2021年高考物理真題和模擬題分類匯編 18 力學、光學、熱學實驗 （學生版+解析版）

2021年高考真題和模擬題分類匯編物理

專題18力學、光學、熱學實驗

1.（2021.浙江卷）圖示是“用雙縫干涉測量光的波長'’實驗的裝置。實驗中：

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。（單選）

A.旋轉測量頭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

2.（2021?浙江卷）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，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。。點是打下的第一個點，4、

B、C和O為另外4個連續(xù)打下的點。

.0..（＜.A,B,CP

』用甲郵叩郵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

圖2

ffli

①為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時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?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從。點

到C點，重物的重力勢能變化量的絕對值|△耳卜J、C點的動能

耳c=_________J（計算結果均保留3位有效數(shù)字）。比較EkC與|△耳|的大小，出現(xiàn)這一結

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

3.(2021?全國乙卷)某同學利用圖(a)所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。實驗時該同學使用頻閃儀

和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，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，其上每個方格的邊長為5cm。該同學在實

驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標出。

圖(a)

完成下列填空：(結果均保留2位有效數(shù)字)

(1)小球運動到圖(b)中位置A時，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?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s2。

4.(2021?全國甲卷)為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)，一同學將貼有標尺的瓷磚的一

端放在水平桌面上，形成一傾角為a的斜面(已知sine=0.34,cosa=0.94),小銅塊可在斜

面上加速下滑，如圖所示。該同學用手機拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像,

獲得5個連續(xù)相等時間間隔(每個時間間隔A7M).20s)內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離$(i=l,2,3,

4,5),如下表所示。

S1S2S3S4S5

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/s2,小銅塊與瓷磚表面

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

5.(2021.湖南卷)某實驗小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關系。主要實

驗步驟如下：

(1)用游標卡尺測量墊塊厚度〃，示數(shù)如圖(b)所示，h=cm；

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

(3)在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)n和滑塊對應的加速度。；

(5)在右支點下增加墊塊個數(shù)(墊塊完全相同)，重復步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:

n123456

0.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖?上描點，繪制圖線

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是m/s2(保留三位有效數(shù)字)。

6.(2021.河北卷)某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系，所用器材

有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光

條的滑塊(質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺，當?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實驗操作

步驟如下:

遮光條光電門1光電門2

rJU4~~

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細繩下端懸掛4個鉤碼，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光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光

電門的速度；

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

重復上述步驟；

④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊

所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼)總動能的增加量A￡k及系統(tǒng)總機械能的減少量A￡,結果如下

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)實驗中輕細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M為橫軸，△石為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出△￡-M圖像

AA￡/J

M/kg

圖2

若系統(tǒng)總機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）

7.（2021春?浙江卷）（1）用如圖所示裝置進行“探究功與速度變化的關系”實驗。裝有祛碼的盤

用繞過滑輪的細線牽引小車，盤和祛碼的重力可當作牽引力。小車運動的位移和速度可以由

打點紙帶測出，以小車為研究對象，改變祛碼質(zhì)量，便可探究牽引力所做的功與小車速度變

化的關系。

小車打點計時器

畬）L

盤和跌碼

①關于這個實驗，下列說法正確的是

A.需要補償小車受到阻力的影響

B.該實驗裝置可以“驗證機械能守恒定律”

C.需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細線與長木板平行

D.需要滿足盤和祛碼總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

②如圖2所示是兩條紙帶，實驗時打出的應是第條（填寫力”或"H”）紙帶；

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刪巾甲啊甲1即代和111|叩啊叩巾唧

01cm23456789101112131415161718192021222324

I

123456789101112131415

他即加叫響呼帥響嚶州州岬加啊州唧刪師啊啊皿啊叫師那啊咽叩唧唧

01cm23456789101112131415161718192021222324

II

③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在坐標紙上畫出的廂，圖象是一條過原點的直線，據(jù)此圖象（填“能”

或“不能”）求出小車的質(zhì)量。

（2）小明同學在做“測定玻璃的折射率”實驗時，發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針，他把大頭針A、B、C

插在如圖所示位置，并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應方框中畫出光路圖，標出入射

角，?和折射角廠，并寫出折射率n的計算式。

8.（2021?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

斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30。，彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：

先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）

逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)〃和彈簧上端對應的

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

簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù)。

0於

n123456

Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09

⑴利用M=4+3=1,2,3）計算彈簧的壓縮量：M=6.03cm,\L.=6.08cm,

△%=cm,壓縮量的平均值ZZ=結+與+。=cm；

（2）上述應是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；

（3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2,該彈簧的勁度系數(shù)為N/m。（結果保留3

位有效數(shù)字）

9.（2021?四川瀘州三模）科學探究活動通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題、形成猜想和假設、設計

實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結論并作出解釋，以及交流、評估、反思

等。某物理學習小組在進行《研究影響滑動摩擦力的因素》的探究實驗時，提出“滑動摩擦

力可能與接觸面間的壓力有關

（1）這屬于科學探究活動的環(huán)節(jié)；

（2）他們用如圖甲所示的實驗裝置來探究滑動摩擦力與正壓力的關系，測得木塊1的重力為

1N,木板2在拉力作用下向右運動，木塊1相對于地面靜止，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)

改變放在木塊1上面的祛碼，重復上述操作，得到一組居與相應的祛碼重力G的數(shù)據(jù)

如下表。其中凡的值從圖乙中彈簧測力計的示數(shù)讀出，則表中尺=N,根據(jù)表中的數(shù)

據(jù)在如圖丙所示的坐標紙中作出滑動摩擦力f與正壓力FN的關系圖線；

祛碼重力

0.501.00L502.002.503.00

G/N

正壓力產(chǎn)

1.502.002.503.003.50400

N/N

彈簧測力計

0.440.620.750.891.06凡

讀數(shù)F/N

(3)由作出的圖線你得到的科學結論是：

10.(2021?北京海淀一模)現(xiàn)用如圖11所示雙縫干涉實驗裝置來測量光的波長。

(1)在組裝儀器時單縫和雙縫應該相互放置。(選填“垂直”或"平行”);

光源凸透鏡濾光片單縫雙縫遮光筒毛玻璃屏目鏡

圖11

(2)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學調(diào)整手輪使測量頭的分劃

板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時測量頭上游標卡尺的讀數(shù)

為接著再同方向轉動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時測量

頭上游標卡尺的示數(shù)如圖12所示，則讀數(shù)為mm.己知雙縫間距dnZ.OOxloTm，

測得雙縫到毛玻璃屏的距離G0.800如所測光的波長4=皿。(保留3位有效數(shù)字);

(3)為減小誤差，該實驗并未直接測量相鄰亮條紋間的距離Ax,而是先測量〃個條紋的間距

再求出Av。下列實驗采用了類似方法的有0

A.《探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律》的實驗中合力的測量

B.《探究彈簧彈力與形變量的關系》的實驗中彈簧的形變量的測量

C.《用單擺測重力加速度》的實驗中單擺的周期的測量

D.《用油膜法估測油酸分子的大小》的實驗中1滴油酸酒精溶液體積的測量

11.(2021?北京海淀一模)如圖13所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個

半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。

(1)為完成此實驗，以下提供的測量工具中，本實驗必須使用的是。(選填選項前的

字母)

A.刻度尺B.天平C.打點計時器D.秒表

(2)關于本實驗，下列說法中正確的是。(選填選項前的字母)

A.同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放

B.入射小球的質(zhì)量必須小于被碰小球的質(zhì)量

C.軌道傾斜部分必須光滑

D.軌道末端必須水平

(3)圖13中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時先讓入射小球多次從斜軌上位置

S由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置P,測出平拋射程OP。然后，

把被碰小球靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜軌上位置S由靜止釋放，與被碰

小球相碰，并多次重復該操作，兩小球平均落地點位置分別為M、M,實驗中還需要測量的

有o(選填選項前的字母)

A.入射小球和被碰小球的質(zhì)量仍、，做B.入射小球開始的釋放高度〃

C.小球拋出點距地面的高度HD.兩球相碰后的平拋射程OM、ON

(4)在某次實驗中，記錄的落點平均位置M、N幾乎與0P在同一條直線上，在實驗誤差允許

范圍內(nèi)，若滿足關系式,則可以認為兩球碰撞前后在

0P方向上的總動量守恒。【用(3)中測量的量表示】

⑸某同學在上述實驗中更換了兩個小球的材質(zhì)，且入射小球和被碰小球的質(zhì)量關系為

町=2,巧，其它條件不變。兩小球在記錄紙上留下三處落點痕跡如圖14所示。他將米尺的

零刻線與。點對齊，測量出0點到三處平均落地點的距離分別為0403、0C。該同學通

過測量和計算發(fā)現(xiàn)，兩小球在碰撞前后動量是守恒的。

①由此可以判斷出圖14中B處是；

A.未放被碰小球，入射小球的落地點

B.入射小球碰撞后的落地點

C.被碰小球碰撞后的落地點

②若進一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關系式________________________是否

成立。【用(5)中的物理量表示】

12.(2021?河北唐山一模)在探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關系實驗中，小明同學做了如

圖甲所示的實驗改進，在調(diào)節(jié)桌面水平后，添加了用力傳感器來測細線中的拉力。

1.0103.0405.06.07.0m

(1)關于該實驗的操作，下列說法正確的是。

A.必須用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B.一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

C.應當先釋放小車，再接通電源

D.需要改變砂和砂桶的總質(zhì)量，打出多條紙帶

(2)實驗得到如圖乙所示的紙帶，已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz,相鄰兩計

數(shù)點之間還有四個點未畫出，由圖中的數(shù)據(jù)可知，小車運動的加速度大小是m/s2?

(計算結果保留三位有效數(shù)字)

(3)由實驗得到小車加速度。與力傳感器示數(shù)尸的關系如圖丙所示?則小車與軌道的滑動

摩擦力F尸N?

13.(2021?云南曲靖一模)利用如圖所示的裝置可以探究滑動摩擦力/與正壓力網(wǎng)之間的關系,

請回答下列問題：

①適當添加鉤碼，使其能夠帶動小車向右運動；

②多次在木塊上添加祛碼以改變壓力，盡可能多測幾組數(shù)據(jù)，實驗中應該測量和記錄的數(shù)據(jù)

是：、;

③如果用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)，以摩擦力/為橫軸，正壓力FN為縱軸，如實驗步驟正確,

得到的應是一條(選填“直線”或"折線”或"曲線”)，圖像的哪一數(shù)值表示是動摩擦因

數(shù)：;

④正確的實驗結論是：。

14.(2021?江蘇常州一模)某同學用圖甲所示裝置，測量系統(tǒng)運動過程中所受阻力的大小。己

知m=460g、M=520g的兩物體用細線連接，跨過光滑輕質(zhì)小滑輪。在m下端接上紙帶，

接通打點計時器電源，讓M從高處由靜止開始下落，如圖乙為實驗打出的一條紙帶，每相

鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出)，g取9.8m/s2,請測量并求出運動過程中系統(tǒng)受到的

阻力大小(結果保留兩位有效數(shù)字)。

0123456

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

0cmI2345678910

甲乙

15.(2021?河北石家莊一模)如圖所示是某同學驗證“做圓周運動的物體所受向心力大小與線

速度關系”的實驗裝置。已知重力加速度為g。主要實驗步驟如下:

(1)用天平測出小鋼球的質(zhì)量m-

(2)用游標卡尺測出小鋼球直徑小

(3)輕質(zhì)細線一端與小鋼球相連，另一端固定在拉力傳感器上。小鋼球靜止時剛好位于光電

門中央，用米尺量出線長L;

(4)將小鋼球拉到適當?shù)母叨忍庒尫拧y出小鋼球通過光電門的時間3小鋼球經(jīng)過光電門時

的速度大小為o則此時小鋼球向心力表達式F行；

(5)讀出力傳感器示數(shù)的最大值尸m。則向心力還可表示為廣向_____。對比尸向和小的大小，

可得出結論。

16.（2021.河北石家莊一模）某同學利用重捶的自由落體運動驗證機械能守恒定律。實驗中：

（1）實驗室提供了鐵架臺、重錘、夾子、紙帶等器材，為完成此實驗，除了所給的器材，從

圖中還必須選取的實驗器材是。（填字母代號）。

（2）下列方法有助于減小實驗設差的是o（填字母代號）。

A.在重錘的正下方地面鋪橡膠墊

B.必須從紙帶上第一個點開始計算驗證機械能是否守恒

C.重復多次實驗，重錘必須從同一位置開始下落

D.重錘的密度盡量大一些

（2）實驗中，質(zhì)量為0.20kg的重錘拖著紙帶自由下落，在紙帶上打出一系列的點，O為打下

的第一個點，4、8、C為三個計數(shù)點，相鄰兩點之間還有一個點未畫出，如圖所示。已知

打點計時著所用交流電的頻率為50Hz,當?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2。從起點。到打下8

點的過程中重錘的重力勢能減少量AEp=J；此過程中重物動能的增加量J根

據(jù)數(shù)據(jù)，該同學驗證了機械能守恒定律。（計算結果均保留3位有效數(shù)字）

A

78.42

17.（2021?廣西柳州一模）某同學用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗操作步驟如

【.先將光滑斜槽軌道的末端調(diào)至水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將該木

板立于靠近槽口處，使小球。從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，撞到木板在記錄紙

上留下壓痕0。

II.將木板向右平移適當距離，再使小球〃從原固定點由靜止釋放，撞到木板在記錄紙上留下

壓痕。

HI.把半徑相同的小球雙，加＜加,）靜止放在斜槽軌道水平段的右邊緣，讓小球a仍從原固定點

由靜止開始滾下，與小球b相碰后，。球沿軌道反彈后返回，兩球撞在木板上留下壓痕。

將這些壓痕標記為4、B、C,已知匕球的壓痕為C。

（1）本實驗必須測量的物理量是（填選項前的字母）；

A.小球a、6的質(zhì)量〃0、mi,

B.小球a、b的半徑r

C.斜槽軌道末端到本板的水平距離x

D.記錄紙上。點到A、B、C的距離》、”、然

（2）放上被碰小球4兩球相碰后，小球。在圖中的壓痕點為（填2”或“8”）；

（3）用本實驗中所測得的物理量來驗證兩球碰撞過程動量守恒，其表達式為o

18.（2021?北京東城一模）在“用雙縫干涉測光波長”的實驗中,

（1）如圖1所示，將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋,

此時手輪上的示數(shù)乂=2.320如"，然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋

中心對齊，記下止匕時圖2中手輪上的示數(shù)沏=mm；

圖I圖2

（2）已知雙縫間距d為2.0x10"也測得雙縫到屏的距離/為0.700m,由計算式在___________

可得所測紅光波長為m.（結果保留兩位有效數(shù)字）

2021年高考真題和模擬題分類匯編物理

專題18力學、光學、熱學實驗

1.（2021.浙江卷）圖示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中：

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。（單選）

A.旋轉測量頭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：⑴.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)=

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4；

故選D。

2.（2021?浙江卷）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，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。。點是打下的第一個點，A、

B、C和。為另外4個連續(xù)打下的點。

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

_||||||||,|||||'|||||||||||師|歐||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||141|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||『|||||||||||||||中11|||年

01cm2319202122232425262728293031323334

圖2

圖1

①為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時選擇密度大的理由是O

②已知交流電頻率為5（）Hz,重物質(zhì)量為200g,當?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s。則從。點

到C點，重物的重力勢能變化量的絕對值性上「|=J、C點的動能

ELJ（計算結果均保留3位有效數(shù)字）。比較EkC與|AEp|的大小，出現(xiàn)這一結

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]在驗證機械能守恒實驗時阻力越小越好，因此密度大的阻力與重力之比更小

②⑵由圖中可知OC之間的距離為與?=27.90cm,因此機械能的減少量為

阿=mgx0c=0.2x9.8x0.2790J=0.547J

⑶勻變速運動時間中點的速度等于這段時間的平均速度，因此

*BD0.330-0.233

%m/s2.425m/s

2T2x0.02

因此動能的增加量為

11

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

kvCc22

⑷工作電壓偏高不會影響實驗的誤差，存在摩擦力會使重力勢能的減少量大于動能的增加

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導致動能

的增加量大于重力勢能的減少量。

3.(2021?全國乙卷)某同學利用圖(a)所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。實驗時該同學使用頻閃儀

和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，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，其上每個方格的邊長為5cm。該同學在實

驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標出。

圖⑸

完成下列填空：(結果均保留2位有效數(shù)字)

(1)小球運動到圖(b)中位置A時，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?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s2。

答案：(1).1.0(2).2.0(3).9.7

解析：

⑴山因小球水平方向做勻速直線運動，因此速度為%=：=器m/s=1.Om/s

⑵豎直方向做自由落體運動，因此A點的豎直速度可由平均速度等于時間中點的瞬時速度

七徂8x5x10-2

求得v=-----------m/s=2.0m/s

)v0.05x4

(2)[3]由豎直方向的自由落體運動可得g=工+

代入數(shù)據(jù)可得g=9.7m/s?

4.(2021.全國甲卷)為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)，一同學將貼有標尺的瓷磚的一

端放在水平桌面上，形成一傾角為a的斜面(已知sine=0.34,cosa=0.94),小銅塊可在斜

面上加速下滑，如圖所示。該同學用手機拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像,

獲得5個連續(xù)相等時間間隔(每個時間間隔ATMUOs)內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離$(i=l,2,3,

4,5),如下表所示。

SiS2$3S4$5

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/s2,小銅塊與瓷磚表面

間的動摩擦因數(shù)為。(結果均保留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:

（55+54）-（52+5））

⑴根據(jù)逐差法有。=(2A7)2

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對小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有mgsina-/jmgcosa=ma

代入數(shù)據(jù)解得〃70.32

5.(2021?湖南卷)某實驗小組利用圖(a)所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關系。主要實

驗步驟如下：

⑴用游標卡尺測量墊塊厚度內(nèi)，示數(shù)如圖(b)所示，〃=cm；

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

(3)在右支點下放一墊塊，改變氣墊導軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個數(shù)〃和滑塊對應的加速度。；

(5)在右支點下增加墊塊個數(shù)(墊塊完全相同)，重復步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:

n123456

(a/mH)0.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點，繪制圖線

圖(C)

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應該是m/s2(保留三位有效數(shù)字)。

答案：（l）.1.02(3).0.342

解析:

⑴⑴墊塊的厚度為h=1cm+2x0.1mm=1.02cm

[3]根據(jù)mg?7=/〃。

可知。與〃成正比關系，則根據(jù)圖像可知，斜率攵=竺二@

74

解得?=0.342m/s2

6.（2021.河北卷）某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系，所用器材

有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條

的滑塊（質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼）、刻度尺，當?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實驗操作步

驟如下:

遮光條光電門1光電門2

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細繩下端懸掛4個鉤碼，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光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光

電門的速度；

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

重復上述步驟；

④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量用、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊

所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼)總動能的增加量八線及系統(tǒng)總機械能的減少量△￡，結果如下

表所示:

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

AEk/J0.5820.4900.3920.2940.195

A￡/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

(1)實驗中輕細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M為橫軸，AE為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出—M圖像

AA￡/J

M/kg

圖2

若系統(tǒng)總機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)

答案：(1).0.980(2).0.588

(4).0.40(0.38-0.42)

解析:

⑴⑴四個鉤碼重力勢能的減少量為/=4mgL=4x0.05x9.8x0.5J=0.980J

(2)⑵對滑塊和鉤碼構成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可知

1,1,

4mgL-Wt-—(4m+M)v^——(4m+M)片

其中系統(tǒng)減少的重力勢能為AEp=4mgL

系統(tǒng)增加的動能為八紜=]⑷〃+MM--(4m+M)v,2

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

AE4=0.98-0.392=0.588J

(3)[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點得△￡—M的圖像為

⑷根據(jù)做功關系可知△￡=NMgL

0.785-0.393…

則〃圖像的斜率為女=〃gL=--------------=1.96

0.4-0.2

解得動摩擦因數(shù)為〃=0.40(0.38-0.42)

7.（2021春?浙江卷）（1）用如圖所示裝置進行“探究功與速度變化的關系”實驗。裝有祛碼的盤

用繞過滑輪的細線牽引小車，盤和祛碼的重力可當作牽引力。小車運動的位移和速度可以由

打點紙帶測出，以小車為研究對象，改變祛碼質(zhì)量，便可探究牽引力所做的功與小車速度變

化的關系。

小車打點計時器

■O紙帶

盤和硅碼

①關于這個實驗，下列說法正確的是

A.需要補償小車受到阻力的影響

B.該實驗裝置可以“驗證機械能守恒定律”

C.需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細線與長木板平行

D.需要滿足盤和祛碼總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

②如圖2所示是兩條紙帶，實驗時打出的應是第條（填寫“I”或“II”）紙帶；

］取則|1甲1M叩甲卿即啊Ri刪|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

師愀師師唧啊抑唧加聊聊胛加唧和唧唧愀唧啊啊唧加胛胛

0lcm23456789101112131415161718192021222324

II

③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在坐標紙上畫出的W-v2圖象是一條過原點的直線，據(jù)此圖象（填“能”

或“不能”）求出小車的質(zhì)量。

（2）小明同學在做“測定玻璃的折射率”實驗時，發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針，他把大頭針A、B、C

插在如圖所示位置，并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應方框中畫出光路圖，標出入射

角，?和折射角r,并寫出折射率”的計算式。

【答案】⑴.ACD⑵.H⑶.能

【解析】

(l)UJA.題中需要將盤和祛碼的重力可當作牽引力，所以首先需要補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動，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.然后掛上盤與祛碼加，根據(jù)牛頓第二定律根=

對小車M，根據(jù)牛頓第二定律T=

M1

兩式相比解得繩子拉力一嬴嬴'一m8

1H--

M

當滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，即7=相8,盤和祛碼的重力可當作牽引力，

D正確;

B.實驗過程中摩擦阻力無法消除，本實驗裝置無法驗證“機械能守恒定律“故B錯誤。

C.細線與長木板平行需要平行，保證繩子的拉力與小車運動方向一致，這樣盤和祛碼的重力

可完全當作牽引力，C正確。

故選ACDo

⑵小車做勻加速直線運動，位移逐漸增大，所以實驗打出的紙帶是第n條。

⑶根據(jù)動能定理可知w=-MF,圖像的斜率為:M,據(jù)w—能求出小車的質(zhì)量。

22

(2)[4]光路圖如圖所示

[5]根據(jù)折射定律可知n=——。

sinr

8.(2021?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

斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30。，彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下:

先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)

逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)”和彈簧上端對應的

刻度尺示數(shù)數(shù)據(jù)如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈

簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù)。

n123456

Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09

⑴利用M=4+3-4(i=1,2,3)計算彈簧的壓縮量：△/,=6.03cm,AL2=6.08cm,

△%=cm,壓縮量的平均值ZI=M+.2+M=cm.

(2)上述近是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量：

(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2,該彈簧的勁度系數(shù)為N/m。(結果保留3

位有效數(shù)字)

答案：(1)604(2).6.05(3).3(4).48.6

解析：

⑴川根據(jù)壓縮量的變化量為乂=4-4=(18Q9-12.05)cm=6.04cm

[2]壓縮量的平均值為AL=~上匕~=-----------------cm々6.05cm

33

(2)⑶因三個AL是相差3個鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個鋼球時產(chǎn)生的

彈簧平均壓縮量：

(3)⑷根據(jù)鋼球的平衡條件有3mgsin。=hZZ

.3mgsin63x0.2x9.8xsin30°

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

AL6.05x1O-2

9.(2021?四川瀘州三模)科學探究活動通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題、形成猜想和假設、設計

實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結論并作出解釋，以及交流、評估、反思

等。某物理學習小組在進行《研究影響滑動摩擦力的因素》的探究實驗時，提出“滑動摩擦

力可能與接觸面間的壓力有關

(1)這屬于科學探究活動的環(huán)節(jié)；

(2)他們用如圖甲所示的實驗裝置來探究滑動摩擦力與正壓力的關系，測得木塊1的重力為

1N,木板2在拉力作用下向右運動，木塊1相對于地面靜止，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)

改變放在木塊1上面的祛碼，重復上述操作，得到一組片與相應的祛碼重力G的數(shù)據(jù)

如下表。其中F6的值從圖乙中彈簧測力計的示數(shù)讀出，則表中尺=N,根據(jù)表中的數(shù)

據(jù)在如圖丙所示的坐標紙中作出滑動摩擦力/與正壓力FN的關系圖線；

跌碼重力

0.501.001.502.002.503.00

G/N

正壓力尸

1.502.002.503.003.50400

N/N

彈簧測力計

0.440.620.750.891.06Ft,

讀數(shù)F/N

(3)由作出的圖線你得到的科學結論是：o

【答案】(1).形成猜想和假設(2).1.20(1.19或1.21也得分)

(3).在誤差允許范圍內(nèi)，滑動摩擦力的大小與正壓力成正比

【解析】

這屬于科學探究活動的形成猜想和假設環(huán)節(jié):

⑵⑵由圖可知尸6=1.20N

［3］滑動摩擦力/與正壓力FN的關系圖線如圖；

(3)14］由作出圖線得到的科學結論是：在誤差允許范圍內(nèi)，滑動摩擦力的大小與正壓力成

正比。

10.(2021?北京海淀一模)現(xiàn)用如圖11所示雙縫干涉實驗裝置來測量光的波長。

(1)在組裝儀器時單縫和雙縫應該相互_______放置。(選填“垂直”或“平行”)；

廓光源―凸土透鏡_濾_光上片單謝縫然縫猿遮光=筒三毛玻眄H手目.

圖11

(2)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學調(diào)整手輪使測量頭的分劃

板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時測量頭上游標卡尺的讀數(shù)

為1.16"“?；接著再同方向轉動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時測量

頭上游標卡尺的示數(shù)如圖12所示，則讀數(shù)為mm。已知雙縫間距d=2.00xl()Tm，

測得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.800〃i,所測光的波長4=(保留3位有效數(shù)字);

(3)為減小誤差，該實驗并未直接測量相鄰亮條紋間的距離而是先測量〃個條紋的間距

再求出M。下列實驗采用了類似方法的有O

A.《探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律》的實驗中合力的測量

B.《探究彈簧彈力與形變量的關系》的實驗中彈簧的形變量的測量

C.《用單擺測重力加速度》的實驗中單擺的周期的測量

D.《用油膜法估測油酸分子的大小》的實驗中1滴油酸酒精溶液體積的測量

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

【解析】（1）在組裝儀器時，單縫與雙縫應該相互平行放置；

（2）讀數(shù)為15mm+1'X-0.02mm=15.02mm；

根據(jù)△x=七/l可知，光的波長

d

\xd（15.02-1.16）X103X2.00X10^?

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

L（6-1）x0.800

（3）測Ax時采用的是積累法來減小誤差的，而選項A用的是等效法，B用的是間接法，CD

都是用的積累法測量的，故選項CD正確。

11.（2021?北京海淀一模）如圖13所示，用“碰撞實驗器“可以驗證動量守恒定律，即研究兩個

半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。

（1）為完成此實驗，以下提供的測量工具中，本實驗必須使用的是。（選填選項前的

字母）

A.刻度尺B.天平C.打點計時器D.秒表

（2）關于本實驗，下列說法中正確的是。（選填選項前的字母）

A.同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放

B.入射小球的質(zhì)量必須小于被碰小球的質(zhì)量

C.軌道傾斜部分必須光滑

D.軌道末端必須水平

（3）圖13中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時先讓入射小球多次從斜軌上位置

S由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置P,測出平拋射程OP。然后，

把被碰小球靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜軌上位置S由靜止釋放，與被碰

小球相碰，并多次重復該操作，兩小球平均落地點位置分別為M、N。實驗中還需要測量的

有。（選填選項前的字母）

A.入射小球和被碰小球的質(zhì)量仍、加2B.入射小球開始的釋放高度〃

C.小球拋出點距地面的高度”D.兩球相碰后的平拋射程OM、ON

（4）在某次實驗中，記錄的落點平均位置M、N幾乎與OP在同一條直線上，在實驗誤差允許

范圍內(nèi)，若滿足關系式,則可以認為兩球碰撞前后在

0P方向上的總動量守恒?！居茫?）中測量的量表示】

⑸某同學在上述實驗中更換了兩個小球的材質(zhì)，且入射小球和被碰小球的質(zhì)量關系為

町=2?，其它條件不變。兩小球在記錄紙上留下三處落點痕跡如圖14所示。他將米尺的

零刻線與。點對齊，測量出。點到三處平均落地點的距離分別為OB,0C.該同學通

過測量和計算發(fā)現(xiàn)，兩小球在碰撞前后動量是守恒的。

①由此可以判斷出圖14中8處是；

A.未放被碰小球，入射小球的落地點

B.入射小球碰撞后的落地點

C.被碰小球碰撞后的落地點

②若進一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關系式________________________是否

成立?！居茫?）中的物理量表示】

【答案】（1）AB（2分，漏選得1分）；（2）AD（2分，漏選得1分）；（3）AD（2分，漏選得1分）;

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

222

確形式同樣給分）；

【解析】（1）本實驗必須使用的是刻度尺，用來測距離，還需要用天平，用來測量小球的質(zhì)

量；

（2）關于本實驗，同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放，以保證每次小球拋

出時的速度大小相等，選項A正確；入射小球的質(zhì)量要大于被碰小球的質(zhì)量，以保證小球

碰后不反彈，選項B錯誤；斜槽傾斜軌道不一定必須光滑，只要每次阻力相同，小球水平

拋出時的速度相同就可以的，選項C錯誤；但是軌道末端必須是水平的，選項D正確；

(3)實驗中還需要測量的是小球的質(zhì)量，故選項A正確，測量小球碰后的水平射程，選項D

正確，而兩個高度不用測量，選項BC錯誤；

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

(5)①因為兩小球的質(zhì)量關系是機產(chǎn)2加2，再由OA=175cm,OB=25c機，OC=30cm可知，存

在下列等式：2xOC=2xOA+OB,故轉化為等式就是：如OOmiOA+mOB,故C是入射小

球未碰時的落點，A是入射小球碰后的落點，B