江西省各地区2023年高考物理模拟（三模）题按题型分类汇编-03解答题

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江西省各地区2023年高考物理模拟（三模）题按题型分类汇编-03解答题 一、解答题1．（新疆伊利奎屯市一高2018-2019学年高二（下）期末物理试题）如图甲所示，光滑导体轨道PMN和P′M′N′是两个完全一样的轨道，是由半径为r的四分之一圆弧轨道和水平轨道组成，圆弧轨道与水平轨道在M和M′点相切，两轨道并列平行放置，MN和M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离为L，PP′之间有一个阻值为R的电阻，开关K是一个感应开关(开始时开关是断开的)，MNN′M′是一个矩形区域内有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，水平轨道MN离水平地面的高度为h，其截面图如图乙所示．金属棒a和b质量均为m、电阻均为R，在水平轨道某位置放上金属棒b，静止不动，a棒从圆弧顶端PP′处静止释放后，沿圆弧轨道下滑，若两导体棒在运动中始终不接触，当两棒的速度稳定时，两棒距离，两棒速度稳定之后，再经过一段时间，b棒离开轨道做平抛运动，在b棒离开轨道瞬间，开关K闭合．不计一切摩擦和导轨电阻，已知重力加速度为g．求：(1)两棒速度稳定时的速度是多少？(2)两棒落到地面后的距离是多少？(3)从a棒开始运动至b棒离开轨道的过程中，回路中产生的焦耳热是多少？2．（东北三省三校（哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）2018届高三第一次模拟考试理综物理试题）如图所示，水平面上有一质量为m的木板，木板上放置质量为M的小物块(M>m)，小物块与木板间的动摩擦因数为μ．现给木板和小物块一个初速度，使小物块与木板一起向右运动，之后木板以速度v0与竖直墙壁发生第一次弹性碰撞，已知重力加速度为g.求：(1)若水平面光滑，木板与墙壁第一次碰撞后到木板再次与墙壁碰撞，小物块没有从木板上掉下，则最初小物块与木板右端的距离至少为多少．(2)若水平面粗糙，木板足够长，且长木板与水平面间动摩擦因数为0.4μ.M=1.5m，请分析长木板能否与竖直墙壁发生第二次碰撞?如能相撞求出木板与墙壁撞前瞬间的速度，如不能相撞，求出木板右端最终与墙壁间的距离．3．（浙江省金丽衢十二校、七彩阳光等校2022-2023学年高三下学期3月联考物理试题）如图，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积、质量、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离，在活塞的右侧距离其处有一对与汽缸固定连接的卡环，两卡环的横截面积和为。气体的温度，外界大气压强。现将汽缸开口向下竖直放置（g取）。（1）求此时活塞与汽缸底部之间的距离h；（2）如果将缸内气体加热到，求两卡环受到的压力大小（假定活塞与卡环能紧密接触）。4．（2022届河南省高三（下）3月高考适应性测试理综物理试题）如图，一横截面是四分之一圆形的玻璃砖平放在水平木板上，其半径R=20cm，O为圆心。一细束单色光从A点平行于木板射入玻璃砖，经玻璃砖折射后射到水平木板上的C点，测得A点到O点的距离为12cm，C点到圆弧右端点B的距离为12cm。（1）求玻璃砖对该光的折射率；（2）若将入射光线平行于木板上下移动，当光射入玻璃砖的入射点从A点移动到D点（图中未画出）时，圆弧面上恰好没有光线射出，求A、D两点间的距离。5．（2023届江西省九江市高三下学期第三次模拟统一考试理综物理试题）如图所示，质量为的“L”型装置静止放在水平地面上，通过细绳跨过固定在竖直墙上的光滑定滑轮与物块连接，“L”型装置的底面粗糙，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）若物块质量为时，“L”型装置刚好能滑动，求“L”型装置与地面间的动摩擦因数；（2）若物块质量为，水平外力将“L”型装置向左缓慢移动，求水平外力所做的功；（3）若物块质量为，静止释放物块和“L”型装置，求物块下降过程中“L”型装置的加速度大小。（物块下降过程中与“L”型装置和地面不相撞）  6．（2023届江西省九江市高三下学期第三次模拟统一考试理综物理试题）如图所示，在光滑水平面上有一个宽为、长为的矩形磁场区域，磁感应强度，方向竖直向下。从某时刻开始，在水平面上有一个边长、质量、电阻的正方形导线框从图中实线位置（距离磁场边界处）沿x轴正方向以的初速度开始运动。若线框运动的全程受到一个沿y轴负方向的恒力F，一段时间后，线框会进入磁场区域，并在进入磁场的过程中保持速度不变，最后从磁场的右边界离开磁场（如图中虚线所示，整个过程中线框不转动）。不计一切摩擦，求：（1）进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量q；（2）恒力F的大小；（3）线框从开始运动到完全离开磁场的总时间t；（4）线框整个运动过程中产生的焦耳热Q。  7．（2022届河南省示范性高中高三（下）阶段性模拟联考三理综物理试题）如图所示，内径相同的两U形玻璃管竖直放置在空气中，中间用细软管相连，左侧U形管顶端封闭，右侧U形管开口，用水银将部分气体A封闭在左侧U形管内，细软管内还有一部分气体。已知环境温度恒为17℃，大气压强为，稳定时，A部分气体长度为20 cm，管内各液面高度差分别为、。求①A部分气体的压强；②现仅给A部分气体加热，当管内气体温度升高了40℃时，A部分气体长度为22 cm，求此时右侧U形管液面高度差。8．（2023届江西省九江市高三下学期第三次模拟统一考试理综物理试题）“天宫课堂”逐渐成为中国太空科普的国家品牌。某同学观看太空水球光学实验后，想研究光在水球中的传播情况，于是找到一块横截面如图所示的半圆柱形玻璃砖模拟光的传播，半圆的半径为R，O为圆心。入射光线以的方向射入玻璃砖，入射点Q到圆心O的距离为，光线恰好从玻璃砖圆弧的中点E射出。（ⅰ）求玻璃砖的折射率；（ⅱ）现使光线向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出。（不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光）  9．（2023届江西省景德镇市高三下学期第三次质量检测物理试题）如图甲所示，物块A、B的质量分别是和，用轻弹簧拴接两物块放在光滑的水平地面上，物块B的右侧与竖直墙面接触。另有一物块C从时刻起，以一定的速度向右运动，在时与物块相碰，并立即与粘在一起不再分开，物块C的图像如图乙所示。（1）物块C的质量；（2）物块B离开墙壁前，弹簧的最大弹性势能；（3）物块B离开墙壁后，物块B的最大速度值。    10．（2023届江西省景德镇市高三下学期第三次质量检测物理试题）如图所示，在竖直平面内有间距为的足够长的平行金属导轨，在之间连接有阻值为的电阻，导轨其余电阻不计。磁感应强度为的足够大的匀强磁场与导轨平而垂直。其上方有一光滑的定滑轮，绕有轻质柔软不可伸长细线，线的一端系一质量为的重物，另一端系一质量为、接入导轨间电阻为的金属杆。开始时金属杆置于导轨下端处，由静止释放，当重物下降时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度为），求：（1）重物匀速下降的速度；（2）重物从释放到下降的过程中，电流通过电阻产生的热量；（3）若将重物下降时的时刻记作，速度记为，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化（写出与的关系式）  11．（2021届广东省珠海市高三（下）第一次学业质量检测物理试题）如图为高楼供水系统示意图，压力罐与水泵和气泵连接，其中压力罐的底面积为5m2、高为6m，开始罐内只有压强为1.0×105Pa的气体，阀门k1、k2关闭，现启动k3水泵向罐内注水，当罐内气压达到2.4×105Pa时水泵停止工作，当罐内气压低于1.2×105Pa时水泵启动，假设罐内气体温度保持不变。求：(1)当压力罐内气压达到2.4×105Pa时，求注入水的体积；(2)某一次停水，阀门k3关闭。当用户用水，使得罐内气压低至1.2×105Pa时，气泵启动。为保证剩余水全部流入用户后，压力罐中气体的压强都不低于1.2×105Pa，求气泵至少要充入压强为1.0×105Pa的气体的体积。12．（2022届贵州省毕节市高三（上）2月诊断性考试理综物理试题（二））如图，直角三角形ABC为一棱镜的截面，∠A=60°，∠C=90°，一束光线垂直于底边AC从D点射向棱镜，经AB边反射的光，从BC上F点平行于AB射出。（i）求棱镜的折射率；（ii）若将光线从F点入射，调整入射角，使其在AB边上发生全反射而达到AC边。求此时BC边上入射角的正弦值。13．（2023届江西省南昌市高三下学期第三次模拟测试卷理综物理试题）港珠澳大桥是建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥。如图所示的水平路段由一段半径为的圆弧形弯道和直道组成。现有一总质量为、额定功率为的测试汽车通过该路段，汽车可视为质点，取重力加速度。(1)若汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的径向最大静摩擦力是车重的0.675倍，求该汽车安全通过此弯道的最大速度；(2)若汽车由静止开始沿直道做加速度大小为的匀加速运动，在该路段行驶时受到的阻力为车重的0.1倍，求该汽车运动末的瞬时功率。  14．（2023届江西省南昌市高三下学期第三次模拟测试卷理综物理试题）如图所示，半径为R的光滑绝缘圆形轨道固定在竖直面内，以圆形轨道的圆心O为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直方向建立y轴．y轴右侧（含y轴）存在竖直向下、范围足够大的匀强电场，电场强度大小为，第二象限存在匀强电场（方向与大小均未知）．不带电的绝缘小球a质量未知，带电量为的小球b质量为m，a球从与圆心等高的轨道A处以初速度（方向竖直向下）开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的b球发生弹性正碰，碰撞后b球恰好能通过轨道最高点C，并落回轨道A处，小球落回A处时的速度大小与小球离开最高点C时速度大小相等，重力加速度为g，小球b的电荷量始终保持不变。求：（1）小球a的质量；（2）第二象限中电场强度的大小和方向；（3）小球b从B点运动到A点的过程中电势能的变化量。  15．（2023届江西省南昌市高三下学期第三次模拟测试卷理综物理试题）某可显示温度的水杯容积为，倒入热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为，压强与外界相同。已知，外界大气压强为，温度为。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强。（结果保留三位有效数字）（i）求杯内温度降到时，杯内气体的压强；（ⅱ）杯内温度降到时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中外界进入水杯中的空气体积。16．（2023届江西省南昌市高三下学期第三次模拟测试卷理综物理试题）如图所示，半圆玻璃砖的半径，直径AB与光屏MN垂直并接触于A点。一束激光a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，光线与竖直直径AB之间的夹角为，最终在光屏MN上出现两个光斑，且两个光斑之间距离为。求：（i）玻璃砖的折射率；（ⅱ）改变激光Q的入射方向，使光屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最远距离。  
参考答案：1．(1) (2)  (3) 【详解】（1）a棒沿圆弧轨道运动到最低点M时，由机械能守恒定律得：解得a棒沿圆弧轨道最低点M时的速度从a棒进入水平轨道开始到两棒达到相同速度的过程中，两棒在水平方向受到的安培力总是大小相等，方向相反，所以两棒的总动量守恒．由动量守恒定律得：解得两棒以相同的速度做匀速运动的速度（2）经过一段时间，b棒离开轨道后，a棒与电阻R组成回路，从b棒离开轨道到a棒离开轨道过程中a棒受到安培力的冲量大小：由动量定理：解得由平抛运动规律得，两棒落到地面后的距离（3）由能量守恒定律可知，a棒开始运动至b棒离开轨道的过程中，回路中产生的焦耳热：解得：2．（1）(2) 【详解】(1)   (2)木板第一次与墙壁碰撞反弹后，对木板分析: 对木块： 设木板经时间t1速度减为0，位移x1   此时，物块的速度 之后板向右加速： 设经时间t2二者共速，此过程木板向右的位移为x2 解得:二者共速后，因为板与地面间的动摩擦因数小于板与物块间的动摩擦因数，所以二者一起减速       木板最终距墙的距离 点睛：本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律、牛顿第二定律、运动学公式与能量守恒定律可以解题，解题时注意正方向的选择．3．（1）0.45m；（2）60N【详解】（1）汽缸竖直放置时，封闭气体的压强由玻意耳定律得解得（2）温度升高，活塞刚达到卡环，气体做等压变化，此时汽缸内气体温度继续升高，气体做等容变化代入数据得活塞受力平衡，有代入数据得由牛顿第三定律可知，两卡环受到活塞的压力为。4．（1）1.6；（2）0.5cm【详解】（1）光路图如图所示，设光线从E点折射出，入射角为θ，则有 由几何关系可知AE=16cm，OC=32cm，则∆OEC为等腰三角形，光线从E点折射出的折射角等于入射角的2倍，则有（2）光线从D点射入，射到圆弧面上的入射角的正弦值时恰好产生全反射，从圆弧面上没有光线射出，则有解得则有AD=OD−AO=12.5cm−12cm=0.5cm5．（1）；（2）；（3）【详解】（1）设绳子对物块的拉力为，“L”型装置刚好能滑动，则水平方向上受到地面最大静摩擦力与拉力平衡，有又联立解得（2）水平外力将“L”型装置向左缓慢移动，物块上升，根据功能关系，水平外力所做的功等于克服摩擦力做的功和物块增加的重力势能，则有（3）静止释放物块和“L”型装置，“L”装置向右运动的加速度大小为，则物块下降的加速度大小也为。对装置，在水平方向上对物块，在竖直方向上联立解得6．（1）；（2）；（3）；（4）【详解】（1）线框进入磁场过程中产生的平均电动势平均电流大小通过导线横截面的电荷量解得（2）对线框分析，可知线框在恒力的作用下做类平抛运动，有 在线框进入磁场时，由于线框做匀速运动，有联立以上各式，解得 （3）线框在进入磁场的过程中做匀速直线运动，方向位移解得线框从完全进场至完全出场的过程中，方向只受的作用，故线框在方向做匀加速直线运动；线框在方向运动的位移之后，线框离开磁场，由解得（另一根舍去）故总时间解得（4）由解得线框出磁场时方向的速度为在线框离开磁场的过程中，由动量定理解得故线框刚好完全离开磁场时的速度则整个过程中，恒力做的总功为根据能量守恒，有解得7．①；②【详解】①设左侧A部分气体压强为，软管内气体压强为，由图中液面的高度关系可知，联立解得②由理想气体状态方程可得其中解得由于空气柱长度增加，则水银柱向右侧移动，因此左侧U形管液面高度差为由解得8．（ⅰ）；（ⅱ）【详解】（ⅰ）光线入射到玻璃砖表面，入射角，设对应折射光线的折射角为，如图所示  由几何关系得即得根据折射定律有即得（ⅱ）若使光线向左平移距离，折射光线，到达圆弧面的入射角恰好等于临界角，则在应用正弦定理有联立解得9．（1）；（2）；（3）【详解】（1）由题图乙知，与碰前速度为，碰后速度为与碰撞过程动量守恒，以的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得解得（2）当与速度为0时，弹性势能最大（3）物块离开墙壁后，系统动量守恒、机械能守恒，物块的最大速度时，弹簧处于原长，则解得故物块离开墙壁后，物块的最大速度为10．（1）；（2）；（3）【详解】（1）设重物匀速下降时速度为，金属杆收到的安培力为，对系统由平衡关系得又解得（2）设电阻中产生的总焦耳热为，则由能量守恒关系得：减少的重力势能等于增加的动能和焦耳热即所以电流通过电阻产生的热量为（3）金属杆中恰好不产生感应电流，即磁通量不变式中又解得11．(1)；(2)【详解】(1)设注入水的体积为V，则根据玻意耳定律得解得(2)设充入气体的体积为，则有解得12．（ⅰ）；（ⅱ）【详解】（ⅰ）根据如图所示的光路图 由折射定律得由几何关系可知解得（ⅱ）设改变后的入射角为，折射角为i，由折射定律得设光束在BC边上发生全反射的临界角C，则由几何关系得联立解得13．(1)；(2)【详解】(1)径向最大静摩擦力提供向心力时，汽车通过此弯道的速度最大，设最大速度为，则有解得(2)汽车在匀加速过程中当功率达到额定功率时代入数据解得：则末发动机功率为14．（1）；（2），方向水平向右；（3）【详解】（1）设小球a沿轨道下滑到最低点时速度为v，由机械能守恒定律得设a、b小球在B点碰撞后的速度分别为，b球过最高点时速度为，有由动能定理解得（2）要让b小球落回A处时的速度大小与小球离开最高点C时速度大小相等，电场力与的合力应垂直于AC边斜向下，把小球的运动沿CA方向与垂直CA方向分解，沿CA方向做匀速直线运动，垂直CA方向做匀减速运动，如图，  由几何关系得CA长设小球b从C运动到A点时间为t，垂直CA方向加速度大小为a有解得小球从C到A受到的合力为由几何关系可知电场力大小为方向水平向右则方向水平向右；（3）小球b从B到A过程中，电场力做功电势能变化量15．（i）；（ⅱ）【详解】（ⅰ）杯内气体做等容变化代入解得（ⅱ）设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为，以杯内原有气体为研究对象解得 16．（i）；（ⅱ）【详解】（i）光路如上图所示，由题意可得，激光在AB面上发生折射时的入射角  设半圆玻璃砖的折射率为n，折射角为，则其中，由于所以且解得（ⅱ）分析可得，当激光在AB面上恰好发生全反射时，光屏MN上只剩一个光斑，且光斑离A点的距离最远，光路如下图所示。设激光在AB上恰好发生全反射时的临界角为C，则 由数学知识可得 光斑离A点的最远距离