2021年高考物理真題按模型或題型分類匯編

1（河北卷2）.艷原子鐘是精確的計時儀器，圖1中他原子從。點以lOOm/s的初速度在真

空中做平拋運動，到達豎直平面所用時間為乙；圖2中能原子在真空中從尸點做豎直

上拋運動，到達最高點Q再返回尸點，整個過程所用時間為。點到豎直平面肱V、P

點到0點的距離均為0.2m,重力加速度取g=10m/s2,貝以4為（）

A100：1B.1：100C.1：200D.200：1

【答案】C

【解析】

Y02

葩原子做平拋運動，水平方向上做勻速直線運動，即無=討1解得=

鈾原子做豎直上拋運動，拋至最高點用時；，逆過程可視為自由落體，即X=gg

解得、隹=、隹絲=0.4s貝此一100_1

~V*V101—77T一訴

故選Co

2（河北卷9）.如圖，矩形金屬框MNQP豎直放置，其中MN、PQ足夠長，且PQ桿光

滑，一根輕彈簧一端固定在M點，另一端連接一個質(zhì)量為機的小球，小球穿過尸。桿，金

屬框繞軸分別以角速度。和①'勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對PQ桿靜止，若。'＞。，則與

以0勻速轉(zhuǎn)動時相比，以①'勻速轉(zhuǎn)動時（)

p

Q

A.小球的高度一定降低B.彈簧彈力的大小一定不變

C.小球?qū)U壓力的大小一定變大D.小球所受合外力的大小一定變大

【答案】BD

【解析】

對小球受力分析，設彈力為T,彈簧與水平方向夾角為0,則對小球豎直方向Tsin。=mg

MP

而T=左（------可知。為定值，T不變，則當轉(zhuǎn)速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈

cos6*

力不變。則A錯誤，B正確；

水平方向當轉(zhuǎn)速較小時，桿對小球的彈力FN背離轉(zhuǎn)軸，則Teos6-/=根。2r即

FN=Tcos0-marr

當轉(zhuǎn)速較大時，F(xiàn)N指向轉(zhuǎn)軸Tcos6+尸N=根。2廠即尸N=根0。一Teos。則因①'＞（y,

根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的壓力不一定變大。則C錯誤；

根據(jù)生=加。2r可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D正確。

故選BD。

3.（河北卷6,4分）.一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為?H、不

可伸長的輕細繩，一端固定在圓柱體最高點尸處，另一端系一個小球，小球位于尸點右側(cè)

同一水平高度的。點時，繩剛好拉直，將小球從。點由靜止釋放，當與圓柱體未接觸部分

的細繩豎直時，小球的速度大小為（重力加速度為g,不計空氣阻力）（）

7rR----------->

Q

A.yj(2+7i)gRB.427igRC.J2(l+%)g7?D.2廂

【答案】A

【解析】

n7i+2

小球下落的高度為〃=應?--R+R=-------R

22

小球下落過程中，根據(jù)動能定理有機g/z=mv2

綜上有v=｛（兀+2）gR

故選A。

4（湖南卷5）（單選）.質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖

所示，A為半圓的最低點，3為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一

質(zhì)量為用的小滑塊。用推力產(chǎn)推動小滑塊由A點向3點緩慢移動，力產(chǎn)的方向始終沿圓弧

的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是（）

O

M

A.推力F先增大后減小

B.凹槽對滑塊的支持力先減小后增大

C.墻面對凹槽的壓力先增大后減小

D.水平地面對凹槽的支持力先減小后增大

【答案】c

【解析】AB.對滑塊受力分析，由平衡條件有^=〃/gsineN=mgcosB

滑塊從A緩慢移動8點時，。越來越大，則推力尸越來越大，支持力N越來越小，所以AB

錯誤；

C.對凹槽與滑塊整體分析，有墻面對凹槽的壓力為

FN=Fcos0=mgsin0cos0=^mgsin（2。）

則。越來越大時，墻面對凹槽的壓力先增大后減小，所以C正確;

D.水平地面對凹槽支持力為Nj也=（"+祇）8-八111。=（加+加）8-7咫51112。

則。越來越大時，水平地面對凹槽的支持力越來越小，所以D錯誤;

故選C。

5.（全國乙卷16,6分）.如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，質(zhì)量為相、電荷

量為q（q>0）的帶電粒子從圓周上的M點沿直徑MQV方向射入磁場。若粒子射入磁場時

的速度大小為匕，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)90。；若射入磁場時的速度大小為丫2,離開磁

場時速度方向偏轉(zhuǎn)60。，不計重力，則'為（）

嶺

232

【答案】B

【解析】根據(jù)題意做出粒子的圓心如圖所示

90。/毛

XX

M\XXOXX

??

\xXXX/

XX

J..........

設圓形磁場區(qū)域的半徑為凡根據(jù)幾何關系有第一次的半徑4=R第二次的半徑

r2=y[3R

根據(jù)洛倫茲力提供向心力有“出=貯可得丫=幽所以乜='=走故選B。

rmv2G3

6.（河北卷14,16分）如圖，一對長平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面向外、

磁感應強度大小為2的勻強磁場，極板與可調(diào)電源相連，正極板上。點處的粒子源垂直極

板向上發(fā)射速度為%、帶正電的粒子束，單個粒子的質(zhì)量為加、電荷量為/一足夠長的擋

板與正極板成37。傾斜放置，用于吸收打在其上的粒子，C、尸是負極板上的兩點，C

點位于。點的正上方，尸點處放置一粒子靶（忽略靶的大?。糜诮邮諒纳戏酱蛉氲牧Ｗ?，

3

CP長度為與，忽略柵極的電場邊緣效應、粒子間的相互作用及粒子所受重力。sin37。=—。

（1）若粒子經(jīng)電場一次加速后正好打在P點處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓的大??；

（2）調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板O河上，求電壓的最小值。皿；

（3）若粒子靶在負極板上的位置尸點左右可調(diào)，則負極板上存在H、S兩點（CH<CP<CS,

H、S兩點末在圖中標出）、對于粒子靶在HS區(qū)域內(nèi)的每一點，當電壓從零開始連續(xù)緩慢增

加時，粒子靶均只能接收到n（?>2）種能量的粒子，求C”和CS的長度（假定在每個

粒子的整個運動過程中電壓恒定）。

C”端;CSf8

【解析】

11

（1）從。點射出的粒子在板間被加速，則u（）q=5加丫9--5,篦玲9

粒子在磁場中做圓周運動，則半徑廠=4

2

v2B2qli皿

由qvB=m—解得4

r8m2q

（2）當電壓有最小值時，當粒子穿過下面的正極板后，圓軌道與擋板相切，此時粒子

恰好不能打到擋板上，則

1,1,

mv

從。點射出的粒子在板間被加速，則U^aq=-my--~o

v2

粒子在負極板上方的磁場中做圓周運動qvB=m——

粒子從負極板傳到正極板時速度仍減小到w,則qv0B=加工

由幾何關系可知2%minn=-?-c-r+r

sin37

聯(lián)立解得v=B0皿=等

318q

（3）設粒子第一次經(jīng)過電場加速，在負極板上方磁場區(qū)域偏轉(zhuǎn)的軌跡半徑為“，若粒子在

電場加速電壓小于Umin,粒子穿過磁場在正極板下方磁場運動時，會被板吸收。則第一

7771V2

次出現(xiàn)能吸收到nCn>2）種能量的位置（即H點），為粒子通過極板電壓=—時，

18（/

粒子第二次從上方打到負極板的位置（軌跡如圖中藍色線條所示）。由（2）的計算可知

釬匈則CH=4一2/=眄

13qB3qB

極板電壓大于0mhi=-時，粒子均不會被0M吸收，可以經(jīng)過正極板下方磁場偏轉(zhuǎn)，

18（/

回到負極板上方磁場中，偏轉(zhuǎn)后打在負極板上。則H點右方的點的粒子靶都可以接受到”

（n>2）種能量的粒子。即CSf8。

7（湖南卷14,15分）如圖，豎直平面內(nèi)一足夠長的光滑傾斜軌道與一長為L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)量為帆的小物塊A

與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為〃o以水平軌道末端。點為坐標原點建立平面直角坐標系

X軸的正方向水平向右，丁軸的正方向豎直向下，弧形軌道P端坐標為（24乙心,

。端在y軸上。重力加速度為g。

（1）若A從傾斜軌道上距X軸高度為的位置由靜止開始下滑，求A經(jīng)過。點時的速

度大?。?/p>

（2）若A從傾斜軌道上不同位置由靜止開始下滑，經(jīng)過。點落在弧形軌道PQ上的動能均

相同，求PQ的曲線方程；

（3）將質(zhì)量為九根（4為常數(shù)且425）的小物塊3置于。點，A沿傾斜軌道由靜止開始

下滑，與B發(fā)生彈性碰撞（碰撞時間極短），要使A和B均能落在弧形軌道上，且A落在B

落點的右側(cè)，求A下滑的初始位置距x軸高度的取值范圍。

【答案】（1）；（2）尤=2也心-V（其中，piL<y<2/z￡）；（3）

32-122+2+1

?陷<X<-4juL

2-3(f2

【解析】

一1,

（1）物塊A從光滑軌道滑至。點，根據(jù)動能定理7咫〃血gL=3根丫2解得

（2）物塊A從。點飛出后做平拋運動，設飛出的初速度為%,落在弧形軌道上的坐標為

(x,y),將平拋運動分別分解到水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，有

,12

x=vot,y=-gt

解得水平初速度為f=能

2y

1,

物塊A從。點到落點，根據(jù)動能定理可知mgy=4-5相行

解得落點處動能為^^mgy^—mvl=mgy+mgX

24y

因為物塊A從。點到弧形軌道上動能均相同，將落點尸(24￡,〃￡)的坐標代入，可得

「mgxmg(2uL)3

E=mgyH-----=mgx//￡TH----------=2/LimgLr

k4y4x//L'

2______________

化簡可得y+=即x=212"Ly—y。(其中，

(3)物塊A在傾斜軌道上從距％軸高丸處靜止滑下，到達。點與B物塊碰前，其速度為V。，

根據(jù)動能定理可知機?無一〃根gL=g相片解得說=2g/z-2〃gL---①

物塊A與B發(fā)生彈性碰撞，使A和B均能落在弧形軌道上，且A落在B落點的右側(cè)，則A

與B碰撞后需要反彈后再經(jīng)過水平軌道-傾斜軌道-水平軌道再次到達。點。規(guī)定水平向右為

正方向，碰后AB的速度大小分別為匕和丫2,在物塊A與B碰撞過程中，動量守恒，能量

守恒。則

11,o

mv0--mvl+2mv2gmv1=2

—mv；+—?>imv2

2-12

解得匕一一②v2?③

A+1A+l°

設碰后A物塊反彈，再次到達。點時速度為匕，根據(jù)動能定理可知

-2jumgL=gmvj-gmvf

解得試=*-4〃gL-

據(jù)題意，A落在B落點的右側(cè)，則v3>v2---⑤

據(jù)題意,A和B均能落在弧形軌道上,則A必須落在P點的左側(cè)，即：匕WggL?⑥

3g

聯(lián)立以上，可得力的取值范圍為X—3(X-1)

8(浙江6月選考卷21,12分)如圖所示，水平地面上有一高H=0.4m的水平臺面，臺

面上豎直放置傾角夕=37°的粗糙直軌道A3、水平光滑直軌道BC、四分之一圓周光滑細

圓管道CD和半圓形光滑軌道。石尸，它們平滑連接，其中管道CD的半徑r=0.1m、圓

心在。1點，軌道DE尸的半徑尺=0.2m、圓心在。2點，D、。2和尸點均處在同一水

平線上。小滑塊從軌道A3上距臺面高為八的P點靜止下滑，與靜止在軌道上等質(zhì)量的

小球發(fā)生彈性碰撞，碰后小球經(jīng)管道CD、軌道DE尸從F點豎直向下運動，與正下方固定

在直桿上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小與碰前相同，最終落在地面上。

點，已知小滑塊與軌道A3間的動摩擦因數(shù)〃=!，sin37°=0.6,cos37O=0.8?

(1)若小滑塊的初始高度/i=0.9m,求小滑塊到達2點時速度%的大小;

(2)若小球能完成整個運動過程，求/?的最小值〃min；

(3)若小球恰好能過最高點E