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

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

一、单选题

1．（2022·上海金山·统考一模）如图，密封的桶装薯片从上海带到拉萨后盖子凸起。若两地温度相同，则桶内的气体压强p和分子平均动能Ek的变化情况是（　　）

A．p增大、Ek增大 B．p增大、Ek不变

C．p减小、Ek增大 D．p减小、Ek不变

2．（2022·上海金山·统考一模）一气泡从湖底上升到湖面，若温度保持不变，则气泡中的气体分子（　　）

A．平均动能减小

B．对气泡壁单位面积的平均作用力减小

C．平均动能增大

D．对气泡壁单位面积的平均作用力增大

3．（2021·上海金山·统考一模）密闭的玻璃杯内气体温度升高时，气体（　　）

A．分子数增加 B．每个分子的动能增加

C．密度增加 D．每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多

二、填空题

4．（2022·上海金山·统考一模）如图，容器内封闭了一定质量的气体，初始时活塞与固定的小挡板（阴影部分）接触。已知大气压强为p0，活塞质量为m、横截面积为S，且mg=p0S，两挡板向上总共可承受的最大作用力大小为2mg。若活塞承受向下的作用力大小为3mg，要求平衡后气体体积不能小于初始的一半，则初始时气体压强p应满足______≤p≤______（用p0表示）。

5．（2022·上海金山·统考一模）在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：__________（写出一种假设即可）。若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的油膜面积为S，则一个油分子的直径为________。

6．（2021·上海金山·统考一模）固定三通管的AB管竖直、CD管水平，水银在管子的A端封闭了一定量的气体。初始时封闭空气柱长度为l，AB管内水银柱长2h，如图所示。打开阀门后，A端气体将经历___________过程；稳定后，空气柱的长度为___________。（已知大气压强为p0，水银的密度为ρ，重力加速度为g）

三、实验题

7．（2022·上海金山·统考一模）在“研究共点力合成”的实验中，

（1）某同学在实验中出现了如图a所示的动作，该操作有什么错误之处？______。

（2）正确操作后，两个弹簧秤拉动得到如图b所示的两个力和，一个弹簧秤拉动得到如图b所示的力。用作图法求出和的合力（保留必要作图痕迹）______，=______N。

（3）该实验推理的逻辑如下，填出推理依据①______

8．（2022·上海金山·统考一模）“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验：

（1）封闭气体的压强p用________传感器测量，体积V由________读出。

（2）除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的_________不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和________。

（3）图线a、b、c是三位同学根据实验数据分别得到的p-V图像。若a、b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则(         )

A．a、b不重合是由于b气体质量大

B．a、b不重合是由于b气体温度高

C．产生c图线可能是容器密闭性不好

D．产生c图线可能是推动活塞过于快速

9．（2021·上海金山·统考一模）在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，需要配制低浓度的油酸酒精溶液而不使用纯油酸滴入蒸发皿中的水面，原因是___________。注射器滴下的一滴溶液体积约0.005mL，分子直径约10-10m，则配制的溶液浓度相对合理的是___________（选填“10%”、“1%”或“0.1%”）。

10．（2021·上海金山·统考一模）“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置如图所示。

(1)本实验用到的传感器是___________，为让标尺盘处于竖直平面内，标尺盘上的垂直线与自然下垂的摆线要___________（选填“平行”或“垂直”）。

(2)某同学以摆锤运动的最低点为零势能面，在离开最低点一定高度h处静止释放摆锤，测量摆锤到达最低点的瞬时速度，测得动能与重力势能的三组数据。由第1组数据可估算出摆锤下落高度h约为______m。

(3)该同学根据上述三组数据中动能与重力势能近似相等，得出：摆锤在释放后，摆动整个过程近似满足机械能守恒。这一推断证据___________（选填“充分”或“不充分”），理由是___________。

参考答案：

1．D

【详解】两地温度相同，则分子平均动能不变；由波义耳定律可知桶内气体体积增大压强减小，故选D。

2．B

【详解】AC．气泡的温度不变，则平均动能不变，选项AC错误；

BD．气泡从湖底上升到湖面，则气泡内气体的压强减小，则对气泡壁单位面积的平均作用力减小，选项B正确，D错误。

故选B。

3．D

【详解】AC．由于是密闭玻璃杯内的气体，质量一定，体积一定，则分子数不变，密度不变，故AC错误；

B．温度升高，气体分子的平均动能增加，但不是每个分子的动能都增加，故B错误；

D．变化为等容变化，温度升高，分子密度不变但分子平均动能增大，故每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多，故D正确。

故选D。

4．     2.5p0     4p0

【详解】[1][2]两挡板向上总共可承受的最大作用力大小为2mg，初始压强最大为pmsx，有

且

mg=p0S

解得

初始压强最小为pmin，活塞承受向下的作用力大小为3mg，平衡后气体体积不能小于初始的一半，有

解得

5．     将油膜看作是单分子油膜（将油分子看作球形或将油分子看作紧密排列）    

【详解】[1]在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：将油膜看作是单分子油膜（将油分子看作球形或将油分子看作紧密排列）。

[2]若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的油膜面积为S，则一个油分子的直径为

6．     等温压缩    

【详解】[1] [2]三通管不是绝热管，打开阀门后，A端气体进行等温变化，设管的横截面积是S，阀门打开前，封闭气体的压强是P1，打开后，压强为P2，根据玻意耳定律

而

并且

联立可得

由上式可看出，气柱的长度减小了，则封闭气体经历了等温压缩。

7．     弹簧拉力方向与细绳方向不一致          3.0     见解析

【详解】（1）[1]该同学在实验中的操作错误或不妥之处有：弹簧拉力方向与细绳方向不一致。

（2）[2][3]根据平行四边形法则，用作图法在图中画出合力，如图所示

合力大小F=3.0N。

（3）[4]用弹簧测力计分别测出F3和F1、F2的大小，并记下它们的方向，作出F3和F1、F2的图示。

8．     压强     注射器上的刻度     温度     手不要握住注射器封闭有气体的部分     C

【详解】（1）[1][2]封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器上的刻度读出。

（2）[3][4]除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和手不要握住注射器封闭有气体的部分。

（3）[5]AB．根据

质量越大，则pV乘积越大，图像离原点越远；温度越高，pV乘积越大，图像离原点越远，则AB错误；

C．若压缩气体时，注射器密闭性不好，则质量减小，则pV乘积减小，则出现图像c的情况，选项C正确；

D．若推动活塞过于快速，则气体的温度升高，则pV乘积会变大，不会出现图像c的情况，选项D错误。

故选C。

9．     纯油酸无法散开成为单分子油膜     0.1%

【详解】[1]纯油酸无法散开成为单分子油膜，低浓度的油酸酒精溶液滴在水面上可以形成单分子油膜，形成单分子油膜是本实验的先决条件；

[2]设油酸酒精溶液的浓度为η，每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为

V=0.005η（单位cm3）

从实验中知道：一滴油酸酒精溶液在水面上可以形成单分子油膜的面积约为S=500cm2。油酸分子直径的数量级为d=10-10m=10-8cm，根据分子直径的计算式 ，代入数据有

得η=0.1%

10．     光电门传感器     平行     0.1480     不充分     三组数据中释放点处重力势能相同，即在同一高度释放，所得结论不具有普遍性

【详解】(1)[1][2] DIS研究机械能守恒定律实验中所用传感器为光电门传感器，自然下垂的摆线竖直，故将标尺盘上垂直线与摆线平行，即可保证标尺盘处于竖直平面内。

(2)[3]由，其中

g取9.8m/s2，则可估算出摆锤下落高度h约为

(3)[4][5]验证相关定律时，欲确保结论的准确性及普遍性，需进行多次重复实验且实验中起始数据要进行适当改变，本题中，虽然进行了多组实验，但由数据可知，其初始变量未进行改变，故结论不具有普遍性，证据不充分，理由是三组数据中释放点处重力势能相同，即在同一高度释放，所得结论不具有普遍性。