2021年各地高考物理真題分類(lèi)匯編：力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)

2021年高考物理真題

專(zhuān)題力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)

1.（2021.浙江卷）圖示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)'’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。（單選）

A.旋轉(zhuǎn)測(cè)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(cè)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。

②[2]根據(jù)=-2

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d；

故選D?

2.（2021.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(kāi)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)，4、

B、C和D為另外4個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn)。

夾子

重物

平|||||||||響|||||||||||||而|也||畫(huà)||||||||||||||'||||『|||||||||||呵||||『||||||||||||||||平|||||||||||||||+||||||||?|||||||||||||||牛|||||||||||||||||||||||||||

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O

②已知交流電頻率為5（）Hz,重物質(zhì)量為200g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,則從。點(diǎn)

到C點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能變化量的絕對(duì)值|AEp|=____________KC點(diǎn)的動(dòng)能

EL___________J（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。比較線。與IMJ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?zhuān)?）.0.547（3）.0.588⑷.C

解析：

①川在驗(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OC之間的距離為%c=27.90cm,因此機(jī)械能的減少量為

|A￡p|-mgxoc-0.2x9.8x0.2790J=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

因此動(dòng)能的增加量為

1,1

=-mv2=-x0.2x2.425x2.425J=0.588J

kC22

⑷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(shì)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(shì)能的減少量。

3.（2021?全國(guó)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(kāi)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(zhǎng)為5cm。該同學(xué)在實(shí)

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

圖(a)

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A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：(2).2.0(3).9.7

解析：

因小球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此速度為%=m=黑|m/s=LOm/s

⑵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

十/曰8x5x10"一八,

求得v=----------m/s=2.0m/s

,v0.05x4

(2)13］由豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)可得g=%+2一X

代入數(shù)據(jù)可得g=9.7m/s2

4.(2021.全國(guó)甲卷)為測(cè)量小銅塊與瓷磚表面間的動(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,cosC=0.94),小銅塊可在斜

面上加速下滑，如圖所示。該同學(xué)用手機(jī)拍攝小銅塊的下滑過(guò)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ATMUOs)內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離,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(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+S4Hs2+4)

⑴根據(jù)逐差法有。(2AT)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(duì)小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有mgsina-/.imgcosa=ma

代入數(shù)據(jù)解得〃70.32

5.(2021.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(b)

(D用游標(biāo)卡尺測(cè)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(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)軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個(gè)數(shù)”和滑塊對(duì)應(yīng)的加速度。；

(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

(a/nrs")0.0870.1800.2600.4250.519

m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

(3).0.342

(1)11］墊塊的厚度為h=1cm+2x0.1mm=1.02cm

(5)⑵繪制圖線如圖;

[3]根據(jù)加g-7=

可知。與〃成正比關(guān)系，則根據(jù)圖像可知，斜率攵="=烏

74

解得c/=0.342m/s2

6.（2021.河北卷）某同學(xué)利用圖1中的實(shí)驗(yàn)裝置探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材

有：一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門(mén)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(mén)1光電門(mén)2

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個(gè)光電門(mén)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(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間，并計(jì)算出滑塊通過(guò)兩個(gè)光

電門(mén)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(cè)量后，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量例、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△線及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量，結(jié)果如下

表所求：

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

A/"0.5820.4900.3920.2940.195

△E/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢(shì)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(biāo)度，在圖2中繪出AE—M圖像

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)

答案：(1).0.980(2).0.588

(4).0.40(0.38-0.42)

解析:

(1)[1]四個(gè)鉤碼重力勢(shì)能的減少量為限=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

4mgL-Wt=—(4m+M)v1~—(4m+M)vf

其中系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為=4機(jī)gL

1,1,

系統(tǒng)增加的動(dòng)能為A^k=-(4m+M)v^--(4m+M)vf

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

A￡4=0.98-0.392=0.588J

(3)[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)得河的圖像為

MAE/J

0.800

0.700

0.600

0.500

0.400

0.300M/kg

0.2000.3000.400

⑷根據(jù)做功關(guān)系可知"=RMgL

0.785—0.393

則△￡-M圖像的斜率為k=/jgL=------------=1.96

0.4-0.2

解得動(dòng)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(jìn)行“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。裝有祛碼的盤(pán)

用繞過(guò)滑輪的細(xì)線牽引小車(chē)，盤(pán)和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力。小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移和速度可以由

打點(diǎn)紙帶測(cè)出，以小車(chē)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(chē)速度變

化的關(guān)系。

小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

眾L

盤(pán)和跌碼

①關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是

A.需要補(bǔ)償小車(chē)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(guò)調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

D.需要滿足盤(pán)和祛碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)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(xiě)“I”或"II”）紙帶；

11師刪|4甲1|1甲卿11|1甲1甲加叩11|1刑|11111|1小叩事甲1啊11"1啊州I甲啊甲暇小|||||1甲啊111皿唧

01cm23456789101112131415161718192021222324

I

123456789101112131415

MW響佩師小州唧加刪加啊響叩師甲即響嚶叩師唧駟師啊甲師則刪型

0lcm23456789101112131415161718192021222324

II

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上畫(huà)出的W-v2圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，據(jù)此圖象（填“能”

或"不能”）求出小車(chē)的質(zhì)量。

（2）小明同學(xué)在做“測(cè)定玻璃的折射率，，實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(cè)出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙相應(yīng)方框中畫(huà)出光路圖，標(biāo)出入射

角，?和折射角r,并寫(xiě)出折射率〃的計(jì)算式。

【解析】

題中需要將盤(pán)和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力，所以首先需要補(bǔ)償小車(chē)受到阻力的影響,

即抬高長(zhǎng)木板右端，小車(chē)在不接盤(pán)和祛碼的情況下，輕推小車(chē)，使小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)

明小車(chē)重力沿斜面的分力與小車(chē)所受阻力等大反向，A正確；

D.然后掛上盤(pán)與祛碼加，根據(jù)牛頓第二定律機(jī)g-T=ma

對(duì)小車(chē)M，根據(jù)牛頓第二定律了=癡

M1

兩式相比解得繩子拉力一mg~'mg

1H-----

M

當(dāng)滿足盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，即7=/?8,盤(pán)和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力，

D正確；

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

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

可完全當(dāng)作牽引力，C正確。

故選ACDo

⑵小車(chē)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H條。

1,1

⑶根據(jù)動(dòng)能定理可知W=QMV2,圖像的斜率為據(jù)卬一聲能求出小車(chē)的質(zhì)量。

(2)[4]光路圖如圖所示

[5]根據(jù)折射定律可知〃=——。

smr

8.(2021?廣東卷)某興趣小組測(cè)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(guò)程如下：

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

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(guò)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)。

n1234