2021年新高考真題物理匯編4 拋體運(yùn)動(dòng)（解析版）

專題4施秣運(yùn)動(dòng)

I.（2021新高考遼寧卷）1935年5月，紅軍為突破“圍剿”決定強(qiáng)渡大渡河。首支共產(chǎn)黨員突擊隊(duì)冒著

槍林彈雨依托僅有的一條小木船堅(jiān)決強(qiáng)突。若河面寬300m,水流速度3m/s,木船相對(duì)靜水的速度

則突擊隊(duì)渡河所需的最短時(shí)間為

A.75sB.95sC.100sD.300s

【答案】D

【解析】木船船頭垂直河岸渡河，所需時(shí)間最短，由d71st解得最短時(shí)間t=300s,選項(xiàng)D正

確。

2.（2021高考新課程U卷海南卷）水上樂園有一末段水平的滑梯，人從滑梯頂端由靜止開始滑下后落入水

中.如圖所示，滑梯頂端到末端的高度”=4.（）m,末端到水面的高度〃=L（）m.取重力加速度

g=10m/s2,將人視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)摩擦和空氣阻力.則人的落水點(diǎn)到滑梯末端的水平距離為（）

A.4.0mB.4.5mC.5.0mD.5.5m

【答案】A

【解析】人滑到滑梯最低端過程中，，人從滑梯最低端做平拋運(yùn)動(dòng)，x=vt,h==gg/2,聯(lián)立解

得:x=4.0m,選項(xiàng)A正確。

3.（2021年高考廣東學(xué)業(yè)水平選擇性測(cè)試）長(zhǎng)征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居

高臨下向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈.戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為〃，的手榴彈.手榴彈

從投出的位置到落地點(diǎn)的高度差為h,在空中的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖6所示，重力加速度

為g.下列說法正確的有

A.甲在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙的長(zhǎng)甲

B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等

C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢(shì)能減少辦防

D.從投出到落地，每顆手榴彈的機(jī)械能變化量為,咫〃

【答案】BC

【解析】由于投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈豎直位移相等，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，甲、乙兩顆

手榴彈在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩手榴彈在落地前瞬間，豎直分速度相等，由功率公式P=Fv

可知重力的功率相等，選項(xiàng)B正確；從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢(shì)能減少,咫〃，選項(xiàng)C正確；從投

出到落地，每顆手榴彈都是只有重力做功，機(jī)械能守恒，機(jī)械能變化量為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

4.（2021年1月浙江選考）某一滑雪運(yùn)動(dòng)員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)多次曝光得到的照

片如圖所示，每次曝光的時(shí)間間隔相等。若運(yùn)動(dòng)員的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的斜拋小球軌

跡重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D處于同一水平高度。下列說法正確的是

A.相鄰位置運(yùn)動(dòng)員重心的速度變化相同

B.運(yùn)動(dòng)員在A、D位置時(shí)重心的速度相同

C.運(yùn)動(dòng)員從A到B和從C到D的時(shí)間相同

D.運(yùn)動(dòng)員重心位置的最高點(diǎn)位于B和C中間

【答案】A

【解析】根據(jù)題述，每次曝光的時(shí)間間隔T相等，運(yùn)動(dòng)員做斜拋運(yùn)動(dòng)，只受重力作用，由牛頓第二定律，

可知斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度為重力加速度g,由且=包，相鄰位置，△t=T,相鄰位置運(yùn)動(dòng)員重心的速度變化△

△t

v=gT,即相鄰位置運(yùn)動(dòng)員重心的速度變化Av相同，選項(xiàng)A正確；AD位置處于同樣高度，由斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)

稱性可知，運(yùn)動(dòng)員在A、D位置時(shí)重心的速度大小相等，方向不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由題圖可知C位置是斜

拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，所以運(yùn)動(dòng)員從A到B的時(shí)間小于從C到D的時(shí)間，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。

5.（2021年1月浙江選考）在爆炸實(shí)驗(yàn)基地有一發(fā)射塔，發(fā)射塔正下方的水平地面上安裝有

聲音記錄儀。爆炸物自發(fā)射塔豎直向上發(fā)射，上升到空中最高點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)量之比為2:1、初

速度均沿水平方向的兩個(gè)碎塊。遙控器引爆瞬間開始計(jì)時(shí)，在5s末和6s末先后記錄到從空氣

中傳來的碎塊撞擊地面的響聲。已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s,忽略空氣阻力。下

列說法正確的是

A.兩碎塊的位移大小之比為1:2

B.爆炸物的爆炸點(diǎn)離地面高度為80m

C.爆炸后質(zhì)量大的碎塊的初速度為68m/s

D.爆炸后兩碎塊落地點(diǎn)之間的水平距離為340m

【答案】B

71

【解析】爆炸物爆炸，動(dòng)量守恒，-mvi=-mv,解得兩碎塊的初速度之比為刃：v=l:2,由

3322

平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律x=vt可知，兩碎塊的水平位移大小之比為汨：%2=刃：v2=l：2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根

據(jù)題述，在5s末和6s末先后記錄到從空氣中傳來的碎塊撞擊地面的響聲，可知碎塊在空中下

落時(shí)間為t=4s,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，.爆炸物的爆炸點(diǎn)離地面高度為h=igt2=80m,選項(xiàng)B

2

正確；爆炸后質(zhì)量大的碎塊落地時(shí)撞擊地面的聲音傳播到聲音記錄儀的時(shí)間為ti=5s-4s=ls,撞

擊地面處距離聲音記錄儀的距離為xi=M=340m,由xi=vir,解得：vi=85m,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；爆

炸后質(zhì)量小的碎塊落地時(shí)撞擊地面的聲音傳播到聲音記錄儀的時(shí)間為t2=6s-4s=2s,撞擊地面處

距離聲音記錄儀的距離為X2=v&=68（）m,爆炸后兩碎塊落地點(diǎn)之間的水平距離為x=X1+

X2=340m+680m=1020m,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

6.（2021高考河北物理）鈉原子鐘是精確的計(jì)時(shí)儀器。圖1中鈉原子從。點(diǎn)以100m/s的初速度在真空中

做平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)豎直平面“V所用時(shí)間為乙；圖2中鈉原子在真空中從尸點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高

點(diǎn)。再返回尸點(diǎn)，整個(gè)過程所用時(shí)間為。點(diǎn)到豎直平面MN、P點(diǎn)到。點(diǎn)的距離均為0.2m。重力加

速度取g=10m/s2，則％,2為（）

A.100：1B.1：100C.1：200D.200：1

【答案】C

【解析】由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，0.2=vt”v=100m/s,由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，0.2=；g§）2,聯(lián)立解得：不^之：

200,選項(xiàng)C正確。

--計(jì)算題

1.（15分）（2021新高考湖南卷）

如圖，豎直平面內(nèi)一足夠長(zhǎng)的光滑傾斜軌道與一長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，水平軌

道右下方有一段弧形軌道PQ。質(zhì)量為加的小物塊A與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為以水平軌道末端。

點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系xQy,x軸的正方向水平向右，y軸的正方向豎直向下，弧形軌道P端

坐標(biāo)為（2〃乙匠），。端在y軸上。重力加速度為g。

（1）若A從傾斜軌道上距x軸高度為2〃乙的位置由靜止開始下滑，求A經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的速度大??；

（2）若A從傾斜軌道上不同位置由靜止開始下滑，經(jīng)過。點(diǎn)落在弧形軌道PQ上的動(dòng)能均相同，求尸。的

曲線方程；

（3）將質(zhì)量為；（4為常數(shù)且425）的小物塊8置于。點(diǎn)，A沿傾斜軌道由靜止開始下滑，與B發(fā)生

彈性碰撞（碰撞時(shí)間極短），要使A和B均能落在弧形軌道上，且A落在B落點(diǎn)的右側(cè)，求A下滑的初始

位置距無軸高度的取值范圍。

【解析】本題考查動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要考查綜

合運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力.

（1）A沿傾斜軌道由靜止開始下滑到O點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理

1.

mg?2yL-umgL=-mvf

解得：v產(chǎn)J4

（2）假設(shè)A落到P點(diǎn)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,

x==-gtl=nL

解得：vo=

1,

E■-mvi+may=2nmaL

則落到軌道上的動(dòng)能k2

同時(shí)“=Jo=

解得加琮夫+mgy0=2"mgL

變形得葭…八；=Mv".v,=0I.y?=2uL

則PQ的曲線方程為4+4尤=*為.<M$%S2UL.0Sx0i2uL>

（3）令A(yù)碰撞前速度為v,釋放高度為h,由動(dòng)能定理

mgh-RngL=gmv2

則i-=2gh-Zp.qL

AB發(fā)生彈性碰撞，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，設(shè)碰撞后A速度為VA，B速度為VB，有

mv-mvA+imv0

1,11,,

2m訶=-mv；+2AmV"

解得：以

因?yàn)?N5可知以小『0.即AH后會(huì)反彈,速發(fā)大小為gy.

Illttft.為保證B常任我道匕則。.4%=師工

即（E）W=（E）?.-2"〃）s2?

解福翼fM

A反彈后，經(jīng)歷一次往返后從O拋出，拋出的速度為v2,由動(dòng)能定理,

—mg,2￡=1mv,-~mv；

為保證A落在軌道上，則上0染=>/砌?

即HI八(H(2gA-2,曲4WL

解得：I<3心*）2+川

又為保證A落點(diǎn)在B右側(cè)，則V2>VB，

綜上，得臺(tái)紛T"心㈢3

變形得：八>一3

又因?yàn)?2，刪劃，（三）2+以比，。（與）2+fiL'i',

則釋放高度的取值范圍為

2。+1尸.1+A,

心解-24-3+y如+以

7.（9分）（2021新高考北京卷）

如圖所示，小物塊A、8的質(zhì)量均為機(jī)=（）.10kg,8靜止在軌道水平段的末端。4以水平速度。o

與8碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點(diǎn)距離水平地面的豎直高度為/?=0.45m,兩物塊

落地點(diǎn)距離軌道末端的水平距離為s=0.30m,取重力加,速度g=10

A

m/s2<>求：

（1）兩物塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間f;

:\

（2）兩物塊碰前A的速度加的大??；

,,\\

,////////////

（3）兩物塊碰撞過程中損失的機(jī)械能o匚GA

【解析】17.（9分）

12

（1）豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，由h;=2gt

得t=0.30s

（2）設(shè)A、8碰后速度為°,

水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，由s=vt

得o=1.0m/s

根據(jù)動(dòng)量守恒定律，由

得Vo=2.0m/s

AE=，nw^--2mv2

（3）兩物體碰撞過程中損失的機(jī)械能

202

得AE=0.10J

8.（9分）（2021高考新課程I卷山東卷）海鷗捕到外殼堅(jiān)硬的鳥蛤（貝類動(dòng)物）后，有時(shí)會(huì)飛到空中將它

丟下，利用地面的沖擊打碎硬殼。一只海鷗叼著質(zhì)量機(jī)=°」kg的鳥蛤，在"=20m的高度、以％=15m/s

的水平速度飛行時(shí)，松開嘴巴讓鳥蛤落到水平地面上。取重力加速度8=10向$2,忽略空氣阻力。

（1）若鳥蛤與地面的碰撞時(shí)間&=S°°5s,彈起速度可忽略，求碰撞過程中鳥蛤受到的平均作用力的大

小F：（碰撞過程中不計(jì)重力）

（2）在海鷗飛行方向正下方的地面上，有一與地面平齊、長(zhǎng)度乙=6m的巖石，以巖石左端為坐標(biāo)原點(diǎn)，

建立如圖所示坐標(biāo)系。若海鷗水平飛行的高度