2021年高考物理真題和模擬題分類匯編18力學(xué)光學(xué)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)【含答案】

專題18力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)

1.（浙江卷）圖示是“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:

①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是——一（單選）

A.旋轉(zhuǎn)測量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行

②要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___________（單選）

A.減小單縫與光源間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離

C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測量頭間的距離

答案：(1).C(2).D

解析：

①[1]若粗調(diào)后看不到清晰的干涉條紋，看到的是模糊不清的條紋，則最可能的原因是單縫

與雙縫不平行；要使條紋變得清晰，值得嘗試的是調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行。

故選C

②⑵根據(jù)以=,％

d

可知要增大條紋間距可以增大雙縫到光屏的距離/,減小雙縫的間距&

故選Do

2.（浙江卷）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開

始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示。。點(diǎn)是打下的第一個(gè)點(diǎn)，A.8、

。和〃為另外4個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn)。

01cm2319202122232425262728293031323334

①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對(duì)體積和形狀相同的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇密度大的理由是。

②已知交流電頻率為50Hz,重物質(zhì)量為200g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從。點(diǎn)

到61點(diǎn)，重物的重力勢能變化量的絕對(duì)值|%|=J、。點(diǎn)的動(dòng)能

七叱=J(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。比較紜^與|然|的大小，出現(xiàn)這一

結(jié)果的原因可能是。

A.工作電壓偏高B.存在空氣阻力和摩擦力C.接通電源前釋放了紙帶

答案：(1).阻力與重力之比更小(或其它合理解釋)(2).0.547(3).0.588(4).C

解析：

①[1]在驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)時(shí)阻力越小越好，因此密度大的阻力與重力之比更小

②[2]由圖中可知力之間的距離為心=27.90cm,因此機(jī)械能的減少量為

|仁|=加8火"=0-2X9.8X°.2790J=0.547J

[3]勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)間中點(diǎn)的速度等于這段時(shí)間的平均速度，因此

x0330-0.233

BD=m/s=2.425m/s

匕二2T--2x0.02

因此動(dòng)能的增加量為

E=-mv；=-x0.2x2.425x2.425J=0.588J

kC22

[4]工作電壓偏高不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的誤差，存在摩擦力會(huì)使重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加

量，只有提前釋放了紙帶，紙帶的初速度不為零，下落到同一位置的速度偏大才會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能

的增加量大于重力勢能的減少量。

3.(全國乙卷)某同學(xué)利用圖(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使用頻閃儀和

照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的

照片如圖(b)所示(圖中未包括小球剛離開軌道的影像)。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶

有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長為5cm。該同學(xué)在實(shí)

驗(yàn)中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標(biāo)出。

::::::::::::::::::::

??????????

??????????::::::::::

6.1cm

8.6cm

r..Ocm

■■.................???...............?

?''.................???

?.........................T

?,1................*>?>■■■v<

13.4cm

圖⑸

圖(b)

完成下列填空：(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(1)小球運(yùn)動(dòng)到圖(b)中位置力時(shí)，其速度的水平分量大小為m/s,豎直分量大

小為m/s；

(2)根據(jù)圖(b)中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s2。

答案：(1).1.0(2).2.0(3).9.7

解析：

(1)［1］因小球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此速度為%=2=黑|向9=1.0皿5

［2］豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，因此A點(diǎn)的豎直速度可由平均速度等于時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度

求得v=8x5x10~Mg=2ows

>0.05x4

(2)〔3］由豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)可得g=%+當(dāng)廣—%

代入數(shù)據(jù)可得g=9.7m/s2

4.(全國甲卷)為測量小銅塊與瓷附表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放

在水平桌面上，形成一傾角為。的斜面(已知sin。=0.34,cos。=0.94),小銅塊可在斜面

上加速下滑，如圖所示。該同學(xué)川手機(jī)拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像,

獲得5個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔(每個(gè)時(shí)間間隔A7R.20s)內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離s(Xl,2,

3,4,5),如下表所示。

a

51S2S3SASs

5.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm

由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為m/s)小銅塊與瓷磚表面

間的動(dòng)摩擦因數(shù)為o(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取9.80m/s2)

答案：(1).0.43(2).0.32

解析：

($5+54)-(52+5l)

[1]根據(jù)逐差法有0=1—匯f--

(2AT)

代入數(shù)據(jù)可得小銅塊沿斜面下滑的加速度大小a?0.43m/s2

⑵對(duì)小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有mgsina-〃mgcosa=ma

代入數(shù)據(jù)解得〃=0.32

5.(湖南卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主要實(shí)驗(yàn)

步驟如下：

圖⑼

(1)用游標(biāo)卡尺測量墊塊厚度力，示數(shù)如圖(b)所示，h=cm；

(2)接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平；

(3)在右支點(diǎn)下放一墊塊，改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導(dǎo)軟合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個(gè)數(shù)n和滑塊對(duì)應(yīng)的加速度a；

(5)在右支點(diǎn)下增加墊塊個(gè)數(shù)(墊塊完全相同)，重復(fù)步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:

n123456

-2

(a/m-s)0.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn)，繪制圖線

-一

?

?

?事

?

?

?

■

?

?

?

g

a

ffl

?

g

?

?

■

?一

?邕

?

?一

?

?一

圖(C)

2

是

其應(yīng)該

的，

正確

據(jù)是

組數(shù)

的第4

缺少

表中

如果

）。

效數(shù)字

三位有

（保留

m/s

-2

s)

o/(m-

0.6

0.5

0.4

0.3

⑵.

.342

(3).0

1.02

(1).

：

答案

/1

7

6

5

4

3

2

01

解析:

02cm

n=l.

0.lim

+2X

=lcm

度為A

塊的厚

口］墊

(1)

;

線如圖

制圖

2]繪

（5）[

2

s)

cr/(m

:尋

：：：：

：：^：：：：：：

：：：：：：：：：：：

n

7

56

"

?7=

據(jù)mg

⑶根

"二0

左二

斜率

知，

像可

據(jù)圖

則根

系，

比關(guān)

成正

與〃

可知a

4

7

2

s

42m/

于0.3

解得

:

材有

用器

，所

的關(guān)系

力做功

化量與

械能變

探究機(jī)

驗(yàn)裝置

中的實(shí)

用圖1

學(xué)利

）某同

北卷

6.（河

一端帶滑輪的長木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門2個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶遮光條的

滑塊(質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實(shí)驗(yàn)操作步驟

如下：

遮光條光電門1光電門2

——

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個(gè)光電門距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個(gè)鉤碼，如圖1所示；

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個(gè)光電門的時(shí)間，并計(jì)算出滑塊通過兩個(gè)光

電門的速度：

③保持最下端懸掛4個(gè)鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個(gè)鉤碼,記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,

重復(fù)上述步驟：

④完成5次測量后，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量材、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊

所載鉤碼和輕細(xì)繩懸掛鉤碼)總動(dòng)能的增加量及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量AE，結(jié)果如下

表所示:

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

AEk/J0.5820.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為_____J(保留三位有效數(shù)字)；

(2)步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為；

(3)若"為橫軸，AE為縱軸，選擇合適的標(biāo)度，在圖2中繪出△￡1—M圖像一

瞥/kg

圖2

若系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為(保

留兩位有效數(shù)字)

|A￡/J

0.800

0.700

(3),°-600

答案：(1).0.980(2).0.588

0.500

0.400.

0.300M/kg

0.2000.3000.400f

(4).0.40(0.38?0.42)

解析:

⑴⑴四個(gè)鉤碼重力勢能的減少量為AEp=4mgL=4x0.05x9.8x0.5J=0.980J

(2)[2]對(duì)滑塊和鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可知

191,

AmgL-Wf=—(4帆+M)試——[Am+M)v,

22

其中系統(tǒng)減少的重力勢能為AG=4mgL

系統(tǒng)增加的動(dòng)能為AEk=g(4m+M那一T(4〃2+MM

系統(tǒng)減少的機(jī)械能為AE=Wf,則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機(jī)械能為

AE4=0.98-0.392=0.588J

(3)[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)得AE-M的圖像為

AAE/J

0.800

0.700

0.600

0.500

0.400

0.300’瞥/kg

0.2000.3000.400

[4]根據(jù)做功關(guān)系可知AE=4MgL

n7X5—0393

則魴一M圖像的斜率為k=jugL=:;=1.96

0.4—0.2

解得動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=040（0.38?0.42）

7.（2021春?淅江卷）（1）用如圖所示裝置進(jìn)行“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).裝有硬

碼的盤用繞過滑輪的細(xì)線牽引小車，盤和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力。個(gè)車運(yùn)動(dòng)的位移和速度

可以由打點(diǎn)紙帶測出，以小車為研究對(duì)象，改變祛碼質(zhì)量，便可探究牽引力所做的功與小車

速度變化的關(guān)系。

小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

口紙帶[—

%

wL

盤和跌碼

①關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是

A.需要補(bǔ)償小車受到阻力的影響

B.該實(shí)驗(yàn)裝置可以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”

C.需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線與長木板平行

D.需要滿足盤和祛碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

②如圖2所示是兩條紙帶，實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的應(yīng)是第條（填寫“I”或“II”）紙帶;

1|1||111即|111,即即11『|111|1叩甲刪中啊代|1111|11m|1甲山即1|111|111|||||||牛鄴|11|11,叩11『即鄴|1|1|"1111|111『即1111|中叩

0lcm23456789101112131415161718192021222324

I

123456789101112131415

所則州加4師岬加啊響叩師啊刪州啊響呼啊|||||中明啊甲州唧M刪型啊

0lcm23456789101112131415161718192021222324

II

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出的片聲圖象是一條過原點(diǎn)的直線，據(jù)此圖象（填

“能”或“不能”)求出小車的質(zhì)量。

(2)小明同學(xué)在做“測定玻璃的折射率”實(shí)瞼時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針，他把大頭針從B、

C插在如圖所示位置，并測出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙相應(yīng)方框中畫出光路圖，標(biāo)出入

射角，和折射角r，并寫出折射率〃的計(jì)算式?！?/p>

(1)[11A.題中需要將盤和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力，所以首先需要補(bǔ)償小車受到阻力的影

響，即抬高長木板右端，小車在不接盤和祛碼的情況下，輕推小車，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),

說明小車重力沿斜面的分力與小車所受阻力等大反向，A正確；

D.然后掛上盤與祛碼〃？，根據(jù)牛頓第二定律叫一7="

對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律T=Ma

兩式相比解得繩子拉力一瓦百.3一，》.〃火

14------

M

當(dāng)滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，即7=叫，盤和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力，

D正確；

B.實(shí)驗(yàn)過程中摩擦阻力無法消除，本實(shí)驗(yàn)裝置無法驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”故B錯(cuò)誤。

C.細(xì)線與長木板平行需要平行，保證繩子的拉力與小車運(yùn)動(dòng)方向一致，這樣盤和祛碼的重力

可完全當(dāng)作牽引力，C正確。

故選ACDo

[2]小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移逐漸增大，所以實(shí)驗(yàn)打出的紙帶是第II條。

[3]根據(jù)動(dòng)能定理可知W=圖像的斜率為據(jù)W-/能求出小車的質(zhì)量。

(2)[4]光路圖如圖所示

[5]根據(jù)折射定律可知〃=*。

sin/-

8.(廣東卷)某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面

上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過程如下：

先沿管軸線方向固定一亳米刻度尺,再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球(直咨略小于玻璃管內(nèi)杼)

逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)〃和彈簧上端對(duì)應(yīng)的

刻度尺示數(shù)4，數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈

簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。

n123456

Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09

⑴利用結(jié)=43—乙(i=L2,3)計(jì)算彈簧的壓縮量：△Z1=6.O3cm,AL.=6.08cm,

△4=______cm,壓縮量的平均值ZE=也程上4.=______cm；

(2)上述度是管中增加個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；

(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.30m/S?，該彈簧的勁度系數(shù)為N/m0(結(jié)果保留3

位有效數(shù)字)

答案：(1).6.04(2).6.05(3).3(4).48.6

解析:

根據(jù)壓縮量的變化量為—4—4—(18.09—12.05)51—6.04cm

「ciEG且M十3/十位"77△Z+AL,+2\Z6.03+6.08+6.04,

[2]壓縮量的平均值為AL=-1------=-------q-=-----------------------cm=6.0M5cm

33

(2)[3]因三個(gè)AL是相差3個(gè)鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生

的彈簧平均壓縮量；

(3)[4]根據(jù)鋼球的平衡條件有3mgsin。%

..3mgsin03x0.2x9.8xsin300......

解n得znk=—=一=------------------NX/Tm?48o.6N/m

AL6.05x1O-2

9.(四川瀘州三模)科學(xué)探窕活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題、形成清想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及交流、評(píng)估、反思等。

某物理學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行《研究影響滑動(dòng)摩擦力的因素》的探究實(shí)驗(yàn)時(shí),提出“滑動(dòng)摩擦力可

能與接觸面間的壓力有關(guān)”。

(D這屬于科學(xué)探究活動(dòng)的_____環(huán)節(jié)；

(2)他們用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究滑動(dòng)摩擦力與正壓力的關(guān)系，測得木塊1的重力為

1N,木板2在拉力作用下向右運(yùn)動(dòng)，木塊1相對(duì)于地面靜止，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)

改變放在木塊1上面的祛碼，重復(fù)上述操作，得到一組先與相應(yīng)的祛碼重力G的數(shù)據(jù)如

下表。其中其的值從圖乙中彈簧測力計(jì)的示數(shù)讀出，則表中片=N,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)

在如圖丙所示的坐標(biāo)紙中作出滑動(dòng)摩擦力f與正壓力K的關(guān)系圖線：

甲

丙

硅碼重力

0.501.001.502.002.503.00

6/N

正壓力尸JN1.502.002.503.003.50400

彈簧測力計(jì)0.440.620.750.891.06

讀數(shù)廠/N

(3)由作出的圖線你得到的科學(xué)結(jié)論是：。

(1).形成猜想和假設(shè)