究水火箭在充氣與噴水過程中氣體的熱學(xué)規(guī)律，把水火箭的塑料容器豎直固定，如圖所示，其中A、C分別是塑料容器的充氣口、噴水口，B處是氣壓計(jì)。室溫300K時(shí)，容器內(nèi)裝入一定質(zhì)量的水，容器內(nèi)的氣體體積為V0，壓強(qiáng)為2(1)控制噴水口閥門，使噴水口緩慢流水，設(shè)此過程中氣體溫度恒定，當(dāng)流出體積為V0(2)控制噴水口閥門，使噴水口快速噴水，噴水后瞬間容器中氣體壓強(qiáng)為p0，溫度為270K17．（2025·湖北原創(chuàng)壓軸·二模）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一款測(cè)量水深的裝置。導(dǎo)熱良好的氣缸由A、B兩部分構(gòu)成，兩部分的橫截面積分別為4S和S，A氣缸的長(zhǎng)度為l2，B氣缸中活塞可以自由移動(dòng)的長(zhǎng)度為l，且l=10m。該裝置在船上時(shí)兩密閉良好的輕薄活塞位置如圖所示，A氣缸中的氣體壓強(qiáng)為4p0，B氣缸中的氣體壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)均為為p0(1)氣缸B中的活塞向左移動(dòng)2l(2)該裝置可以測(cè)量的海水的最大深度。18．（2025·湖北襄陽(yáng)五中·三模）如圖所示，一個(gè)高h(yuǎn)=30cm的直立絕熱圓筒汽缸，其頂蓋中央有小孔與大氣相通，質(zhì)量m=2kg、面積S=200cm2的能無(wú)摩擦滑動(dòng)的絕熱薄活塞下方封閉了一定量的理想氣體。開始時(shí)，活塞離頂蓋距離d=6cm，氣體處于溫度T1=408K的狀態(tài)1，電熱絲加熱，活塞緩慢上移，剛到達(dá)頂蓋時(shí)，氣體達(dá)到狀態(tài)2，將電熱絲繼續(xù)加熱，氣體達(dá)到狀態(tài)3，其壓強(qiáng)p3=1.20×105Pa。整個(gè)過程中氣體內(nèi)能增加了ΔU=377.6J，已知大氣壓p0=1.01×105Pa。求氣體：(1)在狀態(tài)3的溫度T3；(2)從狀態(tài)1到狀態(tài)3吸收的熱量Q。18．（25屆·湖北部分學(xué)校聯(lián)考·三模）夜晚公園景觀池有可變化形狀的燈光秀，其原理如圖所示，將兩個(gè)相同的相互獨(dú)立的半圓形線狀光源拼接在一起形成一個(gè)圓形線狀光源，水平放在水池的水面下，通過控制兩個(gè)光源的發(fā)光情況和調(diào)節(jié)光源距離水面的深度，人們?cè)谒嫔蠒?huì)看到不同形狀的發(fā)光區(qū)域。已知圓形線光源的半徑為R，水的折射率為n=(1)若兩個(gè)半圓形線狀光源同時(shí)發(fā)光，控制線狀光源從離水面較近的位置平行水面緩慢向下移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)水面發(fā)光區(qū)域形狀不變，只是面積在擴(kuò)大，直到