02背景材料為傳統(tǒng)文化或生活中較熟悉的事物（2021年高考物理真題按模型或題型分類匯編）

02背景材料為傳統(tǒng)文化或生活中較熟悉的事物（2021年高考物理真題按模型或題型分類匯編）2/21.（廣東卷13，11分）算盤是我國古老的計算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動，使用前算珠需要歸零，如圖所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔，乙與邊框a相隔，算珠與導(dǎo)桿間的動摩擦因數(shù)。現(xiàn)用手指將甲以的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為，方向不變，碰撞時間極短且不計，重力加速度g取。（1）通過計算，判斷乙算珠能否滑動到邊框a；（2）求甲算珠從撥出到停下所需的時間。

【答案】（1）能；（2）0.2s【解析】（1）甲乙滑動時的加速度大小均為甲與乙碰前的速度v1，則解得v1=0.3m/s甲乙碰撞時由動量守恒定律解得碰后乙的速度v3=0.2m/s然后乙做減速運(yùn)動，當(dāng)速度減為零時則可知乙恰好能滑到邊框a；（2）甲與乙碰前運(yùn)動的時間碰后甲運(yùn)動的時間則甲運(yùn)動的總時間為2（廣東卷3）（單選）.唐代《來耜經(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F通過耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為和，，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(jìn)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(jìn)時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力【答案】B【解析】A．將拉力F正交分解如下圖所示

則在x方向可得出Fx曲=FsinαFx直=Fsinβ在y方向可得出Fy曲=FcosαFy直=Fcosβ由題知α<β則sinα<sinβcosα>cosβ則可得到Fx曲<Fx直Fy曲>Fy直A錯誤、B正確；CD．耕索對犁的拉力與犁對耕索的拉力是一對相互作用力，它們大小相等，方向相反，無論是加速還是勻速，則CD錯誤。故選B。3.（湖南卷16（2），8分）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認(rèn)識到光沿直線傳播。身高的人站在水平地面上，其正前方處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為、深度為，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示。現(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？

【答案】（i）1.38；（ii）1.7【解析】（i）根據(jù)題意作出如下光路圖

當(dāng)孔在人身高一半時有tanθ==≈，sinθ=0.8，tanα=，sinα=由折射定律有n=（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，則可畫出如下光路圖

根據(jù)幾何關(guān)系有4（湖南卷3，4分）.“復(fù)興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為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(jī)的額定功率均為，若動車組所受的阻力與其速率成正比（，為常量），動車組能達(dá)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(yùn)動C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為，則動車組勻速行駛的速度為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(dá)到最大速度，則這一過程中該動車組克服阻力做的功為【答案】C【解析】A．對動車由牛頓第二定律有若動車組在勻加速啟動，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯誤；B．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有故可知加速啟動的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯誤；C．若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為，則動車組勻速行駛時加速度為零，有而以額定功率勻速時，有聯(lián)立解得故C正確；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(dá)到最大速度，由動能定理可知可得動車組克服阻力做的功為故D錯誤；故選C。5.（浙江6月選考11，3分）.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，假設(shè)泵車的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，則每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功至少為（）

發(fā)動機(jī)最大輸出功率（）332最大輸送高度（m）63整車滿載質(zhì)量（）最大輸送量（）180A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】泵車的泵送系統(tǒng)以的輸送量給高處輸送混凝土，每小時泵送系統(tǒng)對混凝土做的功故選C。6.（浙江6月選考卷1，3分）.據(jù)《自然》雜志2021年5月17日報道，中國科學(xué)家在稻城“拉索”基地（如圖）探測到迄今為止最高能量的射線，能量值為，即（）

A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】【詳解】故選D。7.（全國甲卷24，12分）為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)，一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在水平桌面上，形成一傾角為的斜面（已知sin=0.34，cos=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個連續(xù)相等時間間隔（每個時間間隔?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。s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm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）【答案】(1).0.43(2).0.32【解析】[1]根據(jù)逐差法有代入數(shù)據(jù)可得小銅塊沿斜面下滑的加速度大小[2]對小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得8（湖南卷8，5分）一籃球質(zhì)量為，一運(yùn)動員使其從距地面高度為處由靜止自由落下，反彈高度為。若使籃球從距地面的高度由靜止下落，并在開始下落的同時向下拍球、球落地后反彈的高度也為。假設(shè)運(yùn)動員拍球時對球的作用力為恒力，作用時間為；該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變。重力加速度大小取，不計空氣阻力。求：（1）運(yùn)動員拍球過程中對籃球所做的功；（2）運(yùn)動員拍球時對籃球的作用力的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）第一次籃球下落的過程中由動能定理可得籃球反彈后向上運(yùn)動的過程由動能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時向下拍球，在籃球反彈上升的過程中，由動能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時向下拍球，籃球下落過程中，由動能定理可得因籃球每次和地面撞擊的前后動能的比值不變，則有比例關(guān)系代入數(shù)據(jù)可得（2）因作用力是恒力，在恒力作用下籃球向下做勻加速直線運(yùn)動，因此有牛頓第二定律可得在拍球時間內(nèi)運(yùn)動的位移為做得功為聯(lián)立可得（舍去）9.（廣東卷15（1）。6分）.在高空飛行的客機(jī)上某乘客喝完一瓶礦泉水后，把瓶蓋擰緊。下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了，機(jī)場地面溫度與高空客艙內(nèi)溫度相同。由此可判斷，高空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)______（選填“大于”、“小于”或“等于”）機(jī)場地面大氣壓強(qiáng)：從高空客艙到機(jī)場地面，礦泉水瓶內(nèi)氣體的分子平均動能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?1).小于(2).不變【解析】[1]機(jī)場地面溫度與高空客艙溫度相同，由題意知瓶內(nèi)氣體體積變小，以瓶內(nèi)氣體為研究對象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程故可知高空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)小于機(jī)場地面大氣壓強(qiáng)；[2]由于溫度是平均動能的標(biāo)志，氣體的平均動能只與溫度有關(guān)，機(jī)場地面溫度與高空客艙溫度相同，故從高空客艙到機(jī)場地面，瓶內(nèi)氣體的分子平均動能不變。10.（廣東卷15（2），6分）為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護(hù)士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，護(hù)士把注射器內(nèi)橫截面積為、長度為0.4cm、壓強(qiáng)為的氣體注入藥瓶，若瓶內(nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時藥瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

【答案】【解析】以注入后的所有氣體為研究對象，由題意可知瓶內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化，設(shè)瓶內(nèi)氣體體積為V1,有注射器內(nèi)氣體體積為V2，有根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有代入數(shù)據(jù)解得11.（河北卷15（2），8分）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強(qiáng)為。（1）當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強(qiáng)；（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由題意可知夾層中的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知代入數(shù)據(jù)解得（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長時間，則夾層壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)夾層體積為V，以靜置后的所有氣體為研究對象有解得則增加空氣的體積為所以增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量之比為12.（湖南卷15（2），8分）16.小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量、截面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點上，左端用不可伸長的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個質(zhì)量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為時，測得環(huán)境溫度。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度。（1）當(dāng)電子天平示數(shù)為時，環(huán)境溫度為多少？（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度為多少？【答案】（1）297K；（2）309K【解析】（1）由電子天平示數(shù)為600.0g時，則細(xì)繩對鐵塊拉力為又：鐵塊和活塞對細(xì)繩的拉力相等，則氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)①當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時，設(shè)此時氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，對受力分析有②由題意可知，氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比：③聯(lián)立①②③式解得（2）環(huán)境溫度越高，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大，活塞對細(xì)繩的拉力越小，則電子秤示數(shù)越大，由于細(xì)繩對鐵塊的拉力最大為0，即電子天平的示數(shù)恰好為1200g時，此時對應(yīng)的環(huán)境溫度為裝置可以測量最高環(huán)境溫度。設(shè)此時氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p3，對受力分析有④又由氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比⑤聯(lián)立①④⑤式解得13.（浙江6月選考卷12，3分）.用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點O和兩出射點P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點處，空氣中的四條細(xì)光束分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b間的夾角為，則（）

A.光盤材的折射率B.光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二C.光束b、c和d的強(qiáng)度之和等于光束a的強(qiáng)度D.光束c的強(qiáng)度小于O點處折射光束的強(qiáng)度【答案】D【解析】【分析】詳解】

A．如圖所示由幾何關(guān)系可得入射角為折射角為根據(jù)折射定律有所以A錯誤；B．根據(jù)所以B錯誤；C．光束在b、c和d的強(qiáng)度之和小于光束a的強(qiáng)度，因為在Q處光還有反射光線，所以C錯誤；D．光束c的強(qiáng)度與反射光線PQ強(qiáng)度之和等于折身光線OP的強(qiáng)度，所以D正確；故選D。14.（浙江6月選考16，2分）.肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（）

A.過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C.肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化D.將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動【答案】AB【解析】【分析】【詳解】A．肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，因表面張力的原因其截面應(yīng)是一個圓滑的曲面而不是梯形，A正確；B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因為肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋，B正確；C．形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動加強(qiáng)點和振動減弱點，形成到破裂的過程上面越來越薄，下面越來越厚，因此出現(xiàn)加強(qiáng)點和減弱點的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，C錯誤；D