2021年全国中学生物理竞赛决赛试题及详细解答

2021年全国中学生物理竞赛决赛试题及详细解答试题一：匀变速直线运动一、选择题1.一物体在水平面上做匀变速直线运动，其加速度为2m/s²。若物体从静止开始运动，求5秒末的速度大小。A.10m/sB.20m/sC.30m/sD.40m/s2.一物体从静止开始做匀变速直线运动，加速度为3m/s²。求物体速度达到15m/s所需的时间。A.5sB.10sC.15sD.20s二、填空题1.一物体在水平面上做匀变速直线运动，其加速度为4m/s²。若物体从静止开始运动，求2秒末的速度大小和位移。2.一物体从静止开始做匀变速直线运动，加速度为5m/s²。求物体速度达到20m/s时的位移。三、解答题1.一物体在水平面上做匀变速直线运动，其加速度为6m/s²。若物体从静止开始运动，求5秒末的速度大小、位移和加速度。2.一物体从静止开始做匀变速直线运动，加速度为7m/s²。求物体速度达到25m/s所需的时间、位移和加速度。详细解答：一、选择题1.答案：A.10m/s解答：物体在5秒末的速度大小为加速度乘以时间，即2m/s²×5s=10m/s。2.答案：B.10s解答：物体速度达到15m/s所需的时间为速度除以加速度，即15m/s÷3m/s²=5s。二、填空题1.答案：速度大小为8m/s，位移为8m解答：物体在2秒末的速度大小为加速度乘以时间，即4m/s²×2s=8m/s。位移为速度乘以时间的一半，即8m/s×2s÷2=8m。2.答案：位移为50m解答：物体速度达到20m/s时的位移为速度平方除以加速度的两倍，即20m/s×20m/s÷(2×5m/s²)=50m。三、解答题1.答案：速度大小为30m/s，位移为75m，加速度为6m/s²解答：物体在5秒末的速度大小为加速度乘以时间，即6m/s²×5s=30m/s。位移为速度乘以时间的一半，即30m/s×5s÷2=75m。加速度为题目中给出的6m/s²。2.答案：时间约为3.57s，位移为31.25m，加速度为7m/s²解答：物体速度达到25m/s所需的时间为速度除以加速度，即25m/s÷7m/s²≈3.57s。位移为速度乘以时间的一半，即25m/s×3.57s÷2=31.25m。加速度为题目中给出的7m/s²。2021年全国中学生物理竞赛决赛试题及详细解答试题二：自由落体运动一、选择题3.一物体从高度为10m的平台上自由落下，求物体落地时的速度大小。A.14m/sB.20m/sC.28m/sD.40m/s4.一物体从高度为20m的平台上自由落下，求物体落地所需的时间。A.2sB.4sC.6sD.8s二、填空题1.一物体从高度为15m的平台上自由落下，求物体落地时的速度大小和落地所需的时间。2.一物体从高度为25m的平台上自由落下，求物体落地时的速度大小。三、解答题1.一物体从高度为30m的平台上自由落下，求物体落地时的速度大小、落地所需的时间以及物体在落地前0.5秒内的位移。2.一物体从高度为40m的平台上自由落下，求物体落地时的速度大小、落地所需的时间以及物体在落地前1秒内的位移。详细解答：一、选择题3.答案：C.28m/s解答：物体自由落下时的速度大小为重力加速度乘以时间，即10m/s²×√(2×10m/10m/s²)=28m/s。4.答案：B.4s解答：物体自由落下所需的时间为高度除以重力加速度的一半，即20m÷(10m/s²÷2)=4s。二、填空题1.答案：速度大小为17.32m/s，落地所需的时间为1.73s解答：物体自由落下时的速度大小为重力加速度乘以时间，即10m/s²×√(2×15m/10m/s²)=17.32m/s。落地所需的时间为高度除以重力加速度的一半，即15m÷(10m/s²÷2)=1.73s。2.答案：速度大小为22.36m/s解答：物体自由落下时的速度大小为重力加速度乘以时间，即10m/s²×√(2×25m/10m/s²)=22.36m/s。三、解答题1.答案：速度大小为24.49m/s，落地所需的时间为2.45s，位移为10.61m解答：物体自由落下时的速度大小为重力加速度乘以时间，即10m/s²×√(2×30m/10m/s²)=24.49m/s。落地所需的时间为高度除以重力加速度的一半，即30m÷(10m/s²÷2)=2.45s。物体在落地前0.5秒内的位移为重力加速度乘以时间的平方的一半，即10m/s²×(2.45s0.5s)²÷2=10.61m。2.答案：速度大小为28.28m/s，落地所需的时间为2.83s，位移为14.14m解答：物体自由落下时的速度大小为重力加速度乘以时间，即10m/s²×√(2×40m/10m/s²)=28.28m/s。落地所