2021年全國甲卷物理試題解析課件

2021年全國甲卷物理試題解析14.（2021年全國甲卷物理14）如圖,將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處,上部架在橫桿上.橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié),使得平板與底座之間的夾角θ可變.將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放,物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關(guān).若由30o逐漸增大至60o,物塊的下滑時間t將（

）A.逐漸增大 B.逐漸減小

C.先增大后減小 D.先減小后增大光滑斜面自由下滑:v0=0勻加速運動D特值法:θ=45o時tmin→t先減后增物體沿光滑斜面從靜止自由下滑:等時圓模型→時間只與圓的半徑有關(guān)弦與水平方向夾角θ=45oθ=30o和60o時等時圓半徑相等均大于R→t先減后增Q45o最低點切點ORR解法2:等時圓模型15.（2021年全國甲卷物理15）“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲.如圖,先將紐扣繞幾圈,使穿過紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端,紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn).拉動多次后,紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s,此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為（

）A.10m/s2 B.100m/s2 C.1000m/s2D.10000m/s2C模型劃歸:勻速圓周運動運動學(xué)問題角速度向心加速度16.（

2021年全國甲卷物理16）兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與O'Q在一條直線上，PO'與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流I時，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點處的磁感應(yīng)強度大小分別為（

）A.B、0 B.0、2B C.2B、2B D.B、BB等效分析法:兩直角導(dǎo)線可以等效為互相垂直的兩直導(dǎo)線安培定則:兩直導(dǎo)線分別在M處和N處的磁感應(yīng)強度方向如圖,BM=0,BN=2BEO'QMFOPNOddddMNEFIIPQO'17.（2021年全國物理甲卷17）如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為（

）A.6 B.8 C.10 D.14放出6個電子A核反應(yīng)方程:電荷與質(zhì)量數(shù)守恒X14614213813413012612280848892中子數(shù)質(zhì)子數(shù)Y18.（2021年全國物理甲卷18）2021年2月,執(zhí)行我國火星探測任務(wù)的“天問一號”探測器在成功實施三次近火制動后,進(jìn)入運行周期約為1.8×105s的橢圓形停泊軌道,軌道與火星表面的最近距離約為2.8×105m.已知火星半徑約為3.4×106m,火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7m/s2,則“天問一號”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為（

）A.6×105m B.6×106mC.6×107m D.6×108m開三定律半長軸黃金代換聯(lián)解C19.（多選題）（2021年全國甲卷物理19）某電場的等勢面如圖所示,圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點,則（

）A.一正電荷從b點運動到e點,電場力做正功B.一電子從a點運動到d點,電場力做功為4eVC.b點電場強度垂直于該點所在等勢面,方向向右D.a、b、c、d四個點中,b點的電場強度最大BD電場力做功等勢面和電場線空間關(guān)系:b點場強向左等差等勢面越密集處場強越大:b點場強最大正負(fù)號等勢面向左20.（多選題）（2021年全國甲卷物理20）

一質(zhì)量為m的物體自傾角為α的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為Ek，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達(dá)斜面底端時動能為Ek/5。已知sinα=0.6，重力加速度大小為g。則（）A.物體向上滑動的距離為Ek/2mgB.物體向下滑動時的加速度大小為g/5

C.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D.物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長BC全程上滑上滑下滑，

，上滑下滑Ek

x

O

s

Ek

上滑下滑Ek?x圖像斜率表示F合大小→上、下滑Ek?x圖像均為直線平均速度公式:上滑的平均速度大于下滑的平均速度，且位移相等→上滑時間比下滑時間短解法2:Ek?x圖像法21.（多選題）（2021年全國甲卷物理21）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈,兩線圈質(zhì)量相等,但所用導(dǎo)線的橫截面積不同,甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍.現(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落,一段時間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域,磁場的上邊界水平,如圖所示.不計空氣阻力,已知下落過程中線圈始終平行于紙面,上、下邊保持水平.在線圈下邊進(jìn)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前,可能出現(xiàn)的是（

）A.甲和乙都加速運動

B.甲和乙都減速運動C.甲加速運動，乙減速運動D.甲減速運動，乙加速運動AB

→a↓變加,a=0勻速vmax→勻速→a↓變減,a=0勻速vmin單桿有初速進(jìn)入磁場n邊切割磁感線n邊受到安培力線圈進(jìn)入磁場相等加速度相同甲乙質(zhì)量相等,初速度相同→加速度相同,運動性質(zhì)相同→甲乙可能都加速、可能都勻速、還可能都減速n匝線圈:n邊切割磁感線,n邊受到安培力牛二質(zhì)量電阻甲乙22.（2021年全國甲卷物理22）為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(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α的斜面（已知sinα=0.34，cosα=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?T=0.20s）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離si（i=1，2，3，4，5），如下表所示（單位cm）。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(jié)果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取9.80m/s2）s1s2s3s4s55.877.589.3111.0212.74牛二逐差法0.430.3223.（2021年全國甲卷物理23）某同學(xué)用圖（a）所示電路探究小燈泡的伏安特性,所用器材有：小燈泡（額定電壓2.5V,額定電流0.3A）電壓表（量程300mV,內(nèi)阻300Ω）電流表（量程300mA,內(nèi)阻0.27Ω）定值電阻R0滑動變阻器R1（阻值0~20Ω）電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計）開關(guān)S、導(dǎo)線若干.完成下列填空：（1）有3個阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻可供選擇,為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U?I曲線,R0應(yīng)選取阻值為______Ω的定值電阻;（2）閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的____（填“a”或“b”）端；即R0應(yīng)選取阻值為10Ω（滑動變阻器滑片接近最右端）300mA6V保護(hù)電路:R0串聯(lián)分壓2.5V10a分壓電路:滑片置于a端讀圖:當(dāng)流過電流表10mA時,電壓為7mV（3）在流過電流表的電流較小時，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I，結(jié)果如圖（b）所示。當(dāng)流過電流表的電流為10mA時，小燈泡的電阻為________Ω（保留1位有效數(shù)字）；0.7小燈泡電阻（4）為使得電壓表滿量程時對應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V，該同學(xué)經(jīng)計算知，應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為_______Ω。然后調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，測得數(shù)據(jù)如下表所示：U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0I/mA140.0160.0180.02000220.0240.0260.02800電壓表滿量程時對應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V時2700250.0300.0300mV3V電壓表擴大量程:300mV→3V（10倍）串聯(lián)分壓與電阻成正比（9倍）300Ω（5）由圖（b）和上表可知，隨流過小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻___________（填“增大”“減小”或“不變”）；流過小燈泡電流增加→圖像中割線斜率變大→燈絲的電阻增大（溫度升高→金屬燈絲的電阻率增大→燈絲電阻增大）U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0I/mA140.0160.0180.02000220.0240.0260.02800250.0300.0增大另解:溫度升高→金屬燈絲的電阻率增大→燈絲電阻增大（6）該同學(xué)觀測到小燈泡剛開始發(fā)光時流過電流表的電流為160mA，可得此時小燈泡電功率W1=_______W（保留2位有效數(shù)字）；當(dāng)流過電流表的電流為300mA時，小燈泡的電功率為W2，則

W2/W1=_______（保留至整數(shù)）。讀表格:電流160mA時,電壓表示數(shù)46mV（擴大量程10倍→小燈泡電壓0.46V）→燈泡電功率W1=0.46V×0.16A≈0.074W同理:電流300mA時,小燈泡電壓為2.5V，小燈泡電功率W2=2.5V×0.3A=0.75WU/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0I/mA140.0160.0180.02000220.0240.0260.02800250.0300.00.0741024.（2021年全國甲卷物理24）如圖一傾角為θ的光滑斜面上有50個減速帶（圖中未完全畫出）,相鄰減速帶間的距離均為d，減速帶的寬度遠(yuǎn)小于d;一質(zhì)量為m的無動力小車（可視為質(zhì)點）從距第一個減速帶L處由靜止釋放.已知小車通過減速帶損失的機械能與到達(dá)減速帶時的速度有關(guān).觀察發(fā)現(xiàn),小車通過第30個減速帶后,在相鄰減速帶間的平均速度均相同.小車通過第50個減速帶后立刻進(jìn)入與斜面光滑連接的水平地面,繼續(xù)滑行距離s后停下.已知小車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g.（1）求小車通過第30個減速帶后,經(jīng)過每一個減速帶時損失的機械能；此后在相鄰減速帶間的平均速度均相同,通過減速帶后的速度與到達(dá)下一個減速帶均為v1和v2；減速帶之間通過第30→到達(dá)第31每個減速帶聯(lián)解（2）求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機械能;（3）若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每一個減速帶上損失的機械能,則L應(yīng)滿足什么條件?通過第50→水平地面停止釋放→通過第30動能定理能量守恒此式中注意是29不是30每個減速帶平均損失機械能題設(shè)解出減速帶θL（無動力）小車25.（2021年全國物理甲卷25）如圖,長度均為l的兩塊擋板豎直相對放置,間距也為l,兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上,在該水平線的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強電場,電場強度大小為E;兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小可調(diào)節(jié)的勻強磁場.一質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）的粒子自電場中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射,恰好從P點處射入磁場，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場,運動過程中粒子未與擋板碰撞.已知粒子射入磁場時的速度方向與PQ的夾角為60o,不計重力.（1）求粒子發(fā)射位置到P點的距離；過程Ⅰ:類平拋運動分解位移分解速度粒子發(fā)射位置到P點的距離600v0vvy（2）求磁感應(yīng)強度大小的取值范圍；過程Ⅱ:勻速圓周運動情景1:從Q點射出rmin→Bmax情景2:從N點射出rmax→Bmin因此30oO1（3）若粒子正好從QN的中點射出磁場,求粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離。解出軌跡與擋板MN的最近距離情景3:從QN中點射出幾何關(guān)系軌道半徑解法1:（3）若粒子正好從QN的中點射出磁場,求粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離。解出軌跡與擋板MN的最近距離情景3:從QN中點射出RtΔO3CK:勾股定理解出解法2:33Ⅰ.（2021年全國物理甲卷33）（1）如圖,一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程,分別由體積?溫度(V?t)圖上的兩條直線I和Ⅱ表示,V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標(biāo);t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標(biāo),t0=?273.15oC；a、b為直線I上的兩點。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比pa/pb=_______;氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比pb/pc=_______。1V2/V1玻意耳定律V/m3OT/K變換坐標(biāo)系兩條等壓線33Ⅱ.（2021年全國物理甲卷33）（2）如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體,中間的隔板將氣體分為A、B兩部分;初始時,A、B的體積均為V,壓強均等于大氣壓p0,隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置,當(dāng)隔板兩邊壓強差超過0.5p0時隔板就會滑動,否則隔板停止運動.氣體溫度始終保持不變.向右緩慢推動活塞,

使B的體積減小為V/2。（i）求A的體積和B的壓強；過程Ⅰ:氣體B等溫壓縮玻意耳定律過程Ⅱ:氣體A等溫壓縮玻意耳定律隔板活塞BA（ⅱ）再使活塞向左緩慢回到初始位置,求此時A的體積和B的壓強。過程Ⅲ:氣體A等溫膨