2021年高考物理真题和模拟题分类汇编 18 力学、光学、热学实验 （学生版+解析版）

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。。点是打下的第一个点，4、

B、C和O为另外4个连续打下的点。

.0..（＜.A,B,CP

』用甲邮叩邮甲小也叩叩叩叩叩叩叩叩叩午叩？叩叩叩外叩叩叩心1叩1中

01cm2319202122232425262728293031323334

图2

ffli

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50Hz,重物质量为200g,当地重力加速度g=9.80m/s2,则从。点

到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|△耳卜J、C点的动能

耳c=_________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较EkC与|△耳|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0.05s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5cm。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。

图(a)

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m/s,竖直分量大小

为m/s；

(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为m/s2。

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a的斜面(已知sine=0.34,cosa=0.94),小铜块可在斜

面上加速下滑，如图所示。该同学用手机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A7M).20s)内小铜块沿斜面下滑的距离$(i=l,2,3,

4,5),如下表所示。

S1S2S3S4S5

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

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，h=cm；

(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n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:

n123456

0.0870.1800.2600.4250.519

根据表中数据在图©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m/s2(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、50g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200g,其上可放钩码)、刻度尺，当地重力加速度为9.80m/s2,实验操作

步骤如下:

遮光条光电门1光电门2

rJU4~~

图1

①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm,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A£k及系统总机械能的减少量A£,结果如下

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，△石为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出△£-M图像

AA£/J

M/kg

图2

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。装有祛码的盘

用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和祛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，改变祛码质量，便可探究牵引力所做的功与小车速度变

化的关系。

小车打点计时器

畲）L

盘和跌码

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.需要满足盘和祛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（填写力”或"H”）纸带；

口班加甲1加叩3!叩啊啊I啊1|1叩甲叫向1甲1甲啊啊甲I唧叫I删巾甲啊甲1即代和111|叩啊叩巾唧

01cm23456789101112131415161718192021222324

I

123456789101112131415

他即加叫响呼帅响嘤州州岬加啊州唧删师啊啊皿啊叫师那啊咽叩唧唧

01cm23456789101112131415161718192021222324

II

③根据实验数据，在坐标纸上画出的厢，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，•和折射角厂，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〃和弹簧上端对应的

刻度尺示数4,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。

0於

n123456

Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09

⑴利用M=4+3=1,2,3）计算弹簧的压缩量：M=6.03cm,\L.=6.08cm,

△%=cm,压缩量的平均值ZZ=结+与+。=cm；

（2）上述应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9.80m/s2,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

改变放在木块1上面的祛码，重复上述操作，得到一组居与相应的祛码重力G的数据

如下表。其中凡的值从图乙中弹簧测力计的示数读出，则表中尺=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；

祛码重力

0.501.00L502.002.503.00

G/N

正压力产

1.502.002.503.003.50400

N/N

弹簧测力计

0.440.620.750.891.06凡

读数F/N

(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”);

光源凸透镜滤光片单缝双缝遮光筒毛玻璃屏目镜

图11

(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.己知双缝间距dnZ.OOxloTm，

测得双缝到毛玻璃屏的距离G0.800如所测光的波长4=皿。(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Ax,而是先测量〃个条纹的间距

再求出Av。下列实验采用了类似方法的有0

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。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、M,实验中还需要测量的

有o(选填选项前的字母)

A.入射小球和被碰小球的质量仍、，做B.入射小球开始的释放高度〃

C.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0P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

0P方向上的总动量守恒。【用(3)中测量的量表示】

⑸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

町=2,巧，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。点对齐，测量出0点到三处平均落地点的距离分别为0403、0C。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。

1.0103.0405.06.07.0m

(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。与力传感器示数尸的关系如图丙所示•则小车与轨道的滑动

摩擦力F尸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/与正压力网之间的关系,

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多次在木块上添加祛码以改变压力，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/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。己

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)。

0123456

|HlljHil|HO|lih|iiiijiHi|itii|ihi|iih|thtpiii|iiii|iiii|iiii|Hii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|

0cmI2345678910

甲乙

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小

(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3小钢球经过光电门时

的速度大小为o则此时小钢球向心力表达式F行；

(5)读出力传感器示数的最大值尸m。则向心力还可表示为广向_____。对比尸向和小的大小，

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o（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，4、8、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。到打下8

点的过程中重锤的重力势能减少量AEp=J；此过程中重物动能的增加量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）

A

78.42

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作步骤如

【.先将光滑斜槽轨道的末端调至水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木

板立于靠近槽口处，使小球。从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，撞到木板在记录纸

上留下压痕0。

II.将木板向右平移适当距离，再使小球〃从原固定点由静止释放，撞到木板在记录纸上留下

压痕。

HI.把半径相同的小球双，加＜加,）静止放在斜槽轨道水平段的右边缘，让小球a仍从原固定点

由静止开始滚下，与小球b相碰后，。球沿轨道反弹后返回，两球撞在木板上留下压痕。

将这些压痕标记为4、B、C,已知匕球的压痕为C。

（1）本实验必须测量的物理量是（填选项前的字母）；

A.小球a、6的质量〃0、mi,

B.小球a、b的半径r

C.斜槽轨道末端到本板的水平距离x

D.记录纸上。点到A、B、C的距离》、”、然

（2）放上被碰小球4两球相碰后，小球。在图中的压痕点为（填2”或“8”）；

（3）用本实验中所测得的物理量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为o

18.（2021•北京东城一模）在“用双缝干涉测光波长”的实验中,

（1）如图1所示，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹,

此时手轮上的示数乂=2.320如"，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹

中心对齐，记下止匕时图2中手轮上的示数沏=mm；

图I图2

（2）已知双缝间距d为2.0x10"也测得双缝到屏的距离/为0.700m,由计算式在___________

可得所测红光波长为m.（结果保留两位有效数字）

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

答案：⑴.C(2).D

解析：

①[1]若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝

与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。

故选C。

②⑵根据=

d

可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离/,减小双缝的间距4；

故选D。

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。。点是打下的第一个点，A、

B、C和。为另外4个连续打下的点。

.0..((.A,B,CJ3

_||||||||,|||||'|||||||||||师|欧||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||141|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||『|||||||||||||||中11|||年

01cm2319202122232425262728293031323334

图2

图1

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O

②已知交流电频率为5（）Hz,重物质量为200g,当地重力加速度g=9.80m/s。则从。点

到C点，重物的重力势能变化量的绝对值性上「|=J、C点的动能

ELJ（计算结果均保留3位有效数字）。比较EkC与|AEp|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

答案：(1).阻力与重力之比更小(或其它合理解释)(2).0.547(3).0.588(4).C

解析：

①[1]在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小

②⑵由图中可知OC之间的距离为与©=27.90cm,因此机械能的减少量为

阿=mgx0c=0.2x9.8x0.2790J=0.547J

⑶匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此

*BD0.330-0.233

%m/s2.425m/s

2T2x0.02

因此动能的增加量为

11

E=-mv?2=-x0.2x2.425x2.425J=0.588J

kvCc22

⑷工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加

量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能

的增加量大于重力势能的减少量。

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0.05s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5cm。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。

图⑸

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m/s,竖直分量大小

为m/s；

(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为m/s2。

答案：(1).1.0(2).2.0(3).9.7

解析：

⑴山因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为%=：=器m/s=1.Om/s

⑵竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度

七徂8x5x10-2

求得v=-----------m/s=2.0m/s

)v0.05x4

(2)[3]由竖直方向的自由落体运动可得g=工+

代入数据可得g=9.7m/s?

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a的斜面(已知sine=0.34,cosa=0.94),小铜块可在斜

面上加速下滑，如图所示。该同学用手机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ATMUOs)内小铜块沿斜面下滑的距离$(i=l,2,3,

4,5),如下表所示。

SiS2$3S4$5

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

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)

答案：（1）.0.43（2）.0.32

解析:

（55+54）-（52+5））

⑴根据逐差法有。=(2A7)2

代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小a«0.43m/s2

⑵对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有mgsina-/jmgcosa=ma

代入数据解得〃70.32

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：

⑴用游标卡尺测量垫块厚度内，示数如图(b)所示，〃=cm；

(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:

n123456

(a/mH)0.0870.1800.2600.4250.519

根据表中数据在图(c)上描点，绘制图线

图(C)

如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是m/s2(保留三位有效数字)。

答案：（l）.1.02(3).0.342

解析:

⑴⑴垫块的厚度为h=1cm+2x0.1mm=1.02cm

[3]根据mg•7=/〃。

可知。与〃成正比关系，则根据图像可知，斜率攵=竺二@

74

解得«=0.342m/s2

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、50g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200g,其上可放钩码）、刻度尺，当地重力加速度为9.80m/s2,实验操作步

骤如下:

遮光条光电门1光电门2

图1

①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm,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用、系统(包含滑块、滑块

所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量八线及系统总机械能的减少量△£，结果如下

表所示:

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

AEk/J0.5820.4900.3920.2940.195

A£/J0.3930.4900.6860.785

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，AE为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出—M图像

AA£/J

M/kg

图2

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)

答案：(1).0.980(2).0.588

(4).0.40(0.38-0.42)

解析:

⑴⑴四个钩码重力势能的减少量为/=4mgL=4x0.05x9.8x0.5J=0.980J

(2)⑵对滑块和钩码构成的系统，由能量守恒定律可知

1,1,

4mgL-Wt-—(4m+M)v^——(4m+M)片

其中系统减少的重力势能为AEp=4mgL

系统增加的动能为八纭=]⑷〃+MM--(4m+M)v,2

系统减少的机械能为NE=Wf,则代入数据可得表格中减少的机械能为

AE4=0.98-0.392=0.588J

(3)[3]根据表格数据描点得△£—M的图像为

⑷根据做功关系可知△£=NMgL

0.785-0.393…

则〃图像的斜率为女=〃gL=--------------=1.96

0.4-0.2

解得动摩擦因数为〃=0.40(0.38-0.42)

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。装有祛码的盘

用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和祛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，改变祛码质量，便可探究牵引力所做的功与小车速度变

化的关系。

小车打点计时器

■O纸带

盘和硅码

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.需要满足盘和祛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；

］取则|1甲1M叩甲卿即啊Ri删|1明甲11|1叩1|1甲1明啊啊甲I啊1叩型他叩啊叩桃小加111|叩啊叩啊I

01cm23456789101112131415161718192021222324

I

123456789101112131415

师愀师师唧啊抑唧加聊聊胛加唧和唧唧愀唧啊啊唧加胛胛

0lcm23456789101112131415161718192021222324

II

③根据实验数据，在坐标纸上画出的W-v2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，•和折射角r,并写出折射率”的计算式。

【答案】⑴.ACD⑵.H⑶.能

【解析】

(l)UJA.题中需要将盘和祛码的重力可当作牵引力，所以首先需要补偿小车受到阻力的影响，

即抬高长木板右端，小车在不接盘和祛码的情况下，轻推小车，使小车做匀速直线运动，说

明小车重力沿斜面的分力与小车所受阻力等大反向，A正确；

D.然后挂上盘与祛码加，根据牛顿第二定律根=

对小车M，根据牛顿第二定律T=

M1

两式相比解得绳子拉力一嬴嬴'一m8

1H--

M

当满足盘和祛码的总质量远小于小车的质量，即7=相8,盘和祛码的重力可当作牵引力，

D正确;

B.实验过程中摩擦阻力无法消除，本实验装置无法验证“机械能守恒定律“故B错误。

C.细线与长木板平行需要平行，保证绳子的拉力与小车运动方向一致，这样盘和祛码的重力

可完全当作牵引力，C正确。

故选ACDo

⑵小车做匀加速直线运动，位移逐渐增大，所以实验打出的纸带是第n条。

⑶根据动能定理可知w=-MF,图像的斜率为:M,据w—能求出小车的质量。

22

(2)[4]光路图如图所示

[5]根据折射定律可知n=——。

sinr

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”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。

n123456

Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09

⑴利用M=4+3-4(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量：△/,=6.03cm,AL2=6.08cm,

△%=cm,压缩量的平均值ZI=M+.2+M=cm.

(2)上述近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9.80m/s2,该弹簧的劲度系数为N/m。(结果保留3

位有效数字)

答案：(1)604(2).6.05(3).3(4).48.6

解析：

⑴川根据压缩量的变化量为乂=4-4=(18Q9-12.05)cm=6.04cm

[2]压缩量的平均值为AL=~上匕~=-----------------cm々6.05cm

33

(2)⑶因三个AL是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的

弹簧平均压缩量：

(3)⑷根据钢球的平衡条件有3mgsin。=hZZ

.3mgsin63x0.2x9.8xsin30°

解得k=—=—=-------------；-----N/m«48.6N/m

AL6.05x1O-2

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

改变放在木块1上面的祛码，重复上述操作，得到一组片与相应的祛码重力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，则表中尺=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/与正压力FN的关系图线；

跌码重力

0.501.001.502.002.503.00

G/N

正压力尸

1.502.002.503.003.50400

N/N

弹簧测力计

0.440.620.750.891.06Ft,

读数F/N

(3)由作出的图线你得到的科学结论是：o

【答案】(1).形成猜想和假设(2).1.20(1.19或1.21也得分)

(3).在误差允许范围内，滑动摩擦力的大小与正压力成正比

【解析】

这属于科学探究活动的形成猜想和假设环节:

⑵⑵由图可知尸6=1.20N

［3］滑动摩擦力/与正压力FN的关系图线如图；

(3)14］由作出图线得到的科学结论是：在误差允许范围内，滑动摩擦力的大小与正压力成

正比。

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”)；

廓光源―凸土透镜_滤_光上片单谢缝然缝猿遮光=筒三毛玻眄H手目.

图11

(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1.16"“?；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d=2.00xl()Tm，

测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800〃i,所测光的波长4=(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〃个条纹的间距

再求出M。下列实验采用了类似方法的有O

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

【答案】（8分）（1）平行（2分）；（2）15.02（2分）；693（2分）；（3）CD（2分，漏选得1分）。

【解析】（1）在组装仪器时，单缝与双缝应该相互平行放置；

（2）读数为15mm+1'X-0.02mm=15.02mm；

根据△x=七/l可知，光的波长

d

\xd（15.02-1.16）X103X2.00X10^«

X=----=-------------------------------7M=6.93X10-6m=693n/n；

L（6-1）x0.800

（3）测Ax时采用的是积累法来减小误差的，而选项A用的是等效法，B用的是间接法，CD

都是用的积累法测量的，故选项CD正确。

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仍、加2B.入射小球开始的释放高度〃

C.小球抛出点距地面的高度”D.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

0P方向上的总动量守恒。【用（3）中测量的量表示】

⑸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

町=2?，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。点对齐，测量出。点到三处平均落地点的距离分别为OB,0C.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8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】

【答案】（1）AB（2分，漏选得1分）；（2）AD（2分，漏选得1分）；（3）AD（2分，漏选得1分）;

（4），"IOP=,〃IOM+〃?，OM2分）；（5）①C（1分）；②,J.机,.。82（1分，其他正

222

确形式同样给分）；

【解析】（1）本实验必须使用的是刻度尺，用来测距离，还需要用天平，用来测量小球的质

量；

（2）关于本实验，同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证每次小球抛

出时的速度大小相等，选项A正确；入射小球的质量要大于被碰小球的质量，以保证小球

碰后不反弹，选项B错误；斜槽倾斜轨道不一定必须光滑，只要每次阻力相同，小球水平

抛出时的速度相同就可以的，选项C错误；但是轨道末端必须是水平的，选项D正确；

(3)实验中还需要测量的是小球的质量，故选项A正确，测量小球碰后的水平射程，选项D

正确，而两个高度不用测量，选项BC错误；

(4)碰前的动量为：/〃]0P,碰后的动量之和是：m]0M+m20N；故二者相等即可；

(5)①因为两小球的质量关系是机产2加2，再由OA=175cm,OB=25c机，OC=30cm可知，存

在下列等式：2xOC=2xOA+OB,故转化为等式就是：如OOmiOA+mOB,故C是入射小

球未碰时的落点，A是入射小球碰后的落点，B