2021年各地高考物理真題分類合集 含解析

2021年各地高考物理真題分類匯總

1、物理常識單位制......................................................2

2、直線運動.............................................................3

3、相互作用.............................................................6

4、牛頓運動定律的應(yīng)用...................................................8

5、曲線運動............................................................17

6、萬有引力定律與航天..................................................21

7、功、能..............................................................26

8、動量................................................................33

9、靜電場..............................................................36

10、交變電流傳感器....................................................45

11、磁場...............................................................49

12、電磁感應(yīng)...........................................................62

13、原子結(jié)構(gòu)、原子核和波粒二象性......................................65

14、熱學(xué)...............................................................71

15、機械振動和機械波...................................................80

16、光學(xué)電磁波相對論.................................................86

17、力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)實驗...............................................91

18、電磁學(xué)實驗........................................................102

19、綜合計算題........................................................114

1、物理常識單位制

選擇題：

h

1.（2021?河北卷）普朗克常量力uSGZGxlO-MJs，光速為c,電子質(zhì)量為,則一在

mec

國際單位制下的單位是（）

A.J/sB.mC.JmD.m/s

【答案】B

【解析】

hJsN-m-skgm/s2ms

根據(jù)一可得它們的單位為:------------=-------------=----------------------=m

mekg?m/skg■m/skg?m/s

故選B。

2.（2021春?浙江卷）如圖所示是我國自主研發(fā)的全自動無人值守望遠(yuǎn)鏡，它安裝在位于南極

大陸的昆侖站，電力供應(yīng)僅為lxl（＞3w。若用國際單位制基本單位的符號來表示W(wǎng),正確的

是（）

A.N?sB.N,m/sC.kg?m/sD.kg,m2/s3

【答案】D

【解析】

A.N不是國際單位制基本單位，根據(jù)沖量的定義/=/7可知，N?s是沖量的的單位，A

錯誤；

B.根據(jù)功率的計算公式P=&可知功率的單位可以表示為N-m/s,但N不是國際單位制

基本單位，B錯誤；

C.根據(jù)動量的定義。可知，kg-m/s是動量的單位，C錯誤;

D.根據(jù)P=&可知功率的單位可以表示為N?m/s,結(jié)合尸="可知N=kg-m/s2,則

功率得單位W=N?m/s=kg?n?/s3,D正確。

故選D。

2、直線運動

1.（2021?浙江卷）用高速攝影機拍攝的四張照片如圖所示，下列說法正確的是（）

甲乙丙丁

A.研究甲圖中貓在地板上行走的速度時，貓可視為質(zhì)點

B.研究乙圖中水珠形狀形成的原因時，旋轉(zhuǎn)球可視為質(zhì)點

C.研窕丙圖中飛翔鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒可視質(zhì)點

D.研究丁圖中馬術(shù)運動員和馬能否跨越障礙物時，馬可視為質(zhì)點

【答案】A

【解析】

研究甲圖中貓在地板上行走的速度時，貓的大小可忽略不計，可將貓看做質(zhì)點，選項A正

確;故選A。

2.（2021?全國甲卷）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?？勺儭⑿∥飰K由

平板與豎直桿交點。處靜止釋放，物塊沿平板從。點滑至尸點所用的時間f與夾角。的大

小有關(guān)。若由30。逐漸增大至60。，物塊的下滑時間，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

答案D

解析：

設(shè)PQ的水平距離為L由運動學(xué)公式可知

L1.八2

-----=—gsin0r

cos6>2

可得

4L

gsin20

可知。=45。時，，有最小值，故當(dāng)。從由30。逐漸增大至60。時下滑時間，先減小后增大。

故選D。

3.（2021?湖南卷）物體的運動狀態(tài)可用位置x和動量〃描述，稱為相，對應(yīng)％圖像中的

一個點.物體運動狀態(tài)的變化可用〃-1圖像中的一條曲線來描述,稱為相軌跡差假如一質(zhì)

點沿4軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則對應(yīng)的相軌跡可能是（）

答案D

解析：

質(zhì)點沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則有F=2at

而動量為。=mu

聯(lián)“可得p=2ax=myfla?

動量。關(guān)于x為幕函數(shù)，且x〉0,故正確的相軌跡圖像為D。故選D。

4.（2021春?浙江卷）2020年11月10日，我國“奮斗者”號載人潛水涉在馬里亞納海溝成功

坐底，坐底深度10909m?！皧^斗者”號照片如圖所示，下列情況中“奮斗者”號一定可視

為質(zhì)點的是（）

A.估算下降總時間時B.用推進器使其轉(zhuǎn)彎時

C.在海溝中穿越窄縫時D.科學(xué)家在其艙內(nèi)進行實驗時

【答案】A

【解析】

A.估算潛水器下降的總時間時，潛水器的大小和形狀相對運動的軌跡可以忽略，可以視為

質(zhì)點，A正確;

BD.用推進器使其轉(zhuǎn)彎時和科學(xué)家在其艙內(nèi)進行實驗時，都需要研究潛水器本身的特點，

不可視為質(zhì)點，BD錯誤；

C.在海溝中穿越窄縫時，潛水器的大小和形狀相對窄縫，尺寸不可以忽略，不可視為質(zhì)點,

C錯誤。

故選A。

5.（2021?廣東卷）賽龍舟是端午節(jié)的傳統(tǒng)活動。下列PT和ST圖像描述了五條相同的龍舟

從同一起點線同時出發(fā)、沿長直河道劃向同一終點線的運動全過程，其中能反映龍舟甲與其

它龍舟在途中出現(xiàn)船頭并齊的有（）

解析：

此圖是速度圖像，由圖可知，開始丙的速度大，后來甲的速度大，速度圖像中圖像與橫軸圍

成的面積表示位移，由圖可以判斷在中途甲、丙位移會相同，所以在中途甲丙船頭會并齊,

故B正確；此圖是位移圖像，交點表示相遇，所以甲戊在中途船頭會齊，故D正確。故選

BD

3、相互作用

1.（2021春?浙江卷）如圖所示，電動遙控小車放在水平長木板上面，當(dāng)它在長木板上水平向

左加速運動時，長木板保持靜止，此時（）

...........

A.小車只受重力、支持力作用

B.木板對小車的作用力方向水平向左

C.木板對小車的作用力大于小車對木板的作用力

D.木板對小車的作用力與小車對木板的作用力大小一定相等

【答案】D

【解析】

A.小車加速向左運動，受到自身的重力和電機的驅(qū)動力，受到長木板對小車的支持力和阻

力,A錯誤；

B.木板對小車的作用力包括豎直向上的支持力和水平方向的阻力，根據(jù)平行四邊形定則可

知合力方向一定不在水平方向，B錯誤；

CD.木板對小車的作用力與小車對木板的作用力是一對相互作用力，等大反向，C錯誤，D

正確。

故選D。

2.（2021?廣東卷）唐代《來相經(jīng)》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力，設(shè)牛用

大小相等的拉力尸通過耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為a和a＜。,

如圖所示，忽略耕索質(zhì)量，耕地過程中，下列說法正確的是（）

A.耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大

B.耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大

C.曲轅犁勻速前進時，耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力

D..直轅犁加速前進時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力

【答案】B

【解析】

將拉力尸正交分解如下圖所示

則在x方向可得出

E曲=Fsina

Fxti=FsinQ

在y方向可得出

&曲=Fcosa

Fyn=Feos/?

由題知夕<￡則

sina<siny?

cosa>cos￡

則可得到

Fx曲<FXM

Py曲>Fytt

B正確；故選B。

4、牛頓運動定律的應(yīng)用

選擇題

1.（2021?浙江卷）2021年5月15日，天問一號著陸器在成功著陸火星表面的過程中，經(jīng)大

氣層290s的減速，速度從4.9x1（）3m/s減為4.6X102MS；打開降落傘后，經(jīng)過90s速度

進一步減為1.0X102MS；與降落傘分離，打開發(fā)動機減速后處于懸停狀態(tài)：經(jīng)過對著陸點

的探測后平穩(wěn)著陸。若打開降落傘至分離前的運動可視為豎直向下運動，則著陸器（）

A.打開降落傘前，只受到氣體阻力的作用

B.打開降落傘至分離前，受到的合力方向豎直向上

C.打開降落傘至分離前，只受到浮力和氣體阻力的作用

D.懸停狀態(tài)中，發(fā)動機噴火的反作用力與氣體阻力是平衡力

答案B

解析：

打開降落傘至分離前做減速運動，則其加速度方向與運動方向相反，加速度方向向上，則合

力方向豎直向上，B正確；故選B。

2.（2021?全國乙卷）水平地面上有一質(zhì)量為犯的長木板，木板的左明上有一質(zhì)量為嗎的物

塊,如圖3）所示。用水平向右的拉力廠作用在物塊上，?隨時間/的變化關(guān)系如圖?所示,

其中耳、尸2分別為乙、弓時刻尸的大小。木板的加速度q隨時間，的變化關(guān)系如圖（C）所示。

已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為從，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為〃2,假設(shè)最大靜摩擦

力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）

m,+嗎

C.〃2>--D.0-r2時間段物塊與木板加速度相等

答案BCD

解析:

圖（C）可知，，2滑塊與木板剛要發(fā)生相對滑動，以整體為對象，根據(jù)牛頓第二定律，有

F?一回（叫+m2）g=（班+丐）。

以木板為對象，根據(jù)牛頓第二定律，有〃2m2g-〃1（g+叱）8=叫。>0

解得

八（町十〃7,）

&=一~!----4）g

叫

的+加2）

%>------也

町

故BC正確；

圖（c）可知，072這段時間滑塊與木板相對靜止，所以有相同的加速度，故D正確。

故選BCDo

3.（2021?全國乙卷）水平桌面上，一質(zhì)量為機的物體在水平恒力產(chǎn)拉動下從靜止開始運動，

物體通過的路程等于s0時，速度的大小為%,此時撤去凡物體繼續(xù)滑行費。的路程后停止

運動，重力加速度大小為g,則（）

A.在此過程中尸所做的功為gw；

3

B.在此過中廠的沖量大小等于

c.物體與桌面間的動摩擦因數(shù)等于7J

4%g

D.F的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的2倍

答案BC

解析：

外力撤去前，由牛頓第二定律可知尸-4"吆二加4①

由速度位移公式有片=24”②

外力撤去后，由牛頓第二定律可知7g=7加2③

由速度位移公式有一q=2%（2$0）④

由①②③④可得，水平恒力尸=3〉

4so

2

動摩擦因數(shù)〃二m-

4g%

滑動摩擦力R="mg=—

4%

可知產(chǎn)的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的3倍，

故C正確，D錯誤；

2s0

由平均速度公式可知，外力始作月時間」=0+%=￡~

2

3

在此過程中，尸的沖量大小是/=尸。=/

故B正確。

故選BCO

4.（2021?全國甲卷）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

的質(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?，F(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。在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，可能出現(xiàn)的是（）

甲□□乙

XXXXX

XXXXX

XXXXX

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

答案AB

解析：

設(shè)線圈到磁場的高度為九線圈的邊長為/,則線圈下邊剛進入磁場時，有口=向1

感應(yīng)電動勢為

兩線圈材料相等（設(shè)密度為"0），質(zhì)量相同（設(shè)為加），則利=QOX4MXS

設(shè)材料的電阻率為夕，則線圈電阻7?=p型=16〃+PR）

Sm

_EmBv

感應(yīng)電流為/=高=幻一

R16nlppq

安培力為F=nBIl=二B”

16所。

由牛頓第二定律有〃2g-F=ma

FB2V

聯(lián)立解得a=g---=g------

\6ppo

加速度和線圈的匝數(shù)、橫截面積無關(guān)，則甲和乙進入磁場時，具有相同的加速度。當(dāng)

B2VB2VB2V

g>——時，甲和乙都加速運動，當(dāng)g<h—時，甲和乙都減速運動，當(dāng)g=77—

\6ppQ\6ppQOp。

時都勻速。

故選AB。

5.（2021?湖南卷）如圖3）,質(zhì)量分別為加A、〃m的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng),

外力尸作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為工。撤去外

力并開始計時，A、B兩物體運動的。一，圖像如圖S）所示，5表示。到。時間內(nèi)A的。一，

圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小，S2、S3分別表示4到時間內(nèi)A、B的。一，圖線與坐標(biāo)軸所

C.B運動后，彈簧最大形變量等于xD.S}-S2=S3

答案ABD

解析：

由于在0~力時間內(nèi)，物體B靜止，則對B受力分析有

尸墻二尸企

則墻對B的沖量大小等于彈簧對B的沖量大小，而彈簧既作用于B也作用于A,則可將研

究對象轉(zhuǎn)為A,撤去產(chǎn)后A只受彈力作用，則根據(jù)動量定理有

/=〃?AVO（方向向右）

則墻對B的沖量與彈簧對A的沖量大小相等、方向相同，A正確；

由。一，圖可知力后彈簧被拉伸，在改時刻彈簧的拉伸量達到最大，根據(jù)牛頓第二定律有

尸彈=WAflA=

由圖可知方>今

則WB<mA

B正確；

由a—1圖可知h后B脫離墻壁，且彈簧被拉伸，在人一會時間內(nèi)AB組成的系統(tǒng)動量守恒，

且在尬時刻彈簧的拉伸量達到最大，A、B共速，由—/圖像的面積為在h時刻AB的

速度分別為以=5-§2,vB=Si

A、B共速，則S/S2=S3

D正確。故選ABD。

6.（2021春?浙江卷）如圖所示，同學(xué)們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先后由同

高度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)均相同，不計空氣阻力?？嫉郎系耐瑢W(xué)們（）

A.沿雪道做勻速直線運動B,下滑過程中機械能均守恒

C.前后間的距離隨時間不斷增大D.所受重力沿雪道向下的分力相同

【答案】C

【解析】

A.同學(xué)坐在輪胎上從靜止開始沿雪道下滑，做加速運動，受力分析如圖

根據(jù)牛頓第二定律可知加速度a=-g』』,一〃叫8s夕=g血°“cos°

tn

又因為〃相同，所以同學(xué)們做勻加速直線運動，A錯誤；

B.下滑過程中摩擦力做負(fù)功，雪道上的同學(xué)們機械能減小，B錯誤；

c.根據(jù)勻加速直線運動位移與時間的關(guān)系工=?々/，可知同學(xué)們前后距離隨著時間不斷增

大，也可以從速度的角度分析，同學(xué)們做勻加速直線運動，隨著時間的增加，速度越來越大,

相等時時間內(nèi)通過的位移越來越大，所以同學(xué)們前后距離隨著時間不斷增大，C正確；

D.各同學(xué)質(zhì)量可能不同，所以重力沿雪道向下的分力帆gsin夕也可能不相同，D錯誤。

故選C。

計算題

7.（2021春?浙江卷）如圖所示，質(zhì)量，X2kg的滑塊以vo=16m/s的初速度沿傾角437。的斜

面上滑,經(jīng)片2s滑行到最高點。然后，滑塊返回到出發(fā)點。已知sin370=0.6,cos370=0.8,

求滑塊

（1）最大位移值心

(2)與斜面間的動摩擦因數(shù)；

(3)從最高點返回到出發(fā)點的過程中重力的平均功率P。

【答案】(l)16m；(2)0.25；(3)67.9W

【解析】

(1)小車向上做勻減速直線運動，有x=4

2

得x=16m

Av,

(2)加速度ai=—=8m/s~

上滑過程4=處業(yè)g"=gsin6+〃gcose

tn

得〃=0.25

(3)下滑過程出=叫.6-〃但8s8=gsin6-〃g8s6=4m/s2

tn

由運動學(xué)公式v,=厄彳=8在m/s=11.3m/s

重力的平均功率A=mg：cos(90。-。)=48讓W(xué)=67.9W

8.(2021.河北卷)如圖，一滑雪道由A3和BC兩段滑道組成，其中AB段傾角為。，8C段

水平，段和BC段由一小段光滑圓弧連接，一個質(zhì)量為2kg的背包在滑道頂端A處由靜

止滑下，若1s后質(zhì)量為48kg的滑雪者從頂端以1.5m/s的初速度、Bm/s2的加速度勻加速

追趕，恰好在坡底光滑圓弧的水平處追上背包并立即將其拎起，背包與滑道的動摩擦因數(shù)為

1774

N=一,重力加速度取g=10m/s2,sin9=—,cos^=—，忽略空氣阻力及拎包過

122525

程中滑雪者與背包的重心變化，求：

⑴滑道4B段的長度；

(2)滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度。

答案：(l)L=9m；(2)u=7.44m/s

解析:

(1)設(shè)斜面長度為L，背包質(zhì)量為叫=2kg,在斜面上滑行的加速度為q,由牛頓第二定律

有m1gsin0-cos0=叫q

解得q=2m/s

滑雪者質(zhì)量為m2=48kg,初速度為%=1.5m/s,加速度為。？=Bm/s?,在斜面上滑行時

間為"落后時間fo=ls,則背包的滑行時間為f+2，由運動學(xué)公式得

71/、

L=Q%Q+，o)

L=卬+5。2”

乙

聯(lián)立解得f=2s或f=-Is(舍去)

故可得L=9m

(2)背包和滑雪者到達水平軌道時的速度為匕、v2,有

V1(r+z0)=6m/s

-

v2-2f7.5m/s

滑雪者拎起背包的過程，系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零，動量守恒，設(shè)共同速度為上有

fnv

仍K+w2y2=+2)

解得v=7.44m/s

9.(2021?浙江卷)機動車禮讓行人是一種文明行為。如圖所示，質(zhì)量m=1.0xl()3kg的汽車

以匕=36km/h的速度在水平路面上勻速行駛，在距離斑馬線s=20m處，駕駛員發(fā)現(xiàn)小朋

友排著長/=6m的隊伍從斑馬線一端開始通過，立即剎車，最終恰好停在斑馬線前。假設(shè)

汽車在剎車過程中所受阻力不變，且忽略駕駛員反應(yīng)時間。

⑴求開始剎車到汽車停止所用的時間和所受阻力的大?。?/p>

(2)若路面寬L=6m,小朋友行走的速度%=0.5m/s,求汽車在斑馬線前等待小朋友全部

通過所需的時間；

⑶假設(shè)駕駛員以%=54m/h超速行駛，在距離跳馬線s=20m處立即剎車，求汽車到斑馬

線時的速度。

答案：⑴「4s,號=2.5xl(fN；(2)20s；(3)口=5后m/s

解析：

(1)根據(jù)平均速度

v

解得剎車時間乙=4s

剎車加速度。=會

根據(jù)牛頓第二定律Ff=ma

解得%=2.5X1()3N

l+L

(2)小朋友過時間馬=——

%

等待時間，=4-4=20s

⑶根據(jù)《一，二2屣

解得u=56m/s

5、曲線運動

1.（2021?浙江卷）質(zhì)量為機的小明坐在秋千上擺動到最高點時的照片如圖所示，對該時刻,

下列說法正確的是（）

A.秋千對小明的作用力小于，陽B.秋千對小明的作用力大于沖

C.小明的速度為零，所受合力為零D.小明的加速度為零，所受合力為零

答案A

解析：

在最高點，小明的速度為0,設(shè)秋千的擺長為/,擺到最高點時擺繩與豎直方向的夾角為。，

秋千對小明的作用力為尸，則對人，沿擺繩方向受力分析有

V

F-tngcos0=m—

由于小明的速度為0,則有尸=〃igcosevmg

沿垂直擺繩方向有mgsin0=nui

解得小明在最高點的加速度為。=gsin夕

所以A正確；故選A。

2（2021?全國甲卷）“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50r/s,此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為

D.lOOOOni/s2

答案C

解析:

紐扣在轉(zhuǎn)動過程中0=27m=1OOmad/s

由向心加速度a=arr^lOOOnVs2

故選C。

3.（2021?湖南卷）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，8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)量為加的

小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向3點緩慢移動，力F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（）

A.推力廠先增大后減小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：

對凹槽與滑塊整體分析，有墻面對凹槽的壓力為

FN=Rcose=〃2gsinecose=；/wgsin(2d)

則夕越來越大時，墻面對凹槽的壓力先增大后減小，所以c正確；故選C。

4.（2021?河北卷）如圖，矩形金屬柩MNQP豎直放置，其中MN、P。足夠長，且尸。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m的小球，小球穿過P。桿，金

屬框繞MN軸分別以角速度。和〃勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對尸。桿靜止，若3'>3,則與

以切勻速轉(zhuǎn)動時相比，以方勻速轉(zhuǎn)動時（)

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(shè)彈力為一彈簧與水平方向夾角為仇則對小球豎直方向

Tsin0=rng

可知。為定值，丁不變，則當(dāng)轉(zhuǎn)速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變。則A錯誤，

B正確；

水平方向當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時，桿對小球的彈力尸N背離轉(zhuǎn)軸，則Teos。-&

即縱=7cos0-tnofr

當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時，尸N指向轉(zhuǎn)軸TCOSO+FN=加。2r

即F\=ma）2r-Tcos0

則因，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)七二〃26?不

可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D正確。

故選BD.

5.（2021春?浙江卷）某一滑雪運動員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時經(jīng)多次曝光得到的照片如圖

所示，每次曝光的時間間隔相等。若運動員的重心軌跡與同速度不計目力的斜拋小球軌跡重

合，A、8、C和。表示重心位置，且A和。處于同一水平高度。下列說法正確的是（）

.二…蔻霸趣.麒懶吧

A.相鄰位置運動員重心的速度變化相同

B.運動員在A、。位置時重心的速度相同

C.運動員從A到8和從。到。的時間相同

D.運動員重心位置的最高點位于8和C中間

【答案】A

【解析】

A.因每次曝光的時間間隔相等，而運動員在空中只受重力作用，加速度為g,則相鄰位置

運動員重心的速度變化均為gAh選項A正確；

B.運動員在A、D位置時重心的速度大小相同，但是方向不同，選項B錯誤；

C.由圖可知，運動員從A到B為4加，從C到D的時間5加，時間不相同，選項C錯誤；

D.運動員重心位置的最高點位于C點，選項D錯誤。

故選A。

6.（2021?廣東卷）由于高度限制，車庫出入口采用圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動桿OP與

橫桿PQ鏈接而成，P、。為橫桿的兩個端點。在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持水平。

桿O尸繞O點從與水平方向成30。勻速轉(zhuǎn)動到60。的過程中，下列說法正確的是（）

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

A.P點的線速度大小不變B.P點的加速度方向不變

C.。點在豎直方向做勻速運動D.。點在水平方向做勻速運動

答案A

解析：

由題知桿。。繞。點從與水平方向成30。勻速轉(zhuǎn)動到60°,則P點繞。點做勻速圓周運動,

則尸點的線速度大小不變，A正確：故選A。

6、萬有引力定律與航天

1.（2021?浙江卷）空間站在地球外層的稀薄大氣中繞行，因氣體阻力的影響，軌道高度會發(fā)

生變化。空間站安裝有發(fā)動機，可對軌道進行修正。圖中給出了國際空間站在2020.02-2020.08

期間離地高度隨時間變化的曲線，則空間站（）

|A/km

421n

420kpl

419^^D

4181—1—1—1—1—l-=a-----?

2345678〃月

A.繞地運行速度約為2.（）km/s

B.繞地運行速度約為8.0km/s

C.在4月份繞行的任意兩小時內(nèi)機械能可視為守恒

D.在5月份繞行的任意兩小時內(nèi)機械能可視為守恒

答案D

解析：

在5月份軌道半徑基本不變，故可視為機械能守恒，故D正確。故選D。

2.（2021?全國乙卷）科學(xué)家對銀河系中心附近的恒星S2進行了多年的持續(xù)觀測，給出1994

年到2002年間S2的位置如圖所示。科學(xué)家認(rèn)為S2的運動軌跡是半長軸約為1000AU（太

陽到地球的距離為1AU）的橢圓，銀河系中心可能存在超大質(zhì)量黑洞,這項研究工作獲得了

2020年諾貝爾物理學(xué)獎。若認(rèn)為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑洞的引力，設(shè)太陽的質(zhì)

量為M,可以推測出該黑洞質(zhì)量約為（）

A.4X104MB.4X106MC.4X108MD.4X10'°M

答案B

解析：

可以近似把S2看成勻速圓周運動，由圖可知，S2繞黑洞的周期7=16年，地球的公轉(zhuǎn)周期

7B=1年，S2繞黑洞做圓周運動的半徑「與地球繞太陽做圓周運動的半徑R關(guān)系是

r=1000"

地球繞太陽的向心力由太陽對地球的引力提供，由向心力公式可知

廠Mm_?2%\2

G-^~=mRco~2=

A7r

解得太陽的質(zhì)量為知=個;行

GT0

同理S2繞黑洞的向心力由黑洞對它的萬有引力提供，由向心力公式可知

△，2，/2萬避

G-—=mrco=mr（——）

r2T

解得黑洞的質(zhì)量為

*GT2

綜上可得M、,=3.90x106M

故選B.

3.（2021?全國甲卷）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，進入運行周期約為lalCs的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距

離約為2.8x105m。已知火星半徑約為3.4xiam,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.6x105mB.6x106mC.6x107mD.6xI08m

答案C

解析:

GMni

忽略火星自轉(zhuǎn)則=mg①

R2

可知GM=gR2

設(shè)與為ISXlCs的橢圓形停泊軌道周期相同的圓形軌道半徑為r,曰萬引力提供向心力可

左GMm4乃之

知—「二加亍②

設(shè)近火點到火星中心為K=R+4③

設(shè)遠(yuǎn)火點到火星中心為鳥=R+4；④

?+.）3

由開普勒第三定律可知丑=⑤

T1~~F-

由以上分析可得出?6xl07m

故選C。

4.（2021?湖南卷）2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道。

根據(jù)任務(wù)安排，后續(xù)將發(fā)射問天實驗艙和夢天實驗艙，計劃2022年完成空間站在軌建造。

核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的下列說法

正確的是（）

A.核心艙進入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時的（雪）倍

B.核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9km/s

C.核心艙在軌道上飛行的周期小于24h

D.后續(xù)加掛實驗艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

答案AC

解析:

根據(jù)萬有引力定律有尸=G%

2

F}_R

核心艙進入軌道后的萬有引力與地面上萬有引力之比為及二71Y

R+上R

I16）

所以A正確:

根據(jù)丁=2IJF-

NGM

可知軌道半徑越大周期越大，則其周期比同步衛(wèi)星的周期小，小于24h,所以C正確；

故選AC。

5.（2021?河北卷）“祝融號”火星車登陸火星之前，“天問一號”探測器沿橢圓形的停泊軌道繞火

星飛行，其周期為2個火星日，假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個火星日，

已知一個火星日的時長約為一個地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軟道

半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（）

人■孤B.舊C,＞很

答案D

解析：

繞中心天體做圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，可得g犁=機駕R

R2T2

則「符心符

由于一個火星日的時長約為一個地球口，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則飛船的軌道半

故選D。

6.（2021春?浙江卷）嫦娥五號探測器是我國首個實施月面采樣返回的航天器，由軌道器、返

回器、著陸器和上升器等多個部分組成。為等待月面采集的樣品，軌道器與返回器的組合體

環(huán)月做圓周運動。已知引力常量G=6.67xlO-"N?m^/kg?地球質(zhì)量機=6.0x1（）24kg,月球質(zhì)量

m2=73x1022kg,月地距離八=3.8x1（Fkm,月球半徑「2=L7xl（）3km。當(dāng)軌道器與返回器的組合

體在月球表面上方約200km處做環(huán)月勻速圓周運動時，其環(huán)繞速度約為（）

3

A.16m/sB.1.1x102mzsC.1.6xl0m/sD.1.4x104mzs

【答案】C

【解析】

V2

m2m

根據(jù)G2-m一

,122

f田麗/6.67xl（rx7.3xlO.t,in,.

可得u=<——==’-------：---------rm/s=1.6x10m/s

VrV（1.7X103+200）X103

故選C。

7.（2021?廣東卷）2021年4月，我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙成功發(fā)射并入軌運行,

若核心艙繞地球的運行可視為勻速圓周運動，已知引力常量，由下列物理量能計算出地球質(zhì)

量的是（）

A.核心艙的質(zhì)量和繞地半徑B.核心艙的質(zhì)量和繞地周期

C.核心艙的繞地角速度和繞地周期D.核心艙的繞地線速度和繞地半徑

答案D

解析：

根據(jù)核心艙做圓周運動向心力由地球的萬有引力提供，可得

2

「Mmv47r2

=m—=mco2~r=

f犯co2r34乃2r3

可得M=——=--------=--------z-

GGGT2

可知已知核心艙的質(zhì)量和繞地半徑、已知核心艙的質(zhì)量和繞地周期以及已知核心艙的角速度

和繞地周期，都不能求解地球的質(zhì)量；若已知核心艙的繞地線速度和繞地半徑可求解地球的

質(zhì)量。故選D。

7、功、能

選擇題

1.(2021?浙江卷)中國制造的某一型號泵車如圖所示，表中列出了其部分技術(shù)參數(shù)。已知混

凝土密度為2.4xl()3kg/m3,假設(shè)泵車的泵送系統(tǒng)以150m'Th的輸送量給30m高處輸送混

凝土，則每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功至少為()

發(fā)動機最大輸出功率(kW)332最大輸送高度(m)63

整車滿載質(zhì)量(kg)5.4xlO4最大輸送量(m'/h)180

A.I.O8xlO7JB.5.04x101C.1.08xl08JD.2.72xlO8J

答案C

解析：

泵車的泵送系統(tǒng)以150m3/h的輸送量給30m高處輸送混凝土，每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做

的功W=p3=2.4xl()3X150K10X30J=1.08X1()8J

故選C。

2.(2021?浙江卷)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當(dāng)人體單位面

積接收的微波功率達到250W/n?時會引起神經(jīng)混亂,達到lOOOW/n?時會引起心肺功能衰

竭。現(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功盅P=3xl()7W。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神

經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠(yuǎn)距離約為()

A.100m25mB.100m50mC.2(X)m100mD.2(X)m50m

答案B

解析：

設(shè)微波有效攻擊范圍為「時單位面積接收微波功率為p/二5

解得r

了二113xl07一…

則引起神經(jīng)混亂時有『

4*V4x3.14x250

引起心肺功能衰竭時有5=113xl°7/

------------工50m

4x3.14x1000

所以B正確；故選B。

3.（2021?全國甲卷）一質(zhì)量為m的物體自傾角為。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后L向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜

面底端時動能為今。己知sina=0.6,重力加速度大小為g。則（）

A.物體向上滑動的距離為舁B.物體向下滑動時的加速度大小為］

2mg

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JIJ的時間比向下滑動的時間長

答案BC

解析：

物體從斜面底端回到斜面底端根據(jù)動能定理有一g?2/cosa=*-々

物體從斜面底端到斜面頂端根據(jù)動能定理有一〃zg/sina-〃mg/cosa=0-&

E

整理得/=」；A=0.5

mg

A錯誤，C正確；

物體向下滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有nta=fngsina-jumgcosa

求解得出。=,

B正確；

故選BC.

4.（2021?湖南卷）“復(fù)興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量

為拉的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功

率均為P,若動車組所受的阻力與其速率成正比（4I二五，々為常量），動車組能達到的最

大速度為％。下列說法正確的是（）

A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動

C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛的速度為1%

D.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間，達到最大速度%，

則這一過程中該動車組克服阻力做的功為!—

2

答案C

解析：

225〃

若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛時加速度為零，有一^二五

v

而以額定功率勻速時，有一=七

%

3

聯(lián)立解得丫=^%

故C正確；故選C。

5.（2021?河北卷）一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為產(chǎn)R、不可伸長的

輕細(xì)繩，一端固定在圓柱體最高點P處，另一端系一個小球，小球位于P點右側(cè)同一水平

高度的Q點時，繩剛好拉直，將小球從。點由靜止釋放，當(dāng)與圓柱體未接觸部分的細(xì)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）（）

A.J(2+2)gRB.y/l/rgRC.12(1+7r)gRD.2y[gR

答案A

解析：

小球下落的高度為〃-/?+/?="

22

小球下落過程中，根據(jù)動能定理有=

綜上有v=［（1+2）gR

故選A。

6.（2021春?浙江卷）一輛汽車在水平高速公路上以80km/h的速度勻速行駛，其1s內(nèi)能量分

配情況如圖所示則汽車（）

水泵等損耗0.5x104J

摩擦損耗0.3x104J

/日服空氣阻另砌-0.45x104J

、、克服轉(zhuǎn)動阻力做功0.45x104J

A.發(fā)動機的輸出功率為70kW

B.每Is消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是5.7X104J

C.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是6.9x1011

D.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是7