专题10 光学 热学（10年汇编）（浙江专用）2017-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 汇编浙江近10年光学热学高考真题，融合太空水球、水流导光、拔火罐等真实情境，覆盖必考选择与压轴计算，适配高考复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择（含多选）|24题|几何光学（折射/全反射）、波动光学（干涉/衍射）、热学基础（表面张力/热力学定律）|结合电子衍射实验考物质波概率性，用水流导光现象辨析全反射条件| |计算|10题|理想气体状态方程、热力学第一定律|以拔火罐、报警装置为情境，设计等温/等压多过程联立计算，匹配浙江压轴题命题趋势|

专题10 光学 热学 10年真题 考点 浙江考情 命题创新特点 几何光学（折射 / 全反射 / 棱镜） 2017-2026 必考选择 融合太空水球、水流导光、溶液折射率测量，设置多层介质、弧形界面，侧重临界角几何推导 波动光学（干涉 / 衍射 / 物质波） 2021、2023、2025 多选 肥皂膜等厚干涉、电子德布罗意衍射，结合双缝条纹定量计算，区分概率波与粒子轨迹 热学基础与微观解释 2023、2025 多选 表面张力、毛细现象、热力学第二定律、多普勒综合跨模块辨析 理想气体状态方程计算 2023-2026 压轴计算 拔火罐、测温容器、报警装置、自由膨胀多过程，等温 / 等压 / 等容分段联立热力学第一定律 考点01光学 （多选）1．（2026•浙江）如图1所示，三块同质有机玻璃板甲、乙、丙，拼接形成两层同心圆弧空气膜。现让一束激光从P点射入，并在空气膜Q处注入一滴油，呈现图2所示的光路（其中α、β为相应光线的入射角）。已知空气折射率为1，光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．有机玻璃的折射率 B．光在有机玻璃中的传播速度v≥csinα C．有机玻璃的折射率可能大于油的折射率 D．若在R处注入同种油滴，光线不会从R处进入乙 【答案】AC 【解答】解：A、光线在有机玻璃与空气膜的界面发生全反射，临界角C≤β。 根据全反射临界角公式：，由于C≤β，则sinC≤sinβ，即：n，故A正确。 B、根据上述同理可得n，根据光在介质中的速度v，可得v≤csinα，故B错误； C、当有机玻璃的折射率大于油的折射率，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，符合图中的光路图，故C正确； D、在R处注入同种油滴，光线在有机玻璃与油的界面入射角与Q处类似，同样满足折射条件，因此光线会从R处进入乙，故D错误； 故选：AC。 2．（2025•浙江）一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样。则（　　） A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹 C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大 【答案】C 【解答】解：A.电子的衍射，表明实物粒子—电子具有波动性，故A错误； BC．电子的衍射表明电子的波动性是一种概率波，图中亮纹处电子出现的概率大，亮纹不是电子运动的轨迹，故B错误，C正确； D．电子速度越大，动量p＝mv越大，德布罗意波长越小； 在衍射实验中，衍射圆环半径r与波长λ成正比，因此中心亮斑半径越小，故D错误。 故选：C。 3．（2025•浙江）测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经Δt后亮点消失。已知转盘转动角速度为ω，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率nx为（光从折射率n1的介质射入折射率n2的介质，入射角与折射角分别为θ1与θ2，有）（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：由题意可知当屏上无光点时，光线从隔板射到空气上时发生了全反射，出现亮点时，光线从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射，可知从出现亮点到亮点消失，容器旋转满足2θ＝ωΔt，光线能透过液体和隔板从空气中射出时，即出现亮点时，可知光线的在空气中的入射角为θ时，光线在隔板和空气界面发生全反射，在隔板和液体界面，有，在隔板和空气界面，解得，故A正确，BCD错误。 故选：A。 4．（2024•浙江）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（　　） A．激光在水和空气中速度相同 B．激光在水流中有全反射现象 C．水在空中做匀速率曲线运动 D．水在水平方向做匀加速运动 【答案】B 【解答】解：A、光在介质中的传播速度大小，可知同种光在不同介质中的传播速度是不同的，则激光在水和空气中速度大小不相等，故A错误； B、类似于光导纤维，激光在水流中多次发生全反射，最终从水流的末端射出，照亮了下面桶中的水，故B正确； CD、水在空中做平抛运动，是匀变速曲线运动，水在水平方向不受力，水平方向做匀速直线运动，故CD错误。 故选：B。 5．（2023•浙江）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离hm，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为R，点光源出的光线在水面恰好全反射的光路图如图1所示。 由sinC，可得：tanC R＝h•tanCm＝0.3m 三角形发光体的每一条细灯带发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图2所示。 三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图3所示 设直角边的长度为a＝0.9m，由几何关系可得此三角形的内切圆的半径r＝a 而R＝0.3ma，可知：R＞r，则由图3可知有光射出的水面形状在三角形中央区域无空缺部分，故C正确，ABD错误。 故选：C。 6．（2023•浙江）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了α角，则α（　　） A．等于90° B．大于90° C．小于90° D．与棱镜的折射率有关 【答案】A 【解答】解：题图已经画出此过程中光的传播路径，通过BC作出△ABC的对称图形，如图所示： 根据对称性可知，从CD边射出的光线与法线的夹角也为θ，所以光线从AC射出时与法线的夹角也为θ； 由于垂直于AB的法线与垂直于AC的法线相互垂直，根据数学知识（一个角的两边与另一个角的两边相互垂直，这两个角相等或互补）可知，从AC边射出的光线与入射光线相互垂直，故出射光线相对于入射光线偏转角为α＝90°，故A正确、BCD错误。 故选：A。 7．（2022•浙江）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．用复色光投射就看不到条纹 B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果 C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹 D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大 【答案】B 【解答】解：A、复色光投射时也可以发生干涉，在光屏上呈现干涉条纹，故A错误； B、明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，故B正确； C、把光屏前移或后移，也能看到明暗相间条纹，故C错误； D、根据Δx，由于蓝光的波长小于红光波长，所以蓝光干涉条纹的间距比红光的小，故D错误； 故选：B。 8．（2022•浙江）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是（　　） A．气泡表面有折射没有全反射 B．光射入气泡衍射形成“亮斑” C．气泡表面有折射和全反射 D．光射入气泡干涉形成“亮纹” 【答案】C 【解答】解：当光由光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角时，就会发生全反射现象，光从水射向空气时，会发生全反射现象。水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射入气泡时，一分部光在界面上发生了全反射，折射光消失，入射光几乎全变为反射光的缘故； 故ABD错误，C正确； 故选：C。 9．（2022•浙江）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，b、c、d也会随之转动，则（　　） A．光束b顺时针旋转角度小于Δθ B．光束c逆时针旋转角度小于Δθ C．光束d顺时针旋转角度大于Δθ D．光速b、c之间的夹角减小了2Δθ 【答案】B 【解答】解：A.设入射光线的入射角为α，则反射角为α，光束c的折射角为β，光束d的反射角也为β，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，入射角变为 α'＝Δθ+α 由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于Δθ，故A错误； B.由折射定律有 n＞1 n＞1 可得 Δθ′＜Δθ 即光束c逆时针旋转角度小于Δθ，故B正确； C.光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于Δθ，故C错误； D.光束b顺时针旋转角度等于Δθ，光束c逆时针旋转角度小于Δθ，则光速b、c之间的夹角减小的角度小于2Δθ，故D错误； 故选：B。 10．（2021•浙江）用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b间的夹角为90°，则（　　） A．光盘材料的折射率n＝2 B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度 【答案】D 【解答】解：AB、依题意的光路图如右图所示， 由题意可知：∠OO′P＝120°，可得在O点处的折射角：γ＝30°， 由题意可知：α+β＝90°，由反射定律得：α＝β，解得：α＝β＝45°， 由折射定律得：n， 光在光盘内的速度：v 光盘材料的折射率n，光在光盘内的速度为真空中光速的，故AB错误； C、由能量守恒定律可知：若忽略光在传播过程的能量衰减，则光束a的强度应等于光束b、c、d和e的强度之和，若考虑光在传播过程的能量衰减，则光束a的强度应大于光束b、c、d和e的强度之和，总之光束a的强度应一定大于光束b、c和d的强度之和，故C错误。 D、在P点处光束OP为入射光束，而光束c和光束PQ分别为折射和反射光束，由能量守恒定律可知：在P点处光束OP的强度等于光束c和光束PQ的强度之和，因此无论是否考虑传播过程能量衰减，光束c的强度一定小于O点处折射光束OP的强度，故D正确。 故选：D。 （多选）11．（2021•浙江）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　） A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90° 【答案】AB 【解答】解：A、由图可知肥皂膜的干涉条纹是弯曲的，由于薄膜干涉为等厚干涉，故过肥皂膜最高和最低点的截面的长边距离不相等，即两长边不平行，一定不是梯形，故A正确； B、肥皂膜上的条纹是薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加形成的干涉条纹，故B正确； C、薄膜是等厚干涉，肥皂膜从形成到破裂，由于液体在向下流动，薄膜上部逐渐变薄，下部逐渐变厚，条纹的宽度和间距会发生变化，故C错误； D、将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹不会跟着转动，仍在水平方向，故D错误。 故选：AB。 12．（2020•浙江）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　） A．玻璃砖的折射率为1.5 B．OP之间的距离为R C．光在玻璃砖内的传播速度为c D．光从玻璃到空气的临界角为30° 【答案】C 【解答】解：ABD、根据题意可知，当光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，如图甲所示； 当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，则光线折射光线与垂直于OP的夹角相等，故光路如图乙所示。 对图甲根据全反射的条件可得：sinC 对图乙根据折射定律可得：n 其中sinα 联立解得：OP，n，临界角为：C＝arcsin，故ABD错误； C、光在玻璃砖内的传播速度为：vc，故C正确。 故选：C。 13．（2020•浙江）如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍（0＜k＜1）。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的（1﹣k2）倍，则该材料折射率至少为（　　） A． B． C．1.5 D．2 【答案】A 【解答】解：这束光最终进入材料的能量为入射光能量的（1﹣k2）倍，说明经过两次反射进入材料后会发生全反射，光路图如图所示， 设折射率为n，在B点的折射角为θ，则全反射角为90°﹣θ，根据折射定律知 n…① n…② 联立解得：n，故A正确，BCD错误。 故选：A。 （多选）14．（2017•浙江）图中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80mm，双缝到屏的距离为0.80m，波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线OO′上方第1条亮纹中心位置在P1处，第3条亮纹中心位置在P2处，现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2，假设两条虫子爬行速率均为10﹣3m/s，正确的是（　　） A．1号虫子运动路程比2号短 B．两只虫子运动的时间差为0.2s C．两只虫子运动的时间差为1.0s D．已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算 【答案】AB 【解答】解：A、由题，结合干涉条纹的宽度公式：可知，该光的干涉条纹的宽度：xm 第1条亮纹中心位置在P1处，所以：m 第3条亮纹中心位置在P2处，所以：m 所以1号虫子的路程为：； 2号虫子的路程为：， 则：1.5×10﹣3﹣5×10﹣4﹣0.80×10﹣3＝0.2×10﹣3m．故A正确； BCD、两只虫子运动的时间差s．故B正确，CD错误 故选：AB。 考点02热学 15．（2026•浙江）如图所示，导热良好的瓶内，用一质量为m1、横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，在活塞上方有质量为m2的液体。初始时，瓶内气体处于状态A，其体积为VA。将一根质量不计的细管插入液体，液体在细管中上升到一定高度后保持静止。随后通过细管缓慢吸走全部液体，此时瓶内气体处于状态B。环境温度保持不变，从状态A到状态B过程中，气体吸收热量Q＝2.05J。已知S＝40cm2，VA＝400cm3，m1＝0.4kg，m2＝2kg，大气压强p0＝0.99×105Pa。 （1）图中液体 　 　 （选填“浸润”或“不浸润”）管壁，若细管仅内径变小，与原细管相比，管内液面将 　 　 （选填“升高”、“不变”或“降低”）； （2）求气体在状态B时的体积VB； （3）求气体从状态A到状态B过程中对外做的功WAB。 【答案】（1）图中液体浸润管壁，若细管仅内径变小，与原细管相比，管内液面将升高； （2）气体在状态B时的体积VB为420cm3； （3）气体从状态A到状态B过程中对外做的功WAB为2.05J。 【解答】解：（1）液体在细管中上升，说明液体与管壁之间是浸润的；根据毛细现象公式：h，可知管的内径r变小，液面会升高。 （2）状态A时，气体压强由大气压、活塞重力和液体重力共同产生； 状态B时，气体压强由大气压、活塞重力共同产生； 由等温过程可知：pAVA＝pBVB 解得： （3）由ΔU＝WAB+Q，ΔU＝0可知：气体对外做功为WAB＝2.05J 答：（1）图中液体浸润管壁，若细管仅内径变小，与原细管相比，管内液面将升高； （2）气体在状态B时的体积VB为420cm3； （3）气体从状态A到状态B过程中对外做的功WAB为2.05J。 （多选）16．（2025•浙江）下列说法正确的是（　　） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．按照相对论的时间延缓效应，低速运动的微观粒子寿命比高速运动时更长 C．变压器原线圈中电流产生的变化磁场，在副线圈中激发感生电场，从而产生电动势 D．热敏电阻和电阻应变片两种传感器，都是通过测量电阻，确定与之相关的非电学量 【答案】CD 【解答】解：A．根据热力学第二定律，热量能自发地从高温物体传到低温物体而不引起其他变化，热量却不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误； B．按照相对论的时间延缓效应，高速运动的微观粒子寿命比低速运动时更长，故B错误； C．变压器原线圈中电流产生的变化磁场，这个变化的磁场沿着变压器的铁芯穿过变压器的副线圈，在副线圈中激发感生电场，从而产生电动势，故C正确； D．热敏电阻可以把温度转化为电阻这个电学量，电阻应变片可以把压力转化为电阻这个电学量，因此热敏电阻和电阻应变片两种传感器，都是通过测量电阻，确定与之相关的非电学量，故D正确。 故选：CD。 17．（2025•浙江）如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭T1＝300K，体积V1＝1×103cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h＝10cm。将瓶子放进T2＝303K的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，h保持不变，气体达到状态2，此时锁定瓶塞，再缓慢地从吸管中吸走部分水后，管内和瓶内水面等高，气体达到状态3。已知从状态2到状态3，气体对外做功1.02J；从状态1到状态3，气体吸收热量4.56J，大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3；忽略表面张力和水蒸气对压强的影响。 （1）从状态2到状态3，气体分子平均速率 　 （“增大”、“不变”、“减小”），单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数 　 （“增大”、“不变”、“减小”）； （2）求气体在状态3的体积V3； （3）求从状态1到状态3气体内能的改变量ΔU。 【答案】（1）不变；减小；（2）1.0201×103cm3；（3）2.53J。 【解答】解：（1）从状态2到状态3，温度保持不变，气体分子的内能保持不变，则气体分子平均速率不变，由于气体对外做功，则气体压强减小，故单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数减小。 （2）气体从状态1到状态2的过程，由盖—吕萨克定律 其中V1＝1×103cm3，T1＝300K，T2＝303K 解得V2＝1.01×103cm3 此时气体压强为p2＝p1＝p0+ρgh＝1.01×105Pa 气体从状态2到状态3的过程，由玻意耳定律p2V2＝p3V3，其中p3＝p0 代入数据解得，气体在状态3的体积为V3＝1.0201×103cm3 （3）气体从状态1到状态2的过程中，气体对外做功为W1＝p1（V2﹣V1）＝1.01J 由热力学第一定律ΔU＝Q﹣（W1+W2），其中Q＝4.56J，W2＝1.02J 代入解得，从状态1到状态3气体内能的改变量为ΔU ＝2.53J 故答案为：（1）不变；减小；（2）1.0201×103cm3；（3）2.53J。 18．（2025•浙江）“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至t1，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷却至室温t2，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量7.35J。已知S＝1.6×10﹣3m2，t1＝77℃，t2＝27℃。忽略皮肤的形变，大气压强。求： （1）状态2时罐内气体的压强； （2）状态1到状态2罐内气体内能的变化； （3）状态2时皮肤受到的吸力大小。 【答案】（1）状态2时罐内气体的压强为9×104Pa； （2）状态1到状态2罐内气体内能减小7.35J； （3）状态2时皮肤受到的吸力大小为24N。 【解答】解：（1）从状态1到状态2，罐内气体做等容变化，状态1的压强 根据查理定律 罐内气体的压强 （2）状态1到状态2，气体做功W＝0，气体放热Q＝﹣7.35J 根据热力学第一定律ΔU＝W+Q 罐内气体内能的变化ΔU＝﹣7.35J 即内能减小7.35J； （3）根据压强公式 状态2时皮肤受到的吸力大小 答：（1）状态2时罐内气体的压强为9×104Pa； （2）状态1到状态2罐内气体内能减小7.35J； （3）状态2时皮肤受到的吸力大小为24N。 （多选）19．（2024•浙江）下列说法正确的是（　　） A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同 C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号 D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少 【答案】AB 【解答】解：A．根据中子的符号可知，中子呈电中性； 根据β衰变的实质为 由此可以说明中子内部有复杂结构，故A正确； B．根据爱因斯坦的光速不变原理可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确； C．根据LC电路的频率公式可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C错误； D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于到大于r0的过程，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。 故选：AB。 20．（2024•浙江）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1＝750cm3的左右两部分。面积为S＝100cm2的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度T1＝300K、压强p1＝2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度T3＝350K的状态3，气体内能增加ΔU＝63.8J。已知大气压强p0＝1.01×105Pa，隔板厚度不计。 （1）气体从状态1到状态2是 　不可逆　 （选填“可逆”或“不可逆”）过程，分子平均动能 　不变　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求水平恒力F的大小； （3）求电阻丝C放出的热量Q。 【答案】（1）不可逆；不变； （2）水平恒力F的大小为10N； （3）电阻丝C放出的热量为89.3J。 【解答】解：（1）根据热力学第二定律可知，自然界与热现象有关的宏观过程都有方向性，气体的扩散可以自发进行，因此气体从状态1到状态2是不可逆过程； 由于隔板A的左侧为真空，可知气体从状态1到状态2，气体自由膨胀，不做功，又没有发生热传递，所以气体的内能不变，气体的温度不变，气体分子平均动能不变。 （2）气体从状态1到状态2发生等温变化，根据玻意耳定律p1V1＝p2•2V1 代入数据解得 解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，以活塞B为对象， 根据平衡条件p2S＝p0S+F 代入数据解得F＝10N （3）当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度T2＝350K的状态3，可知气体做等压变化 根据盖・吕萨克定律 代入数据解得 该过程气体对外做功为W＝p2ΔV＝p2（V3﹣2V1） 代入数据解得W＝25.5J 根据热力学第一定律可得ΔU＝﹣W+Q′ 解得气体吸收的热量为Q′＝ΔU+W＝63.8J+25.5J＝89.3J 可知电阻丝C放出的热量为Q＝Q′＝89.3J。 答：（1）不可逆；不变； （2）水平恒力F的大小为10N； （3）电阻丝C放出的热量为89.3J。 21．（2024•浙江）如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为l1。将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2。已知S＝4.0×10﹣4m2，m＝0.1kg，l1＝0.2m，l2＝0.3m，T2＝350K，V0＝2.0×10﹣4m3，大气压强p0＝1.0×105Pa，环境温度T1＝300K。 （1）在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”），气体分子的数密度 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）求此不规则小块固体的体积V； （3）若此过程中气体内能增加10.3J，求吸收热量Q。 【答案】（1）不变，变小； （2）此不规则小块固体的体积4×10﹣5m3； （3）吸收热量14.4J。 【解答】解：（1）温度升高后，活塞缓慢上升，受力不变，故封闭气体的压强不变； 根据压强公式可知，器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变； 容器内气体分子总数不变，由于体积变大，因此气体分子的数密度变小。 （2）气体发生等压变化，根据盖﹣吕萨克定律 代入数据解得V＝4×10﹣5m3 （3）整个过程中外界对气体做功为W＝﹣p1S（l2﹣l1） 对活塞受力分析p1S＝mg+p0S 解得W＝﹣4.1J 根据热力学第一定律ΔU＝Q+W 其中ΔU＝10.3J 解得Q＝14.4J＞0 故气体吸收热量为14.4J。 故答案为：（1）不变，变小； （2）此不规则小块固体的体积4×10﹣5m3； （3）吸收热量14.4J。 （多选）22．（2023•浙江）下列说法正确的是（　　） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．液体的表面张力方向总是跟液面相切 C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的 D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率 【答案】BD 【解答】解：A、根据热力学第二定律得，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误； B、液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确； C、在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是相同的，故C错误； D、根据多普勒效应的原理可知，当波源与观察者相互接近时，观察者接收到波的频率增大；反之，观察者接收到波的频率减小。故D正确。 故选：BD。 23．（2023•浙江）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S＝100cm2、质量m＝1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度TA＝300K、活塞与容器底的距离h0＝30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升d＝3cm恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度Tc＝363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了ΔU＝158J。取大气压，求气体： （1）在状态B的温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 【答案】（1）气体在状态B的温度为330K； （2）气体在状态C的压强为1.1×105Pa； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q为188J。 【解答】解：（1）从状态A到状态B的过程中气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律得 代入数据解得：TB＝330K （2）气体在状态B的压强为pB＝p00.99×105PaPa＝1×105Pa 从状态B到状态C的过程中气体发生等容变化，根据查理定律得 代入数据解得：pC＝1.1×105Pa （3）从状态A到状态B的过程中气体对外做的功为W＝pBSd＝1×105×100×10﹣4×0.03J＝30J 从状态B到状态C的过程中气体不做功。由状态A到状态C过程中，根据热力学第一定律得 ΔU＝Q﹣W 代入数据解得：Q＝188J 答：（1）气体在状态B的温度为330K； （2）气体在状态C的压强为1.1×105Pa； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q为188J。 24．（2023•浙江）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积S＝100cm2、质量m＝1kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积VA＝600m3。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积VB＝500m3。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强pC＝1.4×105Pa。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量Q＝14J；从状态B到状态C，气体内能增加ΔU＝25J；大气压p0＝1.01×105Pa。 （1）气体从状态A到状态B，其分子平均动能 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），圆筒内壁单位面积受到的压力 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求气体在状态C的温度TC； （3）求气体从状态A到状态B过程中外界对气体做的功W。 【答案】（1）不变；增大； （2）气体在状态C的温度为350K； （3）气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功为11J。 【解答】解：（1）状态A到状态B的过程中，圆筒内气体与热源处于热平衡状态，则圆筒内气体的温度保持不变，其分子平均动能不变； 根据一定质量的理想气体状态方程pV＝CT可知，因为从状态A到状态B过程，气体的温度不变，体积减小，所以气体的压强增大，所以圆筒内壁单位面积受到的压力增大； （2）从状态A到状态B的过程中，气体的温度保持不变，根据玻意耳定律可得： pAVA＝pBVB 在A状态时，根据活塞的平衡状态可得： p0S＝mg+pAS 其中，S＝100cm2＝0.01m2 从状态B到状态C的过程中，气体的体积保持不变，根据查理定律可得： 联立解得：TC＝350K （3）因为A到B过程中气体的温度保持不变，则ΔUAB＝0 从状态A到状态C的过程中，根据热力学第一定律可得： ΔUAC＝Q+WAC 因为状态B到状态C过程气体的体积不变，则WAC＝WAB 根据题意可得：ΔUAC＝ΔU 联立解得：WAB＝11J 答：（1）不变；增大； （2）气体在状态C的温度为350K； （3）气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功为11J。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 光学 热学 10年真题 考点 浙江考情 命题创新特点 几何光学（折射 / 全反射 / 棱镜） 2017-2026 必考选择 融合太空水球、水流导光、溶液折射率测量，设置多层介质、弧形界面，侧重临界角几何推导 波动光学（干涉 / 衍射 / 物质波） 2021、2023、2025 多选 肥皂膜等厚干涉、电子德布罗意衍射，结合双缝条纹定量计算，区分概率波与粒子轨迹 热学基础与微观解释 2023、2025 多选 表面张力、毛细现象、热力学第二定律、多普勒综合跨模块辨析 理想气体状态方程计算 2023-2026 压轴计算 拔火罐、测温容器、报警装置、自由膨胀多过程，等温 / 等压 / 等容分段联立热力学第一定律 考点01光学 （多选）1．（2026•浙江）如图1所示，三块同质有机玻璃板甲、乙、丙，拼接形成两层同心圆弧空气膜。现让一束激光从P点射入，并在空气膜Q处注入一滴油，呈现图2所示的光路（其中α、β为相应光线的入射角）。已知空气折射率为1，光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．有机玻璃的折射率 B．光在有机玻璃中的传播速度v≥csinα C．有机玻璃的折射率可能大于油的折射率 D．若在R处注入同种油滴，光线不会从R处进入乙 2．（2025•浙江）一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样。则（　　） A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹 C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大 3．（2025•浙江）测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经Δt后亮点消失。已知转盘转动角速度为ω，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率nx为（光从折射率n1的介质射入折射率n2的介质，入射角与折射角分别为θ1与θ2，有）（　　） A． B． C． D． 4．（2024•浙江）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（　　） A．激光在水和空气中速度相同 B．激光在水流中有全反射现象 C．水在空中做匀速率曲线运动 D．水在水平方向做匀加速运动 5．（2023•浙江）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离hm，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（　　） A． B． C． D． 6．（2023•浙江）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了α角，则α（　　） A．等于90° B．大于90° C．小于90° D．与棱镜的折射率有关 7．（2022•浙江）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．用复色光投射就看不到条纹 B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果 C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹 D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大 8．（2022•浙江）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是（　　） A．气泡表面有折射没有全反射 B．光射入气泡衍射形成“亮斑” C．气泡表面有折射和全反射 D．光射入气泡干涉形成“亮纹” 9．（2022•浙江）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，b、c、d也会随之转动，则（　　） A．光束b顺时针旋转角度小于Δθ B．光束c逆时针旋转角度小于Δθ C．光束d顺时针旋转角度大于Δθ D．光速b、c之间的夹角减小了2Δθ 10．（2021•浙江）用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b间的夹角为90°，则（　　） A．光盘材料的折射率n＝2 B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度 （多选）11．（2021•浙江）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　） A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90° 12．（2020•浙江）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　） A．玻璃砖的折射率为1.5 B．OP之间的距离为R C．光在玻璃砖内的传播速度为c D．光从玻璃到空气的临界角为30° 13．（2020•浙江）如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍（0＜k＜1）。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的（1﹣k2）倍，则该材料折射率至少为（　　） A． B． C．1.5 D．2 （多选）14．（2017•浙江）图中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80mm，双缝到屏的距离为0.80m，波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线OO′上方第1条亮纹中心位置在P1处，第3条亮纹中心位置在P2处，现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2，假设两条虫子爬行速率均为10﹣3m/s，正确的是（　　） A．1号虫子运动路程比2号短 B．两只虫子运动的时间差为0.2s C．两只虫子运动的时间差为1.0s D．已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算 考点02热学 15．（2026•浙江）如图所示，导热良好的瓶内，用一质量为m1、横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，在活塞上方有质量为m2的液体。初始时，瓶内气体处于状态A，其体积为VA。将一根质量不计的细管插入液体，液体在细管中上升到一定高度后保持静止。随后通过细管缓慢吸走全部液体，此时瓶内气体处于状态B。环境温度保持不变，从状态A到状态B过程中，气体吸收热量Q＝2.05J。已知S＝40cm2，VA＝400cm3，m1＝0.4kg，m2＝2kg，大气压强p0＝0.99×105Pa。 （1）图中液体 　 　 （选填“浸润”或“不浸润”）管壁，若细管仅内径变小，与原细管相比，管内液面将 　 　 （选填“升高”、“不变”或“降低”）； （2）求气体在状态B时的体积VB； （3）求气体从状态A到状态B过程中对外做的功WAB。 （多选）16．（2025•浙江）下列说法正确的是（　　） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．按照相对论的时间延缓效应，低速运动的微观粒子寿命比高速运动时更长 C．变压器原线圈中电流产生的变化磁场，在副线圈中激发感生电场，从而产生电动势 D．热敏电阻和电阻应变片两种传感器，都是通过测量电阻，确定与之相关的非电学量 17．（2025•浙江）如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭T1＝300K，体积V1＝1×103cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h＝10cm。将瓶子放进T2＝303K的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，h保持不变，气体达到状态2，此时锁定瓶塞，再缓慢地从吸管中吸走部分水后，管内和瓶内水面等高，气体达到状态3。已知从状态2到状态3，气体对外做功1.02J；从状态1到状态3，气体吸收热量4.56J，大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3；忽略表面张力和水蒸气对压强的影响。 （1）从状态2到状态3，气体分子平均速率 　 （“增大”、“不变”、“减小”），单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数 　 （“增大”、“不变”、“减小”）； （2）求气体在状态3的体积V3； （3）求从状态1到状态3气体内能的改变量ΔU。 18．（2025•浙江）“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至t1，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷却至室温t2，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量7.35J。已知S＝1.6×10﹣3m2，t1＝77℃，t2＝27℃。忽略皮肤的形变，大气压强。求： （1）状态2时罐内气体的压强； （2）状态1到状态2罐内气体内能的变化； （3）状态2时皮肤受到的吸力大小。 （多选）19．（2024•浙江）下列说法正确的是（　　） A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同 C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号 D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少 20．（2024•浙江）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1＝750cm3的左右两部分。面积为S＝100cm2的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度T1＝300K、压强p1＝2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度T3＝350K的状态3，气体内能增加ΔU＝63.8J。已知大气压强p0＝1.01×105Pa，隔板厚度不计。 （1）气体从状态1到状态2是 　不可逆　 （选填“可逆”或“不可逆”）过程，分子平均动能 　不变　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求水平恒力F的大小； （3）求电阻丝C放出的热量Q。 21．（2024•浙江）如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为l1。将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2。已知S＝4.0×10﹣4m2，m＝0.1kg，l1＝0.2m，l2＝0.3m，T2＝350K，V0＝2.0×10﹣4m3，大气压强p0＝1.0×105Pa，环境温度T1＝300K。 （1）在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”），气体分子的数密度 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）求此不规则小块固体的体积V； （3）若此过程中气体内能增加10.3J，求吸收热量Q。 （多选）22．（2023•浙江）下列说法正确的是（　　） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．液体的表面张力方向总是跟液面相切 C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的 D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率 23．（2023•浙江）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S＝100cm2、质量m＝1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度TA＝300K、活塞与容器底的距离h0＝30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升d＝3cm恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度Tc＝363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了ΔU＝158J。取大气压，求气体： （1）在状态B的温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 24．（2023•浙江）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积S＝100cm2、质量m＝1kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积VA＝600m3。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积VB＝500m3。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强pC＝1.4×105Pa。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量Q＝14J；从状态B到状态C，气体内能增加ΔU＝25J；大气压p0＝1.01×105Pa。 （1）气体从状态A到状态B，其分子平均动能 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），圆筒内壁单位面积受到的压力 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求气体在状态C的温度TC； （3）求气体从状态A到状态B过程中外界对气体做的功W。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $