2021年新高考真题物理汇编4 抛体运动（解析版）

专题4施秣运动

I.（2021新高考辽宁卷）1935年5月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着

枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m,水流速度3m/s,木船相对静水的速度

则突击队渡河所需的最短时间为

A.75sB.95sC.100sD.300s

【答案】D

【解析】木船船头垂直河岸渡河，所需时间最短，由d71st解得最短时间t=300s,选项D正

确。

2.（2021高考新课程U卷海南卷）水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水

中.如图所示，滑梯顶端到末端的高度”=4.（）m,末端到水面的高度〃=L（）m.取重力加速度

g=10m/s2,将人视为质点，不计摩擦和空气阻力.则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（）

A.4.0mB.4.5mC.5.0mD.5.5m

【答案】A

【解析】人滑到滑梯最低端过程中，，人从滑梯最低端做平抛运动，x=vt,h==gg/2,联立解

得:x=4.0m,选项A正确。

3.（2021年高考广东学业水平选择性测试）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居

高临下向敌方工事内投掷手榴弹.战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为〃，的手榴弹.手榴弹

从投出的位置到落地点的高度差为h,在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图6所示，重力加速度

为g.下列说法正确的有

A.甲在空中的运动时间比乙的长甲

B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等

C.从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少办防

D.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为,咫〃

【答案】BC

【解析】由于投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹竖直位移相等，由平抛运动规律可知，甲、乙两颗

手榴弹在空中的运动时间相等，选项A错误；两手榴弹在落地前瞬间，竖直分速度相等，由功率公式P=Fv

可知重力的功率相等，选项B正确；从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少,咫〃，选项C正确；从投

出到落地，每颗手榴弹都是只有重力做功，机械能守恒，机械能变化量为零，选项D错误。

4.（2021年1月浙江选考）某一滑雪运动员从滑道滑出并在空中翻转时经多次曝光得到的照

片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨

迹重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D处于同一水平高度。下列说法正确的是

A.相邻位置运动员重心的速度变化相同

B.运动员在A、D位置时重心的速度相同

C.运动员从A到B和从C到D的时间相同

D.运动员重心位置的最高点位于B和C中间

【答案】A

【解析】根据题述，每次曝光的时间间隔T相等，运动员做斜抛运动，只受重力作用，由牛顿第二定律，

可知斜抛运动的加速度为重力加速度g,由且=包，相邻位置，△t=T,相邻位置运动员重心的速度变化△

△t

v=gT,即相邻位置运动员重心的速度变化Av相同，选项A正确；AD位置处于同样高度，由斜抛运动的对

称性可知，运动员在A、D位置时重心的速度大小相等，方向不同，选项B错误；由题图可知C位置是斜

抛运动的最高点，所以运动员从A到B的时间小于从C到D的时间，选项CD错误。

5.（2021年1月浙江选考）在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有

声音记录仪。爆炸物自发射塔竖直向上发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2:1、初

速度均沿水平方向的两个碎块。遥控器引爆瞬间开始计时，在5s末和6s末先后记录到从空气

中传来的碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s,忽略空气阻力。下

列说法正确的是

A.两碎块的位移大小之比为1:2

B.爆炸物的爆炸点离地面高度为80m

C.爆炸后质量大的碎块的初速度为68m/s

D.爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340m

【答案】B

71

【解析】爆炸物爆炸，动量守恒，-mvi=-mv,解得两碎块的初速度之比为刃：v=l:2,由

3322

平抛运动规律x=vt可知，两碎块的水平位移大小之比为汨：%2=刃：v2=l：2,选项A错误；根

据题述，在5s末和6s末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声，可知碎块在空中下

落时间为t=4s,由平抛运动规律可知，.爆炸物的爆炸点离地面高度为h=igt2=80m,选项B

2

正确；爆炸后质量大的碎块落地时撞击地面的声音传播到声音记录仪的时间为ti=5s-4s=ls,撞

击地面处距离声音记录仪的距离为xi=M=340m,由xi=vir,解得：vi=85m,选项C错误；爆

炸后质量小的碎块落地时撞击地面的声音传播到声音记录仪的时间为t2=6s-4s=2s,撞击地面处

距离声音记录仪的距离为X2=v&=68（）m,爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为x=X1+

X2=340m+680m=1020m,选项D错误。

6.（2021高考河北物理）钠原子钟是精确的计时仪器。图1中钠原子从。点以100m/s的初速度在真空中

做平抛运动，到达竖直平面“V所用时间为乙；图2中钠原子在真空中从尸点做竖直上抛运动，到达最高

点。再返回尸点，整个过程所用时间为。点到竖直平面MN、P点到。点的距离均为0.2m。重力加

速度取g=10m/s2，则％,2为（）

A.100：1B.1：100C.1：200D.200：1

【答案】C

【解析】由平抛运动规律，0.2=vt”v=100m/s,由竖直上抛运动规律，0.2=；g§）2,联立解得：不^之：

200,选项C正确。

--计算题

1.（15分）（2021新高考湖南卷）

如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为L的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨

道右下方有一段弧形轨道PQ。质量为加的小物块A与水平轨道间的动摩擦因数为以水平轨道末端。

点为坐标原点建立平面直角坐标系xQy,x轴的正方向水平向右，y轴的正方向竖直向下，弧形轨道P端

坐标为（2〃乙匠），。端在y轴上。重力加速度为g。

（1）若A从倾斜轨道上距x轴高度为2〃乙的位置由静止开始下滑，求A经过。点时的速度大小；

（2）若A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过。点落在弧形轨道PQ上的动能均相同，求尸。的

曲线方程；

（3）将质量为；（4为常数且425）的小物块8置于。点，A沿倾斜轨道由静止开始下滑，与B发生

弹性碰撞（碰撞时间极短），要使A和B均能落在弧形轨道上，且A落在B落点的右侧，求A下滑的初始

位置距无轴高度的取值范围。

【解析】本题考查动能定理、平抛运动规律、动量守恒定律及其相关知识点，主要考查综

合运用知识分析解决问题的能力.

（1）A沿倾斜轨道由静止开始下滑到O点的过程中，由动能定理

1.

mg•2yL-umgL=-mvf

解得：v产J4

（2）假设A落到P点，由平抛运动规律,

x==-gtl=nL

解得：vo=

1,

E■-mvi+may=2nmaL

则落到轨道上的动能k2

同时“=Jo=

解得加琮夫+mgy0=2"mgL

变形得葭…八；=Mv".v,=0I.y„=2uL

则PQ的曲线方程为4+4尤=*为.<M$%S2UL.0Sx0i2uL>

（3）令A碰撞前速度为v,释放高度为h,由动能定理

mgh-RngL=gmv2

则i-=2gh-Zp.qL

AB发生弹性碰撞，系统动量守恒，机械能守恒，设碰撞后A速度为VA，B速度为VB，有

mv-mvA+imv0

1,11,,

2m诃=-mv；+2AmV"

解得：以

因为4N5可知以小『0.即AH后会反弹,速发大小为gy.

Illttft.为保证B常任我道匕则。.4%=师工

即（E）W=（E）«.-2"〃）s2®

解福翼fM

A反弹后，经历一次往返后从O抛出，抛出的速度为v2,由动能定理,

—mg,2£=1mv,-~mv；

为保证A落在轨道上，则上0染=>/砌•

即HI八(H(2gA-2,曲4WL

解得：I<3心*）2+川

又为保证A落点在B右侧，则V2>VB，

综上，得台纷T"心㈢3

变形得：八>一3

又因为12，删划，（三）2+以比，。（与）2+fiL'i',

则释放高度的取值范围为

2。+1尸.1+A,

心解-24-3+y如+以

7.（9分）（2021新高考北京卷）

如图所示，小物块A、8的质量均为机=（）.10kg,8静止在轨道水平段的末端。4以水平速度。o

与8碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为/?=0.45m,两物块

落地点距离轨道末端的水平距离为s=0.30m,取重力加,速度g=10

A

m/s2<>求：

（1）两物块在空中运动的时间f;

:\

（2）两物块碰前A的速度加的大小；

,,\\

,////////////

（3）两物块碰撞过程中损失的机械能o匚GA

【解析】17.（9分）

12

（1）竖直方向为自由落体运动，由h;=2gt

得t=0.30s

（2）设A、8碰后速度为°,

水平方向为匀速运动，由s=vt

得o=1.0m/s

根据动量守恒定律，由

得Vo=2.0m/s

AE=，nw^--2mv2

（3）两物体碰撞过程中损失的机械能

202

得AE=0.10J

8.（9分）（2021高考新课程I卷山东卷）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它

丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量机=°」kg的鸟蛤，在"=20m的高度、以％=15m/s

的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度8=10向$2,忽略空气阻力。

（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间&=S°°5s,弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大

小F：（碰撞过程中不计重力）

（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度乙=6m的岩石，以岩石左端为坐标原点，

建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度