2021年全國(guó)甲卷物理試題解析課件

2021年全國(guó)甲卷物理試題解析14.（2021年全國(guó)甲卷物理14）如圖,將光滑長(zhǎng)平板的下端置于鐵架臺(tái)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(diǎn)Q處?kù)o止釋放,物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)D特值法:θ=45o時(shí)tmin→t先減后增物體沿光滑斜面從靜止自由下滑:等時(shí)圓模型→時(shí)間只與圓的半徑有關(guān)弦與水平方向夾角θ=45oθ=30o和60o時(shí)等時(shí)圓半徑相等均大于R→t先減后增Q45o最低點(diǎn)切點(diǎn)ORR解法2:等時(shí)圓模型15.（2021年全國(guó)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(huì)交替出現(xiàn).拉動(dòng)多次后,紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s,此時(shí)紐扣上距離中心1cm處的點(diǎn)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(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)問題角速度向心加速度16.（

2021年全國(guó)甲卷物理16）兩足夠長(zhǎng)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(zhǎng)直導(dǎo)線通過電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)度方向如圖,BM=0,BN=2BEO'QMFOPNOddddMNEFIIPQO'17.（2021年全國(guó)物理甲卷17）如圖，一個(gè)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(gè)數(shù)為（

）A.6 B.8 C.10 D.14放出6個(gè)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(guó)物理甲卷18）2021年2月,執(zhí)行我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)的“天問一號(hào)”探測(cè)器在成功實(shí)施三次近火制動(dòng)后,進(jìn)入運(yùn)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(hào)”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(zhǎng)軸黃金代換聯(lián)解C19.（多選題）（2021年全國(guó)甲卷物理19）某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示,圖中a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn),則（

）A.一正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn),電場(chǎng)力做正功B.一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為4eVC.b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面,方向向右D.a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中,b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大BD電場(chǎng)力做功等勢(shì)面和電場(chǎng)線空間關(guān)系:b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)向左等差等勢(shì)面越密集處場(chǎng)強(qiáng)越大:b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大正負(fù)號(hào)等勢(shì)面向左20.（多選題）（2021年全國(guó)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(dòng)。該物體開始滑動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為Ek，向上滑動(dòng)一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)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(dòng)的距離為Ek/2mgB.物體向下滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為g/5

C.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于0.5D.物體向上滑動(dòng)所用的時(shí)間比向下滑動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)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(shí)間比下滑時(shí)間短解法2:Ek?x圖像法21.（多選題）（2021年全國(guó)甲卷物理21）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長(zhǎng)相同的甲、乙兩個(gè)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(shí)由靜止開始下落,一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的上邊界水平,如圖所示.不計(jì)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(chǎng)后且上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前,可能出現(xiàn)的是（

）A.甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)

B.甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)C.甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)D.甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)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(chǎng)n邊切割磁感線n邊受到安培力線圈進(jìn)入磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)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(guó)甲卷物理22）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(jī)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(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔（每個(gè)時(shí)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(dòng)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(guó)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(dòng)變阻器R1（阻值0~20Ω）電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）電源E（電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)）開關(guān)S、導(dǎo)線若干.完成下列填空：（1）有3個(gè)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(dòng)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(dòng)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(shí),電壓為7mV（3）在流過電流表的電流較小時(shí)，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動(dòng)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(shí)，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(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V，該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知，應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為_______Ω。然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，測(cè)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(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V時(shí)2700250.0300.0300mV3V電壓表擴(kuò)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(cè)到小燈泡剛開始發(fā)光時(shí)流過電流表的電流為160mA，可得此時(shí)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(shí)，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(shí),電壓表示數(shù)46mV（擴(kuò)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(shí),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(guó)甲卷物理24）如圖一傾角為θ的光滑斜面上有50個(gè)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(dòng)力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個(gè)減速帶L處由靜止釋放.已知小車通過減速帶損失的機(jī)械能與到達(dá)減速帶時(shí)的速度有關(guān).觀察發(fā)現(xiàn),小車通過第30個(gè)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(gè)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(dòng)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(gè)減速帶后,經(jīng)過每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)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(gè)減速帶均為v1和v2；減速帶之間通過第30→到達(dá)第31每個(gè)減速帶聯(lián)解（2）求小車通過前30個(gè)減速帶的過程中在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能;（3）若小車在前30個(gè)減速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能大于之后每一個(gè)減速帶上損失的機(jī)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(dòng)能定理能量守恒此式中注意是29不是30每個(gè)減速帶平均損失機(jī)械能題設(shè)解出減速帶θL（無動(dòng)力）小車25.（2021年全國(guó)物理甲卷25）如圖,長(zhǎng)度均為l的兩塊擋板豎直相對(duì)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(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）的粒子自電場(chǎng)中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射,恰好從P點(diǎn)處射入磁場(chǎng)，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)過程中粒子未與擋板碰撞.已知粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與PQ的夾角為60o,不計(jì)重力.（1）求粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離；過程Ⅰ:類平拋運(yùn)動(dòng)分解位移分解速度粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離600v0vvy（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍；過程Ⅱ:勻速圓周運(yùn)動(dòng)情景1:從Q點(diǎn)射出rmin→Bmax情景2:從N點(diǎn)射出rmax→Bmin因此30oO1（3）若粒子正好從QN的中點(diǎn)射出磁場(chǎng),求粒子在磁場(chǎng)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(diǎn)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(diǎn)射出磁場(chǎng),求粒子在磁場(chǎng)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(diǎn)射出RtΔO3CK:勾股定理解出解法2:33Ⅰ.（2021年全國(guó)物理甲卷33）（1）如圖,一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)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(diǎn)的縱坐標(biāo);t0為它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),t0=?273.15oC；a、b為直線I上的兩點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比pa/pb=_______;氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)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(guó)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(shí),A、B的體積均為V,壓強(qiáng)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(qiáng)差超過0.5p0時(shí)隔板就會(huì)滑動(dòng),否則隔板停止運(yùn)動(dòng).氣體溫度始終保持不變.向右緩慢推動(dòng)活塞,

使B的體積減小為V/2。（i）求A的體積和B的壓強(qiáng)；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(shí)A的體積和B的壓強(qiáng)。過程Ⅲ:氣體A等溫膨