上海市黄浦区三年（2020-2022）年高考物理二模试题按知识点分层-03光学、热学、物理实验（基础题）

上海市黄浦区三年（2020-2022）年高考物理二模试题按知识点分层-03光学、热学、物理实验（基础题）

一、单选题

1．（2022·上海黄浦·统考二模）如图为一金属环肥皂膜的干涉条纹照片，拍摄这张照片时圆环最高点位于 （　　）

A．a 附近 B．b 附近 C．c 附近 D．d 附近

2．（2022·上海黄浦·统考二模）如图所示，1、2、3三个点代表密闭容器中一定质量气体的三个不同状态，对应的温度分别为T1、T2、T3，则（　　）

A．T1=T3=2T2 B．T1=T2=2T3 C．T2=T3=2T1 D．T2=2T3=2T1

3．（2022·上海黄浦·统考二模）在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，某小组测量出的油酸分子直径比教材上介绍的分子直径大几百倍，可能性最大的原因是 （　　）

A．测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴

B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开

C．计算油膜面积时，只数了完整方格的数目

D．误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积

4．（2022·上海黄浦·统考二模）下列陈述中，与分子热运动有关的是 (     )

A．酒香不怕巷子深

B．天光云影共徘徊

C．隔墙花影动，疑是玉人来

D．隔墙有耳

5．（2022·上海黄浦·统考二模）白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光在空气中的

A．传播速度不同 B．强度不同

C．振动方向不同 D．波长不同

6．（2022·上海黄浦·统考二模）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（　　）

A． B． C． D．

7．（2022·上海黄浦·统考二模）如图，竖直放置的均匀等臂U形导热玻璃管两端封闭，管内水银封有A、B两段气柱，左管水银面高于右管水银面，高度差为h，稳定时A、B气柱的压强分别为pA和pB，则（　　）

A．若环境温度升高，水银向A端移动，pB减小

B．若环境温度降低，水银向B端移动，pA增大

C．若环境温度升高，稳定后A、B气柱压强变化ΔpA一定小于ΔpB

D．若环境温度降低，稳定后A处液面高度可能和B处液面高度一样

8．（2021·上海黄浦·统考二模）下列电磁波中，从原子核内部发射出来的是（　　）

A．红外线 B．无线电波 C．γ射线 D．X射线

9．（2021·上海黄浦·统考二模）如图，两端封闭、上粗下细的导热玻璃管竖直放置，中间用一段水银柱封闭了A、B两部分气体。现环境温度略有上升，重新稳定后A、B两部分气体压强的增量分别为ΔpA、ΔpB，则（　　）

A．水银柱略向上移动，ΔpA＜ΔpB

B．水银柱略向上移动，ΔpA＞ΔpB

C．水银柱略向下移动，ΔpA＜ΔpB

D．水银柱略向下移动，ΔpA＞ΔpB

10．（2020·上海黄浦·统考二模）在白炽灯的照射下，能从紧压在一起的两块玻璃板的表面看到彩色条纹。这是光的（　　）

A．双缝干涉现象 B．薄膜干涉现象 C．单缝衍射现象 D．色散现象

11．（2020·上海黄浦·统考二模）伽耳顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现

A．某个小球落在哪个槽是有规律的

B．大量小球在槽内的分布是无规律的

C．大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中

D．越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多

二、多选题

12．（2020·上海黄浦·统考二模）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大2-3个数量级，可能的原因是（　　）

A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目

B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开

C．将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算

D．测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成30滴

三、填空题

13．（2022·上海黄浦·统考二模）如图，左侧竖直玻璃管固定，下端与汞压强计相连，上端封有一定量的气体。开始压强计的U形管两臂内汞面一样高，气柱长为10cm、温度为7℃。当气体温度升为27℃时：如需保持气体压强不变，则应向___________（选填“上”或“下”）适当移动右管；如需保持气体体积不变，则两侧玻璃管内的液面高度差应调整为___________cm（小数点后保留两位）。（大气压强相当于76cm汞柱产生的压强）

14．（2020·上海黄浦·统考二模）在烧瓶口插入细玻璃管，管的另一端与汞压强计相连，烧瓶中封闭着一定质量的气体，起初压强计U形管两臂内的汞面一样高。现将烧瓶浸入热水中，为保持气体的体积不变，应向______适当移动A管，为保持气体的压强不变，应向______适当移动A管。（均选填“上”或“下”）

四、实验题

15．（2022·上海黄浦·统考二模）某同学用如图a所示的装置验证加速度与力的关系。

（1）为平衡摩擦力，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车的速度-时间图像如图b，则应适当___________（选填“增大”“减小”）轨道倾角。平衡摩擦后，操作中要控制___________（选填“小车”“钩码”）的质量不变。

（2）经过正确操作，所测量的拉力与加速度的数据如右表。请在图c。中用“×”补充完成序号为 4、5 的数据描点并做出 a-F 图像。 ___________

（3）某同学对“将钩码的重力大小视为小车所受拉力的大小”的做法提出质疑，并开展了如下研究：他在小车上固定一个力传感器，可直接测得小车所受拉力。测得小车与传感器总质量为 0.486kg，改变钩码质量，多次实验，测得多组钩码重力与小车所受拉力，图d。中的图线①、②分别为钩码重力、小车所受拉力随钩码质量变化的关系图像。请根据图像，针对该同学的质疑给出回答。 ___________

16．（2022·上海黄浦·统考二模）如图所示是“探究加速度与质量之间的关系”实验装置，实验中不计摩擦阻力并保持钩码质量5克不变，正确完成实验步骤后，得到小车加速度的倒数与小车质量M的关系图。则图线在纵轴截距为___________s2/m，斜率为___________。

17．（2022·上海黄浦·统考二模）回答下列问题：

（1）图（a）是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图（b）是力传感器连接的计算机屏幕所显示的F﹣t图象，根据图（b）的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为__s，摆长为__m （取π2=10）．

（2）单摆振动的回复力是__

A．摆球所受的重力

B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力

C．悬线对摆球的拉力

D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力

（3）某同学的操作步骤如下，其中正确的是__

A．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端缠绕在铁架台上

B．用米尺量得细线长度l，测得摆长为l+

C．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球

D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度．

18．（2021·上海黄浦·统考二模）某同学通过图A所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。

（1）图A中的A是_____传感器；

（2）将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了_______________；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了___________。

（3）实验中通过活塞所在刻度读取了多组气体体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为______（选填“V、”或“p、”）

（4）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图B所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V0，则这颗冰糖的体积为_______。

19．（2020·上海黄浦·统考二模）（1）光电门两侧的光电孔内分别安装了红外线的发光管和接收管，当挡光片经过光电门时，光电门记下挡光时间Δt。若挡光片的宽度为d，则挡光片经过光电门的平均速度为_________，这个速度可以被看做瞬时速度的条件是__________________________。

（2）在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，光电门用来测量摆锤经过不同位置的瞬时速度，实验装置如图（a）所示。

①关于在这个实验中光电门的使用，下列说法正确的是________

A．调节摆线长，使摆锤摆动时摆线能通过光电孔

B．测量中，光电门始终固定在某个确定的位置

C．摆锤释放器的位置要随光电门的位置变化而作相应的调整

D．每次改变光电门的位置，要用测平器使光电门的光电孔与所测点位于同一水平线

②在某次实验数据基础上，作出的摆锤在下摆过程中动能、重力势能随高度h变化的图像如图（b）所示，则其中_________（选填“I”或“II”）是摆锤动能随高度h变化的图线，该图线斜率大小等于________。

参考答案：

1．B

【详解】肥皂膜由于自身重力的原因会形成上面薄而下面较厚，其干涉条纹是由于其前后两个表面的反射光干涉叠加而成的，在厚度相同的地方形成的条纹相同，等高的地方厚度相同，所以其形成的是相互平行横向条纹；而且越厚的地方，条纹越密集，可知圆环最高点位于b点附近，故ACD错误，B正确。

故选B。

2．A

【详解】根据理想气体状态方程可得

解得

T1=T3=2T2

故选A。

3．D

【详解】A．测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴，会造成1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积计算结果偏小，根据可知所测油酸分子直径偏小，故A不符合题意；

BC．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开，或者计算油膜面积时，只数了完整方格的数目，这两种情况虽然均会导致所测面积偏小，但不会比正常值偏小几百倍，所以测出的油酸分子直径不会比正常值大几百倍，故BC不符合题意；

D．当实验中配制的油酸酒精溶液的体积分数大约为几百分之一时，如果误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积，则计算时代入的纯油酸的体积值比实际值要大几百倍，从而造成油酸分子直径测量值比实际值大几百倍，故D符合题意。

故选D。

4．A

【详解】分析：组成物质的分子永不停息地在做无规则的运动，在实际生活中，扩散现象说明了分子在做无规则的热运动．

解答：解：A、酒香不怕巷子深，说明酒精分子能产生扩散现象，说明酒精分子可以做无规则的热运动．故A正确．

B、天光云影共徘徊是光的反射和折射现象，与分子热运动无关．故B错误．   

Ｃ、隔墙花影动，疑是玉人来，是由于光直线传播产生的现象，与分子热运动无关．故Ｃ错误．

Ｄ、隔墙有耳是声现象，说明固体可以传声．故Ｄ错误．

故选A

点评：本题涉及多个自然现象，考查分析生活中物理现象的能力．基础题．

5．D

【详解】白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹，与其他因素无关。

A. 传播速度不同，故A不符合题意；        

B. 强度不同，故B不符合题意；    

C. 振动方向不同，故C不符合题意；        

D. 波长不同，故D符合题意。    

故选D。

6．C

【详解】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。

故选C。

7．C

【详解】ABC．若环境温度升高后，不变化，则两部分气体均做等容变化，由查理定律得

由题意知

则水银柱向左移动，增大，A的体积减小，温度升高，由理想气体状态方程可知，A的压强增大，由于，则的压强也增大，且比A的压强增大得更多，故A错误，C正确；同理，假设若环境温度降低后，水银柱将向右移动，减小，A的体积增大，所以pA将减小，故B错误；

D．若环境温度降低，稳定后A处液面高度和B处液面高度一样，则有

，

对A气柱有

对B气柱有

则可得

然而由题目条件易知

，

故A处液面高度不可能和B处液面高度一样，D错误。

故选C。

8．C

【详解】A．有热量辐射就有红外线，所以A错误；

B．电场与磁场的变化会产生无线电波，所以B错误；

C．原子核发生衰变时会产生γ射线，所以C正确；

D．X射线是原子内层电子跃迁时产生的，所以D错误；

故选C。

9．B

【详解】CD．假设水银柱不动，根据等容变化规律可得

解得

由于初始状态有

， ，

则有

则水银柱略向上移动，所以CD错误；

AB．重新稳定后A、B两部分气体压强，有

开始时，有

两式相减可得

因为上面的表面积较大，则有

则有

所以A错误；B正确；

故选B。

10．B

【详解】光照射到两块玻璃板之间的空气膜，在上下表面发生反射，产生叠加，形成干涉条纹，属于薄膜干涉。干涉现象说明光具有波动性。故B正确，ACD错误。

故选B。

11．D

【详解】根据统计规律可知，某个小球落在哪个槽是无规律的，选项A错误；大量小球在槽内的分布是有规律的，离槽口越近的地方分布小球较多，选项B错误；大量小球落入槽内后不能均匀分布在各槽中，而是越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多，选项C错误，D正确；故选D.

12．ABCD

【详解】A． 计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，导致S偏小，根据 可知，测量值偏大，故A正确；

B． 水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B正确；

C． 计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，故C正确；

D． 测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成30滴，计算代入纯油酸体积将偏大，测量直径偏大，故D正确。

故选ABCD。

13．     下     5.43

【详解】[1]若需保持气体压强不变，根据盖—吕萨克定律可知气体温度升高，则体积增大，所以左侧汞面下降，而汞的总体积不变，且末状态下左、右汞面应仍保持在同一高度，则末状态下右侧汞面应更加靠近管口，所以应向下适当移动右管。

[2]开始时封闭气体的压强和温度分别为

，

末状态下气体温度为

如需保持气体体积不变，设末状态下气体压强为p1，根据查理定律有

解得

根据平衡条件可知

解得两侧玻璃管中液面高度差对应的压强为

即两侧玻璃管内的液面高度差应调整为5.43cm。

14．     上     下

【详解】[1][2] 现将烧瓶浸入热水中，温度升高，为保持气体的体积不变， ，压强变大，则应向上适当移动A管，为保持气体的压强不变，，则体积变大，应向下适当移动A管。

15．     减小     小车          当钩码质量远小于小车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小

【详解】（1）[1] 图b 可知小车获得一初速度后做匀加速运动，说明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，应适当减小轨道倾角。

[2] 该实验要验证加速度与力的关系，平衡摩擦后，操作中要控制小车的质量不变。

（2）[3]

（3）[4]由图像d可知，当钩码质量远小于小车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小。

16．     0.1     20

【详解】[1][2]根据牛顿第二定律

整理得

故图线在纵轴截距为

斜率为

17．     0.5和1.3     0.64     B     BC

【详解】（1）[1]．摆球摆到最低点拉力最小，根据图（b）的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为0.5和1.3s；

[2]．单摆摆动的周期为T=2×（1.3﹣0.5）s=1.6s；

根据公式T=2π，有：

（2）[3]．摆动过程中，球受重力和细线的拉力，重力沿着切线方向的分力提供回复力，而拉力和重力沿着细线的分力的合力提供向心力，故ACD错误，B正确；

（3）[4]．A、取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端缠绕在铁架台上，这样会导致摆长不固定，故A错误；

B、摆长为悬挂点与球心的间距，故用米尺量得细线长度l，测得摆长为l+，故B正确；

C、单摆的小角度摆动是简谐运动，故在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，故C正确；

D、让小球在水平面内做圆周运动，这个周期不是简谐运动的周期，故D错误；

故选B；

18．     压强     保持封闭气体的温度不变     保持封闭气体的质量不变     V、     b+V0

【详解】(1)[1]实验需要测量气体的体积与压强，气体体积可以由注射器上的刻度直接读出，因此传感器A是压强传感器。

(2)[2][3]实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持气体温度不变；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变。

(3)[4]由玻意耳定律

pV=C

可知

所以V正比于，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为V和；

(4)[5]以注射器内气体与传感器和注射器连接处的软管内气体为研究对象，气体总体积

V气=V+V0-V冰糖

由玻意耳定律得

pV气=C

则

则有

可得

当

时

V=-V0+V冰糖=b

则冰糖的体积

V冰糖=b+V0

19．          挡光片的宽度足够小     D     I     摆锤的重力

【详解】(1)[1][2] 挡光片经过光电门的平均速度为，这个速度可以被看做瞬时速度的条件是时间足够短，即挡光片的宽度足够小。

(2) ①[3]A． 摆锤线长应调整到使摆锤在摆动时能通过光电孔，故A错误；

B．测量中，光电门不一定固定在某个确定的位置，在适当位置即可，故B错误；

C． 摆锤释放器的位置不随光电门的位置变化而作相应的调整，故C错误；

D． 每次改变光电门的位置，要用测平器使光电门的光电孔与所测点位于同一水平线，故D正确。

故选D。

②[4][5] 摆锤动能随高度h增大而减小，动能转化为重力势能，故是I，图像的斜率

故图像斜率代表重力。