三年（2019-2021）高考真题物理分项汇编（解析版）专题01直线运动和物理常识

专题01  直线运动和物理常识

1．（2021·广东卷）赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有（　　）

A．B．C．D．

【答案】BD

【解析】

A．此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故A错误；

B．此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B正确；

C．此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C错误；

D．此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D正确。

故选BD。

2．（2021·湖南卷）物体的运动状态可用位置和动量描述，称为相，对应图像中的一个点。物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（　　）

A．B．C．D．

【答案】D

【解析】

质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有

而动量为

联立可得

动量关于为幂函数，且，故正确的相轨迹图像为D。

故选D。

3．（2021·河北卷）铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为；图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为，O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为，重力加速度取，则为（　　）

A．100∶1 B．1∶100 C．1∶200 D．200∶1

【答案】C

【解析】

铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即

解得

铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时，逆过程可视为自由落体，即

解得

则

故选C。

4、（2021·河北卷）如图，一滑雪道由和两段滑道组成，其中段倾角为，段水平，段和段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若后质量为的滑雪者从顶端以的初速度、的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为，重力加速度取，，，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：

（1）滑道段的长度；

（2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）设斜面长度为，背包质量为，在斜面上滑行的加速度为，由牛顿第二定律有

解得

滑雪者质量为，初速度为，加速度为，在斜面上滑行时间为，落后时间，则背包的滑行时间为，由运动学公式得

联立解得

或

故可得

（2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为、，有

滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为，有

解得

5．（2020·海南卷）小朋友玩水枪游戏时，若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为，水射出后落到水平地面上。已知枪口离地高度为，，忽略空气阻力，则射出的水（    ）

A．在空中的运动时间为

B．水平射程为

C．落地时的速度大小为

D．落地时竖直方向的速度大小为

【答案】BD

【解析】

A．根据得，运动时间

故A错误；

B．水平射程为

故B正确；

CD．竖直方向分速度为

水平分速度为

落地速度为

故C错误，D正确。

故选BD。

6．（2020·浙江卷）以下物理量为矢量，且单位是国际单位制基本单位的是（    ）

A．电流、A

B．位移、m

C．功、J

D．磁感应强度、T

【答案】B

【解析】

AC．矢量特点是既有大小又有方向，同时满足平行四边形定则或三角形法则；电流和功均为标量，故AC错误；

BD．位移和磁感应强度均为矢量；国际单位制中基本物理量及对应的基本单位共有七个，包括长度(m)、质量(kg)、时间(s)、热力学温度(K)、电流(A)、光强度(cd)、物质的量(mol)；所以位移为矢量，且单位是国际单位制基本单位，故B正确，D错误。

故选B．

7．（2020·浙江卷）如图所示，新中国成立70周年阅兵仪式上，国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架直升机，则（    ）
 

A．以甲为参考系，乙是运动的

B．以乙为参考系，甲是运动的

C．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的

D．以乙为参考系，“70”字样编队中所有直升机都是静止的

【答案】D

【解析】

AB．甲和乙相对静止，所以以甲为参考系，乙是静止的，相反以乙为参考系，甲是静止的，故AB错误；

C．观众相对甲有位置变化，所以以甲为参考系，观众是运动的，故C错误；

D．乙和编队中的直升机是相对静止的，因此以乙为参考系，编队中的直升机都是静止的，故D正确。

故选D．

8.（2020·海南卷）（1）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。

主要实验过程如下：

①用手机查得当地的重力加速度g；

②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期________；

③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式________（用T﹑g表示）计算出轨道半径。

（2）某同学用如图（a）所示的装置测量重力加速度．

实验器材：有机玻璃条（白色是透光部分，黑色是宽度均为的挡光片），铁架台，数字计时器（含光电门），刻度尺．

主要实验过程如下：

①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；

②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图（b）所示，读出两挡光片间的距离________cm；

③手提玻璃条上端使它静止在________方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；

④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为和；

⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度________（结果保留三位有效数字）。

【答案】            竖直       

【解析】

(1)[1]滑板车做往复运动的周期为

[2]根据单摆的周期公式，得

(2)[3]两挡光片间的距离

[4]手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。

[5]玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为

玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为

根据速度位移公式有

代入数据解得加速度

9．（2020·江苏卷）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题图1所示。

(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是_____。

(2)下列主要操作步骤的正确顺序是_____。（填写各步骤前的序号）

①把刻度尺竖直固定在墙上

②捏住小球，从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置

④打开手机摄像功能，开始摄像

(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是，由此测得重力加速度为_____。

(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，_____（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方法测出重力加速度。

【答案】小钢球    ①③④②    9.61（9.5~9.7）    仍能   

【解析】

(1)要测量当地重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响，所以密度大体积小的小钢球最适合；

(2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上，安装好三脚架，调整好手机摄像头的位置；因为下落时间很短，所以一定要先打开摄像头开始摄像，然后在将小球从刻度尺旁静止释放，故顺序为①③④②；

(3)由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50cm，26.50cm，77.20cm；小球做自由落体运动，根据可得

(4)因为就算小球偏离了竖直方向，但是小球在竖直方向上的运动依然是自由落体运动，对实验结果无影响，故仍能用前面的方法测量出重力加速度。

10．（2019·浙江卷）下列物理量属于标量的是（  ）

A．速度

B．加速度

C．电流

D．电场强度

【答案】C

【解析】

加速度、速度、电场强度既有大小又有方向，为矢量，虽然电流有方向，但只有一个，没有正负之分，所以为标量，C正确．

11．（2019·浙江卷）甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，位移-时间图象如图所示，则在0～t1时间内

A．甲的速度总比乙大

B．甲、乙位移相同

C．甲经过的路程比乙小

D．甲、乙均做加速运动

【答案】B

【解析】

A．因x-t图像的斜率等于速度，可知在0～t1时间内开始时甲的速度大于乙，后来乙的速度大于甲，选项A错误；

B．由图像可知在0～t1时间内甲、乙位移相同，选项B正确；

C．甲乙均向同方向做直线运动，则甲乙的路程相同，选项C错误；

D．由斜率等于速度可知，甲做匀速运动，乙做加速运动，选项D错误．

12．（2019·浙江卷）一辆汽车沿平直道路行驶，其v－t图象如图所示．在t=0到t=40s这段时间内，汽车的位移是（  ）

A．0 B．30m C．750m D．1200m

【答案】C

【解析】

在v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移，故在40内的位移为，C正确．

【点睛】

在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移．

13．（2019·全国卷）甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验．实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照．已知相机每间隔0.1s拍1幅照片．

（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是_______．（填正确答案标号）

A．米尺    B．秒表    C．光电门    D．天平

（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法．

答：________________________________________________

（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=___m/s2．（保留2位有效数字）

【答案】A    将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺．    9.7   

【解析】

此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离;就本实验而言,因为是不同照片,所以是测量连续几张照片上小球位置之间的距离;加速度求解仍然用逐差法计算,注意是bc与ab之间的距离差.

                                        物理常识

1．（2021·河北高考真题）普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（　　）

A． B．m C． D．

【答案】B

【解析】

根据可得它们的单位为：

故选B。

2．（2020·浙江高考真题）以下物理量为矢量，且单位是国际单位制基本单位的是（    ）

A．电流、A

B．位移、m

C．功、J

D．磁感应强度、T

【答案】B

【解析】

AC．矢量特点是既有大小又有方向，同时满足平行四边形定则或三角形法则；电流和功均为标量，故AC错误；

BD．位移和磁感应强度均为矢量；国际单位制中基本物理量及对应的基本单位共有七个，包括长度(m)、质量(kg)、时间(s)、热力学温度(K)、电流(A)、光强度(cd)、物质的量(mol)；所以位移为矢量，且单位是国际单位制基本单位，故B正确，D错误。

故选B．

3．（2019·北京高考真题）国际单位制（缩写SI）定义了米（m）、秒（s）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出．例如，由m和s可以导出速度单位m·s–1．历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒．但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰．1967年用铯–133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率∆ν=9 192 631 770 Hz定义s；1983年用真空中的光速c=299 792 458 m·s–1定义m．2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义（对应关系如图，例如，s对应∆ν，m对应c）．新SI自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响．下列选项不正确的是

A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性

B．用真空中的光速c（m·s–1）定义m，因为长度l与速度v存在l=vt，而s已定义

C．用基本电荷e（C）定义安培（A），因为电荷量与电流I存在I=q/t，而s已定义

D．因为普朗克常量h（J·s）的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位

【答案】D

【解析】

本题属于信息题，由题所给信息结合和的物理意义解答．

由题意可知，如果以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，所以7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性，故A正确；

用真空中的光速定义m，即光在真空中传播299792458分之一秒的距离，且s早已定义，故B正确；

由公式可知，安培即为1s时间内通过的电荷量，故C正确；

由题意可知，h对应的单位为，而能量的单位中包含质量，故可以对Kg进行定义，故D错误．

4．（2019·浙江高考真题）下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是

A．功／焦耳 B．质量／千克 C．电荷量／库仑 D．力／牛顿

【答案】B

【解析】

质量是国际单位制的基本量，其单位是千克，其他三个都不是基本量，其对应的单位也不是基本单位；故选B.

5．（2019·浙江高考真题）用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位，下列正确的是（  ）

A．N/C

B．V/m

C．kg•m/（C•s2）

D．kg•m/（A•s3）

【答案】D

【解析】

电场强度，电场力的单位为N，电量的单位为C，所以电场强度的单位是N/C，而，D正确．

6．（2019·浙江高考真题）发现电流磁效应的物理学家是（  ）

A．法拉第

B．奥斯特

C．库仑

D．安培

【答案】B

【解析】

奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，库仑发现了库仑定律，安培发现了分子电流假说，B正确．

7．（2019·天津高考真题）第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为，根据能量子定义，的单位是______，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为______．

【答案】       

【解析】

由，能量的单位为，频率的单位为，故h的单位为，又因能量的单位换成力学基本单位可表示为，则h的单位为