上海市嘉定区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-03热学、光学、物理实验（基础题）

上海市嘉定区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-03热学、光学、物理实验（基础题）

一、单选题

1．（2022·上海嘉定·统考一模）最早用实验证实电磁波存在的物理学家是（　　）

A．奥斯特 B．法拉第 C．麦克斯韦 D．赫兹

2．（2022·上海嘉定·统考一模）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，对提高测量结果精确度有利的操作是（　　）

A．选用柔软有弹性的摆线 B．选用体积较大的摆球

C．单摆偏离平衡位置的角度应尽可能大些 D．测周期应从摆球经过平衡位置开始计时

3．（2022·上海嘉定·统考一模）如图，在“研究共点力的合成”的实验中，橡皮筋的一端固定在A点，另一端被两个弹簧测力计拉至O点，此时、间的夹角为锐角。若保持结点O的位置及的方向不变，绕点O逆时针旋转，使两分力的夹角逐渐增大，这一过程中（　　）

A．一定增大，、的合力也随之增大

B．一定增大，但、的合力保持不变

C．不一定增大，、的合力也不一定增大

D．不一定增大，但、的合力保持不变

4．（2022·上海嘉定·统考一模）演示桌面微小形变的实验采用了放大法，下列研究用到相同实验方法的是（　　）

A．斜面理想实验

B．卡文迪什扭秤实验

C．共点力合成实验

D．影响向心力大小因素实验

5．（2022·上海嘉定·统考一模）如图为测量小车瞬时速度的实验装置，实验室有6cm，4cm，2cm，1cm四种规格的挡光片可供选择。为能更准确地测出小车经过光电门时的瞬时速度，你选用的挡光片的规格是（　　）

A．6cm B．4cm C．2cm D．1cm

6．（2022·上海嘉定·统考一模）利用如图所示电路可以测量电源的电动势E和内阻r，R为电阻箱，R0为定值电阻。闭合开关，当R取不同阻值时，电流表对应有不同读数I，多次改变电阻箱的阻值，所得到的图像应为（　　）

A． B．

C． D．

7．（2022·上海嘉定·统考一模）质量相同、温度相同的氢气和氧气，在不计分子势能的情况下，它们的（　　）

A．分子平均动能相同，内能相同 B．分子平均动能相同，内能不同

C．分子平均动能不同，内能相同 D．分子平均动能不同，内能不同

8．（2022·上海嘉定·统考一模）一定质量的封闭气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强会增大，从微观角度分析，这是因为（　　）

A．气体分子的总数增加 B．气体分子间的斥力增大

C．所有气体分子的动能都增大 D．气体分子对器壁的平均作用力增大

9．（2021·上海嘉定·统考一模）一定质量的0℃的水，在它凝固成0℃冰的过程中（　　）

A．分子动能、分子势能均变大

B．分子动能、分子势能均变小

C．分子动能不变，分子势能变大

D．分子动能不变，分子势能变小

10．（2021·上海嘉定·统考一模）如图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。某实验小组改变所挂钩码的数量，多次重复测量，绘出如图（b）所示的图像。引起误差的主要原因是（　　）

A．小车与轨道之间存在摩擦 B．先点击“记录数据”，后释放小车

C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大

11．（2021·上海嘉定·统考一模）某同学为了估算地球的质量，用摆长为L的单摆做小振幅摆动，测得周期为T，若地球半径为r，则地球质量为（  ）

A． B． C． D．

二、填空题

12．（2022·上海嘉定·统考一模）小朋友画了一幅鱼儿在水中吐气泡的图画，如图所示。假设湖水的温度恒定不变，你认为他画得_________（填“对”或“不对”），你的理由是：__________________（请运用物理原理简要说明）。

三、实验题

13．（2022·上海嘉定·统考一模）某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，如图a所示。将该水果电池给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡不发光，检查电路无故障，测量电路中的电流，发现读数不足3mA。

（1）你认为电路中电流不足3mA的原因是________；

（2）为了测量水果电池的电动势和内阻，进行如下实验，电路图如图b所示。请按照电路图，将图c中的实物图连线补充完整________。

（3）连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器________；

（4）按要求更换滑动变阻器后，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出图像，如图d所示。由图像求得水果电池的电动势E=________V，内阻r=________（结果保留三位有效数字）。

14．（2022·上海嘉定·统考一模）“DIS研究加速度和力关系”的实验装置如图所示。

（1）实验所用的传感器是_________，小车上安装的是该传感器的_________部分；

（2）实验时若要以钩码的重力作为小车所受的合外力，则轨道应满足的条件是_________，钩码应满足的条件是_________。

（3）某同学根据多组数据作出了a-F图像，如下图所示，发现图线不过原点，应采取的改进措施是_______。

15．（2021·上海嘉定·统考一模）在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是使油酸在浅盘的水面上形成______。若n滴油酸酒精溶液的体积为V，一滴溶液在水面上散开形成的油膜面积为S，溶液的浓度为η，则可估算出该分子的直径d = ______。

16．（2021·上海嘉定·统考一模）请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容.

(1) 如图甲所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套.

(2)如图乙所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及_________________.

(3) 如图丙所示,用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点拉到O点,记下此时弹簧测力计的示数F=____________N和细绳的方向.

(4) 如图丁所示,已按一定比例作出了F1、F2和F的图示,请用作图法作出F1和F2的合力F/._____

(5) F/与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1的大小比真实值偏_______(填“大”或“小”)或F1与F2的夹角比真实夹角偏______________.(填“大”或“小”)．

四、解答题

17．（2021·上海嘉定·统考一模）如图所示，竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定量的理想气体，气柱长l=10cm。活塞A上方为水银，粗细两筒中水银柱的高度分别为H=3cm和h=2cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计。用外力向上托住B，使之处于平衡状态。若外界大气压始终为p0=76cmHg，环境温度为27℃。

(1)求图示状态封闭气体的压强p1；

(2)保持温度不变，向上缓慢推动活塞B，试计算粗筒中的水银柱刚好完全进入细筒时，封闭气体的压强p2和活塞B上升的距离x；

(3)在第2问的基础上，固定活塞B的位置不变，将装置放入57℃的恒温箱中。一段时间后，在细筒上方注入水银，为保证活塞A不向下移动，则注入水银的最大高度h’为多少？

(4)请在p－V图上定性画出气体状态变化的整个过程。

参考答案：

1．D

【详解】麦克斯韦最早预言了电磁波的存在，最早用实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹。

故选D。

2．D

【详解】A．摆线长不能发生变化，应选用柔软不具有弹性的摆线，A错误；

B．为减小空气阻力的影响，应选用密度大、体积小的摆球，B错误；

C．为使摆球做简谐运动，单摆偏离平衡位置的角度应小些，C错误；

D．摆球在平衡位置的速度最大，测周期应从摆球经过平衡位置开始计时，误差较小，D正确。

故选D。

3．D

【详解】保持结点O的位置，即橡皮条的形变量不变，可得、的合力保持不变；的方向不变，绕点O逆时针旋转，即、间的夹角由锐角开始逐渐增大，则先减小后增大，故不一定增大。

故选D。

4．B

【详解】A．斜面理想实验采用了实验与理论的逻辑推理得出结论，所以A错误；

B．卡文迪什扭秤实验也是采用了放大法，所以B正确；

C．共点力合成实验采用了等效替代法，所以C错误；

D．影响向心力大小因素实验采用了控制变量法，所以D错误；

故选B。

5．D

【详解】根据瞬时速度定义可知，挡光片越窄，平均速度越接近小车经过光电门时的瞬时速度。故ABC错误，D正确。

故选D。

6．A

【详解】由闭合电路欧姆定律得

解得

可知图线是一条不过原点的随增加的直线。故A正确，BCD错误。

故选A。

7．B

【详解】由于不计分子势能的情况下，氢气和氧气只有分子动能，温度相同，它们的平均动能相同，而氢气分子摩尔质量小，质量相等，氢气分子数多，所以氢气内能多，即内能不同，ACD错误，B正确。

故选B。

8．D

【详解】A．气体分子的总数由分子的总质量决定，所以质量不变，分子的总数不变，则A错误；

B．气体的体积不变，分子间的距离保持不变，所以气体分子间的斥力不变，则B错误；

C．根据温度是气体分子平均动能的标志，所以温度升高时，气体分子的平均动能增大，但不是所有气体分子的动能都增大，所以C错误；

D．温度升高时，气体分子的平均动能增大，则气体分子对器壁的平均作用力增大，气体的压强会增大，所以D正确；

故选D。

9．D

【详解】一定质量的0℃的水，在它凝固成0℃冰的过程中温度不变，分子动能不变；体积增大，对外做功，内能减小，而动能不变，则分子势能减小，故选D。

10．A

【详解】由图像可知，直线不过原点，即当外力F到达一定值时小车才会产生加速度，可知其原因是小车与轨道之间存在摩擦。

故选A。

11．C

【详解】根据单摆的周期公式有

T = 2π

根据万有引力与重力的关系有（忽略地球自转）

mg = G

解得

M =

故选C。

12．     不对     见解析

【详解】[1]不对

[2]根据湖水的温度恒定不变，由等温变化有

可知，气泡在水里上升过程中压强逐渐减小时，气泡的体积逐渐增大，所以画的不对。

13．     水果电池内阻太大          阻值偏小     1.55     21.9

【详解】（1）[1]水果电池内阻太大，电路的电流很小，灯泡的实际功率很小不足以使灯泡发光；

（2）[2] 实物图连线如图

（3）[3]连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，由于水果电池内阻很大，而滑动变阻器采用的是限流式接法，所以导致的原因是所选用的滑动变阻器阻值偏小；

（4）[4]根据闭合电路欧姆定律

化解得

可解得

[5]U-I图像斜率绝对值表示电源内阻，可得

14．     位移传感器     发射器     平衡轨道的摩擦力     钩码的质量应远小于小车的质量     将轨道垫高的一端适当调低一点

【详解】(1)[1][2]由图可知，实验所用的传感器是位移传感器，小车上安装的是该传感器的发射器部分。

(2)[3][4]若以钩码的重力作为小车所受的合外力，则小车受到的其他力的合力为0，即需要平衡轨道的摩擦力；对钩码受力分析有

对小车受力分析有

因此可得

因此钩码的质量应远小于小车的质量，才能使得重力和拉力近似相等。

(3)[5]拉力为0时，加速度不为0，说明平衡摩擦力太过，应将轨道垫高的一端适当调低一点。

15．     单分子油膜    

【详解】[1]在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是使油酸在浅盘的水面上形成单分子油膜。

[2] n滴油酸酒精溶液的总体积为V，且油酸酒精溶液中油酸浓度为η，则一滴中的纯油酸体积为

V0 =

一滴溶液在水面上散开形成的油膜面积为S，根据体积公式可知，油酸分子的直径为

d ==

16．     两细绳的方向     3.00     由力的图示作出F1和F2的合力F',如图     大     大

【详解】（1）实验时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及两细绳的方向；

（2）分度值为0.1N，要估读到分度值下一位，弹簧测力计的示数3.00N；

（3）由力的图示作出F1和F2的合力

（4）F/与F大小相等，方向略有偏差，此偏差仅由F1引起，F2的真实值，合力的真实值为F′，F1为测量值，由图可知，F1的大小比真实值偏大，F1的方向使它与F2的方向夹角比真实值偏大．

17．(1)81cmHg；(2)4cm；(3)9cm；(4)

【详解】(1)由题意可得

(2)因为粗筒的面积是细筒面积的4倍，则水银柱完全推入细筒时有

所以

设封闭气体后来的高度为，粗筒截面积为S，因为温度不变，根据玻意耳定律有

得

则

(3)因为体积不变，根据查理定律得即

得

又

得

(4)如图所示