专辑16 热学（一）-2021年高考上海市高三下学期5月二模物理试题汇编（解析版）

2021 年高考上海市高三下学期 5 月二模物理试题汇编 专题 16 热学（一） 1、（2021·上海市长宁区高三下学期 5 月二模）在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，没有使用到 的研究方法是（ ） A. 累积法 B. 模型法 C. 估算法 D. 控制变量法 【答案】D 【解析】 A．测量一滴油酸酒精溶液体积用的是累积法，故 A 正确，不符合题意； B．该实验采用的是借助物理模型间接测量的方法，故 B 正确，不符合题意； C．在坐标纸上计算油膜轮廓内面积是估算法，故 C 正确，不符合题意； D．本实验没有使用到控制变量法，故 D 错误，符合题意； 故选 D。 2、（2021·上海市徐汇区高三下学期 5 月二模）在水瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后发现瓶盖变 紧，由此可推断瓶内气体分子单位时间内对瓶盖的撞击次数、气体分子平均动能的变化情况分别是（ ） A. 减少，减小 B. 减少，增大 C. 增多，减小 D. 增多，增大 【答案】A 【解析】 一段时间后，瓶内气体温度降低，根据查理定律可知，体积不变，故其压强变小。可推断瓶内气体分子单 位时间内对瓶盖的撞击次数减少，气体分子平均动能对应宏观上的温度，故减小。 故选 A。 3、（2021·上海市闵行区高三下学期 5 月二模）研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传 播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体 介质中做布朗运动。下列说法正确的是（ ） A. 布朗运动是气体介质分子的无规则的运动 B. 在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈 C. 在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 D. 在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越剧烈 【答案】D 【解析】 AB．布朗运动是固态颗粒的无规则运动，不是气体介质分子的无规则的运动，可以间接反映气体分子的无 规则运动；颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故 AB 错误； C．在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是很多分子组成的，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规 则运动的轨迹，故 C 错误； D．在布朗运动中，环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈，布朗运 动越剧烈，故 D 正确。 故选 D。 4、（2021·上海市静安区高三下学期 5 月二模）体积不变的容器内密封有某种气体，若该容器由静止起做 自由落体运动，则气体对容器壁的压强（ ） A. 为零 B. 不变 C. 减小 D. 增大 【答案】B 【解析】 气体的压强是由于气体分子做无规则运动，对器壁频繁地撞击产生的，容器做自由落体运动时处于完全失 重状态，但气体分子的无规则运动不会停止，根据气体压强的决定因素：分子的平均动能和分子的数密度 可知，只要温度和气体的体积不变，分子的平均动能和单位体积内分子数目不变，气体对容器壁的压强就 保持不变。 故选 B。 5、（2021·上海市静安区高三下学期 5 月二模）将橡皮筋拉伸时，橡皮筋内分子间（ ） A. 只存在引力 B. 只存在斥力 C. 引力小于斥力 D. 引力大于斥力 【答案】D 【解析】 AB．根据分子运动论，可知橡皮筋内分子间同时存在引力和斥力，故 AB 错误； CD．将橡皮筋拉伸时，橡皮筋内分子间距大于平衡距离，分子引力大于斥力，分子力表现为引力，故 C 错 误，D 正确。 故选 D。 6、（2021·上海市金山区高三下学期 5 月二模）如图，一定质量的理想气体从状态 A 沿直线变化到状态 B 的过程中，其体积（ ） A. 保持不变 B. 逐渐变大 C. 逐渐变小 D. 先变小后变大 【答案】B 【解析】 将 t 轴上绝对零度（即-273℃）点 D 与 AB 连接起来，AD 与 BD 均表示气体的等容变化，由数学知识得知： 等容线斜率越大， p T 越大，由气态方程 pV CT  得知，体积越小。由图知：AD 斜率较大，BD 斜率较小， 则 AD 线对应的气体体积较小，BD 线对应的体积较大，故气体由 A 变化到 B，体积逐渐增大。 故选 B。 7、（2021·上海市金山区高三下学期 5 月二模）若已知油酸分子的体积和阿伏伽德罗常数，则能算出（ ） A. 油的密度 B. 一滴油的质量 C. 油酸的摩尔体积 D. 油酸的摩尔质量 【答案】C 【解析】 已知油酸分子体积，根据 V=NAV0 可以计算出油酸的摩尔体积；但由于不知道密度，故无法求解油酸的摩尔 质量，更不能求解一滴油的质量；故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 8、（2021·上海市黄浦区高三下学期 5 月二模）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 【答案】B 【解析】 CD．假设水银柱不动，根据等容变化规律可得 p p T T   解得 = pp TT   由于初始状态有 A BT T ， A BT T T     ， B Ap p gh  则有 B Ap p   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 B Ap p gh    开始时，有 B Ap p gh  两式相减可得    + gB B A Ap p p p h h      因为上面的表面积较大，则有 0h h  则有 B Ap p   所以 A 错误；B 正确； 故选 B。 9、（2021·上海市虹口区高三下学期 5 月二模）法国植物学家布朗通过显微镜观察到微粒做永不停息的无 规则运动，称之为布朗运动。这种微粒是（ ） A. 水分子 B. 氢离子 C. 花粉中的固体分子 D. 花粉颗粒 【答案】D 【解析】 布朗通过显微镜观察花粉颗粒时，发现了花粉颗粒的无规则运动。后来称为“布朗运动”。 故选 D。 10、（2021·上海市宝山区高三下学期 5 月二模）如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖 直放置，右管开口，左管内封闭着一段长为 l、压强为 2p0（p0 为大气压强）的气柱，两管水银面高度差为 h， 现保持右管不动，为了使两管内水银面一样高，把左管竖直（ ） A. 向上移动 h+l B. 向下移动 2h+l C. 向上移动 h+2l D. 向下移动 2h+2l 【答案】C 【解析】 设玻璃管的横截面积为 S，末态两管内水银面一样高，封闭气体压强与外界大气压强相同为 p0，根据玻意耳 定律得 2p0Sl=p0Sl′ 解得末态玻璃管内封闭气体的长度为 l′=2l 保持右管不动，为了使两管内水银面一样高，把左管竖直提高 △ h=h+2l 故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 11、（2021·上海市宝山区高三下学期 5 月二模）在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，通过测量 出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏小，其原因可能是（ ） A. 油酸未充分散开 B. 已知的油酸溶液浓度高于真实值 C. 计算油膜面积时，少数了一个格子 D. 计算每滴溶液体积时，将 1mL 的溶液的滴数多记了 10 滴 【答案】D 【解析】 A．油酸未充分散开，则测得的油膜面积偏小，根据 Vd S  可知，油分子直径的测量值偏大，选项 A 错误； B．已知的油酸溶液浓度高于真实值，则油膜散开时面积偏小，根据 Vd S  可知，油分子直径的测量值偏大，选项 B 错误； C．计算油膜面积时，少数了一个格子，则面积测量值偏小，根据 Vd S  可知，油分子直径的测量值偏大，选项 C 错误； D．计算每滴溶液体积时，将 1mL 的溶液的滴数多记了 10 滴，则每滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 V 偏 小，则根据 Vd S  可知，油分子直径的测量值偏小，选项 D 正确。 故选 D。 12、（2021·上海市浦东新区高三下学期 5 月二模）在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液浓度 为 A，记下 N 滴溶液总体积为 V。边长为 a 正方形小格的透明方格纸板上，数得油膜占有的小格个数为 X。 用以上字母表示：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V 油酸=______；油酸分子直径 D=______。 【答案】 (1). AV N (2). 2 AVD NXa  【解析】 [1]由 N 滴溶液的总体积为 V，以及油酸酒精溶液的浓度为 A，总体积 V 除以 N，再乘以油酸酒精溶液的浓 度 A，即可求出一滴酒精溶液中纯油酸的体积 AV N [2]油膜的表面积 Xa2，由油膜法的原理 VD S  得 2 AVD NXa  13、（2021·上海市浦东新区高三下学期 5 月二模）有同学在做“用 DIS 研究一定质量气体在温度不变时， 压强与体积的关系”实验时，主要实验装置如图所示。在某一次实验中，把气体的体积和压强值记录在表 中，并用 p-1/V 图像处理实验数据。 实验序号 V（mL） P（×105Pa） 1 V （mL-1） 1 20.0 1.0610 0.050 2 18.0 1.1730 0.056 3 16.0 1.3232 0.063 4 14.0 1.4943 0.071 5 12.0 1.7571 0.083 （1）为了减小实验误差，在完成本实验时，需注意（ ） A.实验时外界大气压强不能发生变化 B.封闭气体的注射器密封性良好 C.不能用手握住注射器的封闭气体部分 D.每次调整好气体的状态后，需立即记录 p、V 的数据 （2）在本次实验中，该同学的实验操作规范正确，但如图 2 所示的 p-1/V 图线不过原点。为了查明原因， 该同学决定采用 V- 1 p 图像重新处理数据，进一步探究注射器内气体压强和体积的关系，重新描绘的图线如 图 3 所示，根据该图线的截距读取的体积绝对值最有可能是图 1 实验装置中_______的气体体积。所以，表 中记录的气体体积与真实值相比是______________（选填“一样大”、“偏大”或“偏小”）。该同学将这 一结果对表中记录的原始实验数据进行修正，再重新绘制 p- 1 V 图像，得到的实验图线是一条经过坐标原点 倾斜直线，如图 4 所示。 （3）在采取了一系列减小实验误差的措施后，又通过多次实验验证，该同学总结本实验中注射器内气体的 压强和体积关系可以表述为：_______。 【答案】 (1). BC (2). 压强传感器和注射器连接部分 (3). 偏小 (4). 在误差允许的范围内，一 定质量的气体，在保持气体温度不变时，气体的压强 p 与体积 V 成反比例关系 【解析】 （1）[1] A．外界大气压强对注射器内气体压强没有影响，A 错误； BC．因为研究对象是一定质量气体在温度不变时的压强和体积关系，所以必须保证气体质量不变，不能漏 气，封闭气体的注射器密封性必须良好，注射器温度不能变化，BC 正确； D．每次调整好气体的状态后，气体稳定后再记录 p、V 的数据，D 错误。 故选 BC。 （2）[2] 图线的横轴截距不为零，说明注射器中没有气体时，压强传感器有示数，只能是注射器与压强传 感器连接的细管中有气体，所以，表中记录的气体体积与真实值相比偏小。 [3] 表中记录的气体体积与真实值相比偏小。 （3）[4] 由图 4 可知 1 p pV C V   是定值，即在误差允许的范围内，一定质量的气体，在保持气体温度不变时，气体的压强 p 与体积 V 乘积 保持不变。