2021年高考真题和模拟题分类汇编物理专题18力学光学热学实验学生版

2021年高考真题和模拟题分类汇编物理专题18力学、光学、热学实验1.(2021·浙江卷)图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：①观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___________。(单选)A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行②要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___________(单选)A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双缝与测量头间的距离

2.(2021·浙江卷)在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J(计算结果均保留3位有效数字)。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前释放了纸带3.(2021·全国乙卷)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________；(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。4.(2021·全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为的斜面(已知sin=0.34，cos=0.94)，小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔∆T=0.20s)内小铜块沿斜面下滑的距离si(i=1，2，3，4，5)，如下表所示。s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为___________。(结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2)5.(2021·湖南卷)某实验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：

(1)用游标卡尺测量垫块厚度，示数如图(b)所示，___________；(2)接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；(3)在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；(4)在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数和滑块对应的加速度；(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同)，重复步骤(4)，记录数据如下表：1234560.0870.1800.2600.4250.519根据表中数据在图(c)上描点，绘制图线___________。

如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是___________(保留三位有效数字)。6.(2021·河北卷)某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为，其上可放钩码)、刻度尺，当地重力加速度为，实验操作步骤如下：①安装器材，调整两个光电门距离为，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量及系统总机械能的减少量，结果如下表所示：0.2000.2500.3000.3500.4000.5820.4900.3920.2940.1950.3930.4900.6860.785回答下列问题：(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为______J(保留三位有效数字)；(2)步骤④中的数据所缺数据为______；(3)若M为横轴，为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出图像______；若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功，则物块与木板之间的摩擦因数为______(保留两位有效数字)7.(2021春·浙江卷)(1)用如图所示装置进行“探究功与速度变化的关系”实验。装有砝码的盘用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和砝码的重力可当作牵引力。小车运动的位移和速度可以由打点纸带测出，以小车为研究对象，改变砝码质量，便可探究牵引力所做的功与小车速度变化的关系。①关于这个实验，下列说法正确的是______；A.需要补偿小车受到阻力的影响B.该实验装置可以“验证机械能守恒定律”C.需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行D.需要满足盘和砝码总质量远小于小车的质量②如图2所示是两条纸带，实验时打出的应是第__________条(填写“I”或“II”)纸带；③根据实验数据，在坐标纸上画出的Wv2图象是一条过原点的直线，据此图象______(填“能”或“不能”)求出小车的质量。(2)小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时，发现只有3枚大头针，他把大头针A、B、C插在如图所示位置，并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图，标出入射角i和折射角r，并写出折射率n的计算式。____________8.(2021·广东卷)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用计算弹簧的压缩量：，，______cm，压缩量的平均值______cm；(2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)忽略摩擦，重力加速度g取，该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字)9.(2021·四川泸州三模)科学探究活动通常包括以下环节∶提出问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及交流、评估、反思等。某物理学习小组在进行《研究影响滑动摩擦力的因素》的探究实验时，提出“滑动摩擦力可能与接触面间的压力有关”。(1)这属于科学探究活动的______环节；(2)他们用如图甲所示的实验装置来探究滑动摩擦力与正压力的关系，测得木块1的重力为1N，木板2在拉力作用下向右运动，木块1相对于地面静止，读出此时弹簧测力计的示数F1。改变放在木块1上面的砝码，重复上述操作，得到一组Fn与相应的砝码重力G的数据如下表。其中F6的值从图乙中弹簧测力计的示数读出，则表中F6=______N，根据表中的数据在如图丙所示的坐标纸中作出滑动摩擦力f与正压力FN的关系图线；______砝码重力G/N0.501.001.502.002.503.00正压力FN/N1.502.002.503.003.50400弹簧测力计读数F/N0.440.620.750.891.06F6(3)由作出的图线你得到的科学结论是：______。10.(2021·北京海淀一模)现用如图11所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________放置。(选填“垂直”或“平行”)；(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图12所示，则读数为________mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长________nm。(保留3位有效数字)；(3)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有________。A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量11.(2021·北京海淀一模)如图13所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是________。(选填选项前的字母)A.刻度尺B.天平C.打点计时器D.秒表(2)关于本实验，下列说法中正确的是________。(选填选项前的字母)A.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放B.入射小球的质量必须小于被碰小球的质量C.轨道倾斜部分必须光滑D.轨道末端必须水平(3)图13中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有________。(选填选项前的字母)A.入射小球和被碰小球的质量B.入射小球开始的释放高度hC.小球抛出点距地面的高度HD.两球相碰后的平抛射程OM、ON(4)在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式________________________________，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。【用(3)中测量的量表示】(5)某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为，其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图14所示。他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。①由此可以判断出图14中B处是________；A.未放被碰小球，入射小球的落地点B.入射小球碰撞后的落地点C.被碰小球碰撞后的落地点②若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式________________________是否成立。【用(5)中的物理量表示】12.(2021·河北唐山一模)在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________。A.必须用天平测出砂和砂桶的质量B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C.应当先释放小车，再接通电源D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是________m/s2。(计算结果保留三位有效数字)(3)由实验得到小车加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=________N。13.(2021·云南曲靖一模)利用如图所示的装置可以探究滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系，请回答下列问题：①适当添加钩码，使其能够带动小车向右运动；②多次在木块上添加砝码以改变压力，尽可能多测几组数据，实验中应该测量和记录的数据是：_________、_________；③如果用图像法处理实验数据，以摩擦力f为横轴，正压力FN为纵轴，如实验步骤正确，得到的应是一条________(选填“直线”或“折线”或“曲线”)，图像的哪一数值表示是动摩擦因数：_________；④正确的实验结论是：_________。14.(2021·江苏常州一模)某同学用图甲所示装置，测量系统运动过程中所受阻力的大小。已知m＝460g、M＝520g的两物体用细线连接，跨过光滑轻质小滑轮。在m下端接上纸带，接通打点计时器电源，让M从高处由静止开始下落，如图乙为实验打出的一条纸带，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，g取9.8m/s2，请测量并求出运动过程中系统受到的阻力大小(结果保留两位有效数字)。15.(2021·河北石家庄一模)如图所示是某同学验证“做圆周运动的物体所受向心力大小与线速度关系”的实验装置。已知重力加速度为g。主要实验步骤如下：(1)用天平测出小钢球的质量m；(2)用游标卡尺测出小钢球直径d；(3)轻质细线一端与小钢球相连，另一端固定在拉力传感器上。小钢球静止时刚好位于光电门中央，用米尺量出线长L；(4)将小钢球拉到适当的高度处释放。测出小钢球通过光电门的时间t，小钢球经过光电门时的速度大小为_____。则此时小钢球向心力表达式F向=_____；(5)读出力传感器示数的最大值Fm。则向心力还可表示为F′向_____。对比F向和F′向的大小，可得出结论。16.(2021·河北石家庄一模)某同学利用重捶的自由落体运动验证机械能守恒定律。实验中：(1)实验室提供了铁架台、重锤、夹子、纸带等器材，为完成此实验，除了所给的器材，从图中还必须选取的实验器材是_____。(填字母代号)。(2)下列方法有助于减小实验设差的是_____。(填字母代号)。A.在重锤的正下方地面铺橡胶垫B.必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒C.重复多次实验，重锤必须从同一位置开始下落D.重锤的密度尽量大一些(2)实验中，质量为0.20kg的重锤拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，O为打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，相邻两点之间还有一个点未画出，如图所示。已知打点计时着所用交流电的频率为50Hz，当地的重力加速度为9.80m/s2。从起点O到打下B点的过程中重锤的重力势能减少量∆Ep=_____J；此过程中重物动能的增加量∆Ek=_____J根据数据，该同学验证了机械能守恒定律。(计算结果均保留3位有效数字)17.(2021·广西柳州一模)某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验操