上海市松江区三年（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）

上海市松江区三年（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·上海松江·统考一模）如图，玻璃管竖直放置且开口向下，管内的水银柱封闭了一部分体积的空气柱。假设将此实验装置移至月球表面且保持温度不变，玻璃管内水银柱将（　　）

A．上移 B．不动 C．部分流出 D．全部流出

2．（2022·上海松江·统考一模）①摩擦生热、②弹簧振子振动、③热传递和④气体自由膨胀，上述现象中能表明物理过程具有单向性的是（    ）

A．①、②和③ B．②、③和④

C．①、②和④ D．①、③和④

3．（2022·上海松江·统考一模）2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射成功。下列“学生实验”能在空间站重演的是（　　）

A．用DIS研究加速度和质量的关系 B．用DIS研究机械能守恒定律

C．研究共点力的合成 D．用单分子油膜估测分子的大小

4．（2022·上海松江·统考一模）如图，a、b、c为一定质量的气体在p-t图中的三个状态，其中体积最小的是（     ）

A．a状态 B．b状态

C．c状态 D．无法确定

5．（2021·上海·统考一模）从冰箱中拿出的空瓶，一段时间后瓶塞弹出，其原因是（　　）

A．瓶内气体分子数增加 B．瓶内所有气体分子的运动都更剧烈

C．瓶塞所受合外力变小 D．瓶塞受瓶内气体分子的作用力变大

二、填空题

6．（2022·上海松江·统考一模）如图，为同一密闭气体在不同温度时分子数百分率随气体分子速率的两条曲线。

则：_________表示高温分布曲线（选填“A”或“B”）；图中两条曲线下面积_________（选填“A大”、“B大”或“相同”）。

7．（2022·上海松江·统考一模）如图，玻璃杯竖直固定开口向下，不计重力的塑料片封住重为G的液柱和气体。已知：玻璃杯的横截面积为S1，塑料片横截面积为S2，外界大气压为p0，环境温度为T1，杯中密闭气体压强为p1。若环境温度缓慢升高到T2时，液体刚好开始流出，则此过程中塑料片对杯口的压力_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），温度T2=_________。

8．（2022·上海松江·统考一模）_________运动间接反映了物质分子的无规则运动；分子无规则运动的剧烈程度与_________有关。

9．（2022·上海松江·统考一模）在做托里拆利实验时，玻璃管中有些残存的空气。如图若把竖直玻璃管以管顶为轴向右旋转一个较小角度，玻璃管下端仍浸没在水银中，环境温度保持不变，则管内空气柱的长度将__________；管内外水银面的高度差将__________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

10．（2021·上海·统考一模）如图，固定密闭容器内储有一定量的水，若拔掉容器底部的软木塞，可能观察到的现象有___________。

三、实验题

11．（2022·上海松江·统考一模）“用DIS测电源的电动势和内阻”实验电路如图（a）：

（1）传感器1应选用___________传感器，传感器2应选用___________传感器。

（2）正确连接电路，闭合开关移动变阻器滑片，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图（b）所示的图线，则电源电动势___________V；内阻___________Ω。

（3）为测未知电阻，某同学将改接在A、B之间，原处用导线直接相连，其他部分保持不变。重新实验，得到另一条图像，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。用、和表示电阻的关系式___________。

12．（2021·上海·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：

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度；

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图b），此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______________；

(3)若在原装置中的P处加装一力传感器，重复上述实验，得到的a-F图线与图b中的图线相比会有什么不同：_____________________；

(4)在(3)中，若小车的质量为M，不断增加钩码的数量，则力传感器示数的极限值为________。

参考答案：

1．D

【详解】由于月球上没有大气压强，液体受重力和管内气体压力的作用，玻璃管内水银柱全部流出。

故选D。

2．D

【详解】热现象的物理过程具有单向性，故摩擦生热、热传递和气体自由膨胀均表明物理过程具有单向性。

故选D。

3．C

【详解】A．空间站中的物体处于完全失重状态，故无法测定小车质量，更无法用钩码的重力充当小车受到的拉力，故A错误；

B．用DIS研究机械能守恒定律，需要重物自由下落，由于完全失重，故无法重演，故B错误；

C．研究共点力的合成实验是通过橡皮筋的形变和弹簧测力计测量力，跟重力无关，能在空间站重演，故C正确；

D．用单分子油膜估测分子的大小，需要在水面形成油膜，由于完全失重，无法形成油膜，故无法重演，故D错误。

故选C。

4．A

【详解】等容变化过程中，压强与热力学温度成正比，在p与t图象中，等容线的反向延长线都过（-273，0）坐标，过a、b、c三点作出等容线如图所示

根据理想气体状态方程

解得

由此可知体积越小，斜率越大，而由图可知a状态的斜率最大，故a状态的体积最小。

故选A。

5．D

【详解】A．瓶子是密封的，所以瓶内气体分子数不能增加，A错误；

B．温度是分子的平均动能的标志，当瓶子拿出冰箱一段时间后瓶内气体的温度升高，瓶内气体分子的平均动能增大，但不是每一个分子的平均动能都增大，即不是瓶内所有气体分子的运动更剧烈，B错误；

C．瓶子外是大气，大气压没有变化，所以瓶塞所受外力不变，而瓶内气体的温度增大而体积不变，由理想气体得状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，瓶塞被弹出，瓶塞合外力变大，C错误；

D．瓶内气体的温度增大而体积不变，由理想气体得状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，所以瓶塞所受气体分子的平均作用力变大，瓶塞被弹出，D正确。

故选D。

6．     B     相同

【详解】[1]由图可知，具有最大比例的速率区间，A对应的速率小，故说明A是温度较低的分布图像，B线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，分子平均动能大，说明对应的温度高，故B表示高温分布曲线；

[2]在A、B两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相同。

7．     变小    

【详解】[1]根据平衡条件可得

当环境温度升高时，容器内的气体的压强增大，所以FN变小；

[2]当环境温度升高时，气体发生等容变化，根据查理定律可得

根据平衡条件可得

联立解得

8．     布朗     温度

【详解】[1]布朗运动间接反映了物质分子的无规则运动；

[2]分子无规则运动的剧烈程度与温度有关。

9．     变大     变大

【详解】[1][2]在托里拆利实验中，管内外水银面的高度差是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度，原实验内部是真空，所以高度由大气压决定，但是如果有残存气体的话，假设压强不变，高度差不变，气体体积变大，压强变小，所以内外高度差变大，体积变大，所以最终管内外液面高度差应该变大，同时空气柱长度也变大。

10．水流出部分、水全部流出、水柱不动、水柱向上动

【详解】当密闭容器内水上方气体的压强满足

若拔掉容器底部的软木塞，可观察到水往外流，流出水的体积跟内外压强差有关，由理想气体的状态方程可知，在温度不变的条件下体积增大压强减小，当水流出一部分时

停止流动；如果全部流出时仍有，全部流出；当

若拔掉容器底部的软木塞，水柱不会动；当

水柱会向上移动。

11．     电压     电流              

【详解】（1）[1][2]电压传感器要并联在电路中，而电流传感器要串联在电路中，则传感器1应选用电压传感器，传感器2应选用电流传感器。

（2）[3][4]根据闭合回路欧姆定律，从图（b）中可知，当时，，当时，，则有

解得

，

（3）[5]根据题意，由闭合回路欧姆定律有

则有

，

解得

12．     小车总质量     小车所受外合力     钩码质量过大或未满足M >>m     图线为直线，没有弯曲部分     Mg

【详解】(1)[1]探究加速度与力的关系，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力。

[2]探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力。

(2)[3]由图象段可知，与成正比，即：在小车质量一定时，加速度与小车受到的合力成正比；以小车与钩码组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力，由牛顿第二定律得

小车的加速度

小车受到的拉力

当时，可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，如果钩码的质量太大，则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，图象偏离直线。

(3)[4]若在原装置中的P处加装一力传感器，重复上述实验，得到的a-F图线将是一条直线，没有弯曲部分，因为小车拉力可以直接由力传感器测出来，砝码的质量不需要满足远小于小车的质量。

(4)[5]砝码拉着小车一起运动的最大加速度为g，因此最大拉力

则力传感器示数的极限值为。