四川省南充市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题

这是一份四川省南充市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题，共18页。试卷主要包含了解答题等内容，欢迎下载使用。
一、解答题
1．（2021届四川省南充市高三（下）5月第三次高考适应性物理试题）第24届冬奥会将于2022年由北京和张家口两个城市联合举办，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，因其惊险刺激，动作优美深受观众喜爱。某滑道示意图如图所示，长直助滑道AB与圆弧形滑道BC平滑衔接，助滑道AB长L=90m，滑道BC高h=10m，圆弧滑道的半径R=20m。C是圆弧滑道的最低点，质量m=80kg的运动员（可视为质点）从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a=5m/s2，重力加速度g=10m/s2.
（1）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小；
（2）若不计BC段的阻力，求运动员经过C点时对轨道压力F的大小。
2．（2021届四川省南充市高三（下）5月第三次高考适应性物理试题）如图所示，在光滑绝缘水平面上，存在两个相邻的相同矩形区域CDMN和MNGH，CD=2m、CN=1m。区域CDMN中有竖直向下的匀强磁场B1，区域MNGH中有竖直向上的匀强磁场B2。不可伸长的轻质细线固定于O点，另一端拴有一个质量为m=0.2kg绝缘小球a，拉紧细线使小球a从距水平面高h=0.8m的位置静止释放，当小球a运动到悬点正下方时，与静止在水平面的带电小球b发生弹性正碰，小球b从CD边界中点P垂直CD进入磁场区域，已知小球b的质量也为m，带电量为q=0.5C（q>0），且始终保持不变，忽略电磁场的边界效应和小球b产生的电场影响，重力加速度g=10m/s2。
(1)两小球相碰后，求b球的速度大小；
(2)若B1、B2的大小均为B，要使小球b仅能从NG边界射出，求B的取值范围；
(3)若磁感应强度B1=1.28T，方向不变，将区域MNGH中的磁场改为方向由N指向M的匀强电场，小球b恰由H点离开电场区域，求场强E的大小（结果用小数表示）。
3．（2022年高考一轮复习人教版（2019）第十四章专题强化二十六气体实验定律的综合应用课时精练）如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）
4．（2022届四川省南充市高三（下）高考适应性考试（三诊）理综物理试题）电磁刹车是一种新的刹车形式，某实验小组利用遥控小车模型探究电磁刹车的效果.在遥控小车底面安装与小车底面长、宽均相同的N匝矩形导线框abcd，其总电阻为R，其平面与水平地面平行，如图所示，小车在磁场外以恒定功率P做直线运动，受到地面阻力恒为f，进入磁场前已达到最大速度，车头（ab边）刚要进入磁场时牵引力立即变为零，车尾（cd边）刚出磁场时速度恰好为零。已知小车总质量为m，小车底面长为d，宽为L，有界匀强磁场宽度也为d，磁感应强度为B，方向竖直向下，若不考虑其他阻力的影响。求：
（1）小车车头刚进入磁场时，线框产生的感应电动势大小E和线框所受安培力F安；
（2）电磁刹车过程中产生的焦耳热Q。
5．（2022届四川省南充市高三（下）高考适应性考试（三诊）理综物理试题）如图所示一半径为R=0.5m的四分之一光滑圆弧轨道AB竖直固定放置，在其右侧有一逆时针方向转动的传送带DCE，水平部分DC与圆弧轨道AB相切于B点（B点与C点无缝连接），DC长L=6m；传送带速度大小恒为v0=1m/s.将一质量为m=lkg的小碳块从A点正上方h处由静止释放，恰好从A点无碰撞进入圆弧轨道，通过B点后立即撤去圆弧轨道。已知小碳块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，且小碳块相对传送带滑动时能在传送带上留下清晰划痕，传送带CE段、ED段均足够长，小碳块可视为质点，不计空气阻力，g取10m/s2。
（1）若h=0.3m，求小碳块滑到B点前瞬时对轨道的压力大小；
（2）若h=0.3m，求传送带对小碳块的冲量大小；
（3）改变h的值，设小碳块从传送带上滑离后在传送带上留下的划痕长度为x，试通过计算讨论x与h的关系。
6．（【全国百强校】江西抚州市临川二中2018届高三上学期理综第八次训练物理试题）如图所示，竖直放置的导热汽缸，活塞横截面积为S=0.01m2，可在汽缸内无摩擦滑动。汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为H=70cm的气柱（U形管内的气体体积不计）。已知活塞质量m=6.8kg，大气压强p0=105pa，水银密度ρ=13.6×103kg/m3，g=10m/s2。
(1)求U形管中左管与右管的水银面的高度差h1；
(2)在活塞上加一竖直向上的拉力使U形管中左管水银面高出右管水银面h2=5cm，求活塞平衡时与汽缸底部的高度。
7．（2022届四川省南充市高三（下）高考适应性考试（三诊）理综物理试题）均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆、波源从平衡位置向上起振，t1=0时刻，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上，试求：
（1）波的传播速度v；
（2）t2=时，B处质点相对于平衡位置的位移及t1~t2这段时间内经过的路程。
8．（2023届四川省南充市高三下学期三模理综物理试题）如图是一弹珠游戏机的简化示意图。矩形游戏面板与水平面所成夹角，面板右侧边缘的直管道与四分之一圆弧轨道相切于P点，面板左侧边缘有垂直板面的挡板，已知圆弧轨道半径，圆弧轨道最高点Q（切线水平）到水平面的高度。控制手柄K可使弹珠（可视为质点）以不同的速度沿直管道发射，弹珠与挡板撞击时间极短且不损失机械能，撞击前后水平速率不变。不计摩擦和空气阻力。，。
（1）求小球通过Q点的最小速度大小；
（2）若小球以最小速度通过最高点Q，与挡板发生一次撞击，刚好经过面板下边缘M点，M、A两点相距，求面板边的长度L。

9．（湖南省长沙市第一中学2022-2023学年高三上学期月考卷物理试题（四））如图所示，有形状为“”的光滑平行导轨和水平放置，其中宽轨间距为2d，窄轨间距为d，轨道足够长。右侧均为绝缘材料，其余为金属导轨，。间接有一电阻阻值为r。金属棒质量为m、长度为2d、电阻阻值为2r，在水平向右、大小为F的恒力作用下，从静止开始加速，离开宽轨前，速度已达最大值。金属棒滑上窄轨瞬间，迅速撤去力F。是质量为m、电阻阻值为r、三边长度均为d的“U”形金属框，如图平放在绝缘导轨上。以f点所在处为坐标原点O，沿方向建立坐标轴。整个空间存在竖直向上的磁场，左侧为磁感应强度为B0的匀强磁场，右侧磁感应强度分布规律（），其中，金属导轨电阻不计，棒、金属框与导轨始终接触良好。
（1）求棒在宽轨上运动的最大速度及刚滑上窄轨时两端电压；
（2）求棒运动至与金属框碰撞前瞬间的速度大小；
（3）若棒与金属框碰撞后连接在一起，求金属框静止时f端的位置坐标x。
10．（2023届四川省南充市高三下学期三模理综物理试题）如图所示，粗细均匀的U形细管左侧封闭，右侧装有阀门，水平部分和竖直部分长均为，管中盛有一定质量的水银。先开启阀门，U形管静止时左侧水银柱比右侧高，再关闭阀门，使U形管以某一恒定加速度向左加速，液面稳定后发现两竖直管中液面变为等高。管中气体均视为理想气体，整个过程温度不变，大气压强，重力加速度，求
（Ⅰ）静止时左侧气体的压强；
（Ⅱ）关闭阀门向左加速时的加速度大小a。

11．（2023届四川省南充市高三下学期三模理综物理试题）一底面半径为R的半圆柱形透明体，横截面如图所示，O表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面内从边上的A点（以为界面）以的入射角入射，该束光线进入半圆形透明体后第一次到达圆弧面的位置与A点的距离为R，求：
（1）该透明体的折射率n；
（2）该光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间（已知真空中的光速为c，计算结果用R、c表示）。

参考答案：
1．（1）2400N∙s；（2）5200N
【详解】解：（１）由运动学公式可以求得B点的速度
解得
由动量定理得
（２）运动员在最低点C的受力图，如图所示，牛顿第二定律可得
由牛顿第三定律可得F=−N，
从B到C由动能定理可知
解得运动员在C点对轨道的压力大小
F=5200N
2．(1)4m/s；(2) ；(3)
【详解】(1)设小球碰撞前的速度为v0，碰撞后的速度为v，小球b碰撞后的速度为v，碰撞前根据机械能守恒定律得
根据动量守恒定律
根据能量守恒定律
解得
(2)若小球b恰好从N点射出，如图所示
解得
若小球b恰好从G点射出，如图所示
解得
综上所述
(3)由上得，当时，小球b在CDMN区域做圆周运动后，小球从距离N点0.5m处以v0斜射入MNGH区域中，设vb与边界NM的夹角为θ
解得
则
小球恰好能从H点离开电场，运动时间为t
在NG方向上做匀速直线运动
在MN方向上做类竖直上抛运动
解得
3．，（p0S＋mg）h
【详解】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有
根据力的平衡条件有
p1S＝p0S＋mg
联立可得
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有
式中
V1＝SH
V2＝S（H＋h）
联立③④⑤⑥式解得
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为
4．（1）；，安培力方向向左；（2）
【详解】（1）小车刚进入磁场时的速度设为，根据功率与速度关系可得
产生的感应电动势大小为
感应电流的大小为
车头刚进入磁场时，安培力大小为
解得
安培力方向向左；
（2）根据动能定理可得

解得
5．（1）；（2）；（3）答案见解析
【详解】（1）碳块从有
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知，小碳块对轨道的压力
（2）碳块在传送带上运动时，设加速度大小
碳块以滑上传送带到停止运动通过的位移
故碳块从右端滑出。
碳块从有
所需时间
摩擦力冲量大小
支持力冲量大小
故传送带对小碳块的冲量大小
（3）设高为，则
若碳块恰能运动至
可解得
①若，碳块将从端滑出，从有
所需时间
此时划痕长度
解得
②若，碳块将从端滑出，其首先向右滑行减速为0，减速时间
时碳块向右运动的位移最小，为
碳块速度减为0后，反向加速到与传送带速度相同时，所用时间
反向加速运动的位移为
碳块速度减为0后，反向加速到与传送带速度相同时，所用时间
反向加速运动的位移为
因此，当时，碳块先向右滑行到速度为0，再反向加速，最后匀速离开点。
可得划痕的长度为

解得
6．(1)5cm；(2)80cm
【详解】(1)以活塞为研究对象，根据平衡
p0S+mg=pS
得
而
所以有
代入数据解得
(2)活塞上加一竖直向上的拉力，U形管中左管水银面高出右管水银面h2=5cm，则封闭气体的压强为
初始时封闭气体的压强为
汽缸内的气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律，有
代入数据解得h=80cm
7．（1）；（2）0.5cm，
【详解】（1）由图可看出，该波的波长、周期分别为

则波速
（2）由题意可知，时刻，的质点起振，且起振方向向上，波传至点需要的时间
质点振动的时间为
质点的振动方程为
由图知，该波中质点的振幅，质点相对于平衡位置的位移
时间内质点经过的路程为
8．（1）；（2）2.75m
【详解】（1）小球恰好过Q点，有
解得
（2），沿斜面向下，小球做匀加速直线运动，有
解得
水平方向，速度大小不变，碰前与碰后水平位移大小相等，故有
M到挡板距离
则边长度
9．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）当棒匀速运动时，加速度为零，此时速度最大，棒受力平衡
其中
联立解得
当刚滑上窄轨时，等效电路如图所示
棒只有中间宽度为d的部分有电流流过，间电压
其中
代入数值得
（2）棒在窄轨上的导体部分做减速运动，由动量定理得
又
联立上述方程可解得棒滑出导体区域瞬间速度为
之后匀速运动至与金属框相碰。
（3）棒与金属框相碰，据动量守恒定律可得
进入窄轨的绝缘部分后，棒部分和金属框构成回路，边处的磁场总是比边的磁场大
回路中的电流
全框架受到的安培力合力
由动量定理可得
金属框前进的位移
联立以上方程得金属框静止时f端的位置坐标
10．（Ⅰ）；（Ⅱ）
【详解】（Ⅰ）设型管横截面积为，水银密度为，静止时右侧气体的压强为大气压，
对底部液柱由平衡条件有
大气压强可表示为
其中
解得
（Ⅱ）设底部液柱质量为，向左加速稳定时左边气体压强为，右边气体压强为
两边液面相平，故左边气体长度从变为
右边气体长度从变为
对左边气体由玻意耳定律得
对右边气体由玻意耳定律得
对底部液柱由牛顿第二定律有
其中
解得
11．（1）；（2）
【详解】（1）由折射定律知
其中
解得
（2）临界角
在点入射角为，发生全反射，水平反射到点，再次发生全反射，最终从点射出
解得