陕西省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03解答题

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陕西省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03解答题 一、解答题1．（2023届陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题）某学校航模社团在某次模型火箭低空飞行回收实验中，火箭上升到最大高度后从48m高度处由静止开始先向下做匀加速直线运动，接着向下做匀减速直线运动，匀加速阶段加速度大小是匀减速阶段加速度大小的3倍，成功降落地面时速度为零，向下运动的总时间为8s。不计火箭质量的变化和空气阻力，重力加速度，求：（1）火箭向下运动的最大速度；（2）向下加速的时间。2．（陕西省渭南市蒲城县2021-2022学年高二（下）对抗赛物理试题）如图所示，在的区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在的区域内存在垂直x轴方向的匀强电场（图中未画出），从原点O沿y轴正方向发射的粒子刚好从磁场右边界上点离开磁场进入电场，经电场偏转后到达x轴上的Q点，到Q点速度恰好沿x轴正方向，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力，求：（1）粒子经过P点的速度大小和方向；（2）粒子从O点运动到P点所用时间；（3）电场强度的大小和方向。3．（重庆市云阳县高阳中学2022-2023学年高三上学期第二次质量检测物理试题）如图所示， 足够长的光滑平台上有静止的小滑块A、B，，，  两滑块之间有一段轻质弹簧刚好处于原长，滑块A与轻弹簧栓接，滑块B末栓接弹簧， 平台右端与倾角的倾斜传送带平滑连接，传送带以的恒定速度顺时针转动。现给滑块A瞬时向右的冲量，此后运动过程中，滑块B脱离弹簧后滑上传送带，并恰好能到达传送带顶端。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数，取重力加速度。求：（1） 滑块B刚滑上传送带时的速度大小；（2） 滑块B在传送带上运动过程中，摩擦力对滑块B做的总功；（3） 滑块B返回平台与滑块A、弹簧发生二次作用过程中，弹簧的最大弹性势能（结果可用根号表示）。4．（【全国百强校】宁夏育才中学2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题）如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，汽缸的深度，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体。当气体的温度、大气压强时，活塞与汽缸底部之间的距离，活塞的横截面积，不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：（1）活塞刚到汽缸口处（没漏气）时封闭气体的温度；（2）达到（1）状态后，保持缸内气体温度不变，然后向活塞上缓慢地放细砂，则放多少砂才能使活塞回到初始位置？5．（2023届陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题）如图所示，一块横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，∠B=90°，∠C=37°。一束单色光从AB边的中点M垂直入射玻璃砖，在AC边恰好发生全反射，最后从BC边上的N点（图中未标出）射出，已知AB边的长度为L，光在真空中传播速度为c，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：i.请做出光路图，并求出玻璃砖对该单色光的折射率；ii.求该单色光从进入玻璃砖到第一次从玻璃砖射出所经历的时间t。6．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，某一直径为D的油滴A最终以速度竖直向下匀速运动。当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为时，另一个带电油滴B恰好能以速度竖直向下匀速运动；把电压增加到时，带电油滴B能以速度竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为，油滴可做球体，直径为D的球体体积公式，以上分均不考虑油滴所受浮力，重力加速度为g。（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；（2）求油滴B所带电荷量。7．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数k=500N/m的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B在弹簧上且处于静止状态。C物体通过轻质细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C，ab段的细绳竖直、cd段的细绳松弛，现无初速释放C，C沿斜面下滑时，细绳直且cd段与斜面平行，随后C继续向下沿斜面运动，在C整个下滑过程中，A始终没有离开地面，C一直在斜面上。已知B的质量为，C的质量为，斜面倾角α=30°，重力加速度为g取10m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，不计空气阻力。求（1）细绳刚绷直时C的速度；（用根式表示）（2）B的最大速度v；（3）对弹簧和物体构成的系统，当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能。为使A不离开地面，求A的质量范围。8．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示，一水平放置的固定汽缸，由截面积不同的两圆筒连接而成。活塞A、B用一刚性细杆连接，它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动。A、B的截面积分别为、，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为。活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上。当汽缸内气体温度为，活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为。（答案用已知量、、表示）①细线张力为F1时，汽缸内气体的压强p1；②若改变汽缸内气体温度，活塞就可能向右移动，当温度变为多少时活塞开始向右移动？9．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示，ABC是由折射率为的某种透明物质制成的直角三棱镜横面，∠A=30°。一细束光线在纸面内沿平行于AC方向从AB边的P点射入棱镜（P点图中未画），最后从BC边的中点D点射出，已知CD间距为a，求该束光线的入射点P到A的距离。10．（重庆市璧山中学校2021-2022学年高一（上）期中物理试题）重庆云巴（ChongqingSkyShuttle），是服务于中国重庆市的城市轨道交通系统，2021年2月15日至24日，重庆璧山云巴开展试乘车；4月16日，重庆云巴首条线路在璧山通车运营并举行通车启动仪式。甲车进站前，以v=16m/s的初速度从减速线处开始减速，到站台停车线处时速度刚好减为0，停车t0=30s时间后再加速至v=16m/s驶离，已知云巴加速和减速的加速度大小均为a=1m/s2，将云巴视为质点。（1）甲车从到达减速线到再次加速至v，总共通过的路程和所需的时间；（2）为了提高运行的效率，乙车到此站时没有停车，而是以v=16m/s的速度匀速通过，为了保证安全，乙车与甲车在正常匀速行驶的安全距离至少为多少。（假设正常匀速行驶时的速度均16m/s，两站台距离足够远，且轨道是直的。）11．（2021届四川省成都市第七中学高三（下）三诊物理试题）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图，是离子注入工作原理示意图，正离子质量为m，电荷量为q，经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的正离子，经偏转系统后注入处在水平面上的晶圆硅片。速度选择器、磁分析器和偏转系统中匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直面向外；速度选择和偏转系统中匀强电场的电场强度大小均为E，方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为R1和R2的四分之一圆弧，其两端中心位置M和N处各有一小孔；偏转系统中电场和磁场的分布区域是一棱长为L的正方体，晶圆放置在偏转系统底面处。当偏转系统不加电场和磁场时，正离子恰好竖直注入到晶圆上的O点，O点也是偏转系统底面的中心。以O点为原点建立xOy坐标系，x轴垂纸面向外。整个系统处于真空中，不计正离子重力，经过偏转系统直接打在晶圆上的正离子偏转的角度都很小，已知当α很小时，满足：，。（1）求正离子通过速度选择器后的速度大小v及磁分析器选择出的正离子的比荷；（2）当偏转系统仅加磁场时，设正离子注入到显上的位置坐标为，请利用题设条件，求坐标的值。12．（四川省成都市蓉城名校联盟2021-2022学年高一（下）入学考试物理试题）图，质量为的滑块（可视为质点）叠放在质量为、长度为的长木板上，放在足够长的水平面上，、均处于静止状态。现用力敲的左端，使瞬间获得水平向右、大小为的初速度。已知、间的动摩擦因数为，与水平面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。求：（1）被敲击后的瞬间，、的加速度大小；（2）最终停在上的位置距右端的距离；（3）、达到共速的瞬间，一质量为的滑块（可视为质点，图中未画出）以水平向左、大小为的速度从右端滑上，已知、间的动摩擦因数为，求最终、之间的距离。13．（2021届辽宁省朝阳市普通高等学校高三（下）全国统一模拟物理试题）云霄飞车玩具（如图a所示）是儿童最为喜爱的益智类玩具之一，玩具组装原件多，主要考查儿童的思维能力和动手能力。玩具的一小部分结构被简化如图b所示，钢制粗糙水平面长度为，A端连接一倾角为的光滑斜面，斜面长度为，B端点固定一半径的竖直光滑圆弧轨道。从斜面顶端由静止释放一质量的小球甲，运动到A点时与另一质量的静止小滑块乙发生弹性碰撞（斜面与水平轨道连接处能量损失可忽略不计）。碰后小滑块乙在水平面上运动到B点后进入圆弧轨道，取。（1）求甲、乙碰撞过程中，甲球对小滑块乙的冲量？（2）若小滑块乙能进入圆轨道并在进入后的运动过程中不脱离轨道，请在下表数据中为小滑块选择合适的材料满足上述的运动条件，写出相应的判断依据。小滑块材料水平面材料滑动摩擦因数钢钢0.25木钢0.2聚氯乙烯钢0.4聚异戊二烯钢0.6514．（北京市第四中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题）如图甲中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件的匀强偏转场来控制电子的运动。经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端电压为U0，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。（1）求电子刚进入偏转场时的速度大小；（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，且磁场区域为一个圆柱形磁场，直径为L0。从加速场出来的电子正对圆形磁场的圆心射入，要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为θ，求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；（3）若偏转场S为一矩形竖直向上的匀强电场，区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。靶台为一圆形区域，直径为d。而仪器实际工作时，电压U0会随时间小幅波动，即加速电压为。电子通过加速电场时电场可以认为是恒定的。在此情况下，为使电子均能击中靶台，求电压的波动。15．（2023届山东省高考仿真模拟卷物理试题（一））某同学设计了一款火灾报警器，如图，导热良好的金属汽缸A放置在容易发生火灾的危险处，平时A中储存有体积为、压强为、温度为室温的理想气体，A与另一导热良好的汽缸B通过很长的细管连接，细管上安有一阀门K，平时阀门K关闭，只有发生火灾时阀门才会打开，触发报警装置。汽缸B通过轻质活塞c也封闭了体积为、温度为室温的理想气体，活塞的横截面积为S，活塞上方为空气，不计活塞与汽缸壁间的摩擦力，大气压强为，室温始终不变，不计细管中的气体体积。（1）该同学查得火焰的平均温度约为时，阀门刚好打开，求阀门K打开前的瞬间，左右两侧气体的压强差；（2）阀门K打开后，A中气体向B中移动，A中气体温度保持为，当A中理想气体的压强变为时，阀门自动关闭，经过较长时间稳定后，求活塞上升的距离。16．（2023届山东省聊城市高三第二次模拟考试物理试题）近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值（n<0）。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射光线和入射光线位于界面法线同侧，如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为θ，A、B两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包含有两种频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为，，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏。（1）为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射出，求θ的取值范围；（2）若θ=30°，求激光通过两棱镜后，打在光屏上的两点间的距离。
参考答案：1．（1）；（2）【详解】（1）设匀加速最大速度为 ，则匀加速和匀减速运动平均速度都是最大速度的一半，且满足解得（2）设加速时间为 ，加速度为 ，减速时间为 ，加速度为 ，则且 ，解得2．（1），与y轴负方向夹角等于；（2）；（3），沿y轴负方向【详解】（1）带电粒子进入磁场后只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，设粒子经过P点的速度大小为v，在磁场中的轨迹半径为r，根据几何关系有解得，在磁场中由洛伦兹力提供向心力得解得由几何关系可得粒子经过P点的速度方向与y轴负方向夹角等于；（2）粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为粒子在磁场中的运动时间（3）粒子在匀强电场中做类斜抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动，沿y轴负方向做匀减速直线运动，到达Q点时沿y轴的速度为零。由牛顿第二定律得沿y轴方向由运动学公式可得解得电场强度的大小在磁场中粒子顺时针偏转，由左手定则可知粒子带负电，在电场中沿y轴负方向做匀减速直线运动，故电场强度的方向沿y轴负方向。3．（1） （2）；（3）【详解】（1） 设A获得的初速度大小为，利用动量定理解得在 A、B 和弹簧作用的过程中，取向右为正方向，有解得（2）设B从滑上传送带到与传送带共速的过程中加速度大小为，位移大小为，有 解得又解得设此后滑块B向上减速运动的过程中加速度大小为，位移大小为，有解得又解得B向下加速过程，设到达传送带底端速度大小为，有解得 滑块B在传送带上运动的过程中，有解得（3）对A、B和弹簧二次碰撞过程，取向左为正方向，有解得又解得4．（1）；（2）【详解】（1）对汽缸加热，使活塞缓慢上升，气体发生等压膨胀，由盖—吕萨克定律有解得活塞刚到汽缸口处（没漏气）时封闭气体的温度为。（2）保持缸内气体温度不变，然后向活塞上缓慢地放细砂，使活塞回到初始位置，由玻意耳定律有假设向活塞上放细砂的质量为，根据受力平衡可得联立解得5．i光路图见解析，1.25；ii【详解】i.做出光路图，如图由几何关系可知，光在AC面上的入射角由于光在AC面恰好发生全反射故临界角玻璃砖的折射率，解得玻璃砖对该单色光的折射率ii. 由光路图和几何关系可得，单色光在玻璃砖中通过的路程为单色光在玻璃砖中的传播速度所以单色光在玻璃砖中传播的时间解得6．（1） ；（2）【详解】（1）油滴速度为时所受阻力油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有则（2）设油滴B所带电荷量为q，油滴B向下匀速运动时，阻力向上，油滴受力平衡，油滴B向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡解得将第（1）问的k值代入得7．（1）；（2）；（3）【详解】（1）C沿斜面下滑s，由动能定理有解得细绳绷直，B、C系统动量守恒有解得（2）开始释放C时，B受力平衡代入数据弹簧处于压缩状态B的速度最大时，BC的加速度为0，由牛顿第二定律有：对B有对C有联立得弹簧处于伸长状态。因形变量与x1一样，所以弹性势能一样从细绳绷直后到BC速度最大，由机械能守恒定律有代入数据解得（3）设弹簧的伸长量为时，B、C的速度为零，此时弹簧弹力最大。对B、C及弹簧构成系统，从细绳舮直到B、C速度为零，由机械能守恒定律有：代入数据解得此时对A来说，刚好离开地面为A质量的最小值解得为使A不离开地面A的质量符合8．（1）；（2）【详解】（1）以被封的气体的两活塞与连杆为研究对象，由平衡有：解得把、，代入得（2）活塞没有移动，被封气体经历的过程为等容过程，当活塞恰好右移时，气体的压强为，则有解得此时气体温度为，由查理定律有其中解得即温度为活塞开始向右移动。9．【详解】光线在P点折射，由折射定律有由题可知解得若光线从P点射入后直接射到点，光路如答图（c）所示在D点的入射角在介质中的临界角为，则有而故在D点不能射出。为能从D点射出，从P射入的光线经AC面反射即可，光路如答图（d）所示。在点，由折射定律解得，射到AC面上Q点，由几何关系知，大于临界角，在Q点全反射，反射角仍然为，可得反射光线垂直于BC从D点射出。在中，，则，因D为的中点，则，在中解得在中有代入解得10．（1）256m，62s；（2）736m【详解】（1）由可得甲车从到达减速线至停车的位移为x=128m则从到达减速线到再次加速至v的位移为2x=256m甲车运动方向没有变化，路程等于位移的大小，即s总=256m由可得减速时间为加速时间为甲车从到达减速线到再次加速至v，总共所需的时间为（2）乙车通过这段距离用时甲车需要故甲比乙车通过这段路多用的时间甲乙安全距离至少为11．（1）,；（2）【详解】（1）在速度选择器中有解得在磁分析器中，根据洛伦兹力提供向心力有根据几何关系解得（2）在偏转系统中，因为只加有磁场，所以带电离子做匀速圆周运动。设离子轨迹的圆心角为α，如图所示由几何关系得所以有由题设条件，可得所以正离子注入到显上的位置坐标为。12．（1）  ；（2）；（3）【详解】（1）以向右为正方向，被敲击后的瞬间，、的加速度分别为由此可知被敲击后的瞬间，的加速度大小为、的加速度大小为（2）、达到共速所用的时间为，该过程中、的相对位移为解得假设共速之后、能够保持相对静止，则两者的加速度为对物块受力分析可知，、之间的摩擦力为解得、之间的摩擦力大小为，方向向左又因为、之间的最大静摩擦力为假设成立，、共速之后保持相对静止，最终停在上的位置距右端的距离为（3）物块滑上之后的加速度为假设滑上之后、能保持相对静止，则两者的共同加速为对物块受力分析可知，、之间的摩擦力为解得、之间的摩擦力大小为，方向向左又因为、之间的最大静摩擦力为假设成立，物块滑上之后、保持相对静止，三者达到共速所用的时间为，这段时间中、的相对位移为解得假设共速之后、、能保持相对静止，则三者的共同加速为对、受力分析可知两者受到的摩擦力分别为均小于最大静摩擦，假设成立，、、共速之后保持相对静止，最终、之间的距离为13．（1）；（2）见解析【详解】(1)甲球在下滑过程中，设甲球最低点的速度大小为。根据机械能守恒定律得代入数据解得设甲、乙碰撞后速度分别为和。取向右为正方向，由动量守恒定律得根据动能守恒得联立并代入数据解得根据动量定理得方向水平向右，即甲球对小滑块乙的冲量大小为方向水平向右。(2)小滑块恰能进入圆轨道有有小滑块乙进入圆轨道后恰能到圆心等高处有有小滑块乙进入圆轨道后的运动过程中恰能通过圆弧轨道的最高点根据动能定理有解得所以的取值范围为和，查看表格可知：若小滑块可以运动到最高点，材料可以为钢、木；若小滑块运动可以运动到圆心等高处以下，材料可以为聚异戊二烯。14．（1）；（2）；（3）【详解】（1）电子在加速电场中，由动能定理解得电子离开加速电场进入偏转场时的速度大小（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，电子进入磁场后要向下偏转，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，电子在磁场中的运动轨迹如图由几何知识可得再根据牛顿第二定律解得匀强磁场的磁感应强度B的大小为（3）电子在竖直向上的匀强电场中做类平抛运动，由推论，其出电场时的瞬时速度的反向延长线一定通过场区水平宽度的中点A点；若由于加速电场电压变化，电子离开偏转电场的速度不同，但其反向延长线也必然通过场区水平宽度的中点A点，如图所示当加速电场电压为U0时，电子刚好打在P点，即再由电子在匀强电场中偏转的运动规律代入得解得当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台右边缘，即解得当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台左边缘，即同样可解得15．（1）；（2）【详解】（1）发生火灾前，以活塞为研究对象，根据平衡条件有发生火灾时，以A中理想气体为研究对象，根据查理定律有 解得阀门K打开前的瞬间，左右两侧气体的压强差（2）阀门K打开后，A中气体向B中移动，以A中气体为研究对象，根据玻意耳定律有解得则进入到B中的气体：体积为压强为、温度为，以B中原气体和进入到B中的气体为研究对象，根据理想气体状态方程有解得 活塞上升的距离为16．（1）；（2）【详解】（1）分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角，若两光线能从棱镜A斜面射出，应小于两光线最小的临界角，由 得所以的取值范围为（2）两束光传播的光路图如图所示，由折射定律可知由几何关系可知得