广东省广州市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题

广东省广州市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题

一、解答题

1．（2021·广东广州·统考一模）如图，单人双桨赛艇比赛中，运动员用双桨同步划水使赛艇沿直线运动。运动员每次动作分为划水和空中运桨两个阶段，假设划水和空中运桨用时均为，赛艇（含运动员、双桨）质量为，受到的阻力恒定，划水时双桨产生动力大小为赛艇所受阻力的2倍，某时刻双桨刚入水时赛艇的速度大小为，运动员紧接着完成1次动作，此过程赛艇前进，求：

（1）划水和空中运桨两阶段赛艇的加速度大小之比；

（2）赛艇的最大速度大小和受到的恒定阻力大小。

2．（2021·广东广州·统考一模）如图，在竖直平面的矩形区域内有竖直向上的匀强电场。一带电小球从竖直边上的点以某一速度射入该区域，小球沿做匀速直线运动。若在该区域内再加入垂直纸面向里的匀强磁场，完全相同的带电小球仍以相同的速度从点射入该区域，则小球最终从边的某点（图中未标出）垂直离开该区域。已知：小球质量为，带电量为长为长为，长为，磁感应强度大小为，重力加速度大小为，小球在磁场中的运动时间小于。求：

（1）匀强电场的场强大小；

（2）带电小球的入射速度大小；

（3）两点之间的电势差。

3．（2021·广东广州·统考一模）如图是由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，汽缸内的气体可视为理想气体，压强为，封闭气体和活塞柱长度均为。活塞柱横截面积为；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为时，弹簧的压缩量为。大气压强恒为，环境温度不变。求该装置中弹簧的劲度系数。

4．（2021·广东广州·统考一模）如图甲所示，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm，该大灯结构的简化图如图乙所示。现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，，半球透镜的折射率为，tan15°≈0.27，求这束光照射到地面的位置与大灯间的水平距离。

5．（2022·广东广州·统考一模）图a是我国传统农具——风鼓车，图b是其工作原理示意图．转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于的谷粒为饱粒，落入第一出料口；质量为的谷粒为瘪粒，落入第二出料口；质量小于的草屑被吹出出风口。已知、B、三点在同一水平线上，的宽度为；在H正下方，的高度为；质量为的谷粒从H漏出，恰好经B点落入，设谷物从H漏出时速度为零；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，取重力加速度g为。

（1）求谷粒从H落到出料口所经历的时间；

（2）求谷粒所受水平风力的大小；

（3）若瘪粒恰好能全部落入，求的宽度。

6．（2022·广东广州·统考一模）如图甲，在光滑绝缘水平地面上，宽为的区域内存在水平向右的电场，电场强度随时间变化的图像如图乙，质量为的不带电绝缘小球静止在区域内距A为x（）的位置，时，带电量为、质量为m的小球以速度从A点进入区域，与发生碰撞后以反弹，已知、在区域内只发生一次碰撞，碰撞时间极短，的电量保持不变。

（1）求碰撞后小球获得的速度；

（2）若时，刚好从A离开区域，求这种情况下x的值；

（3）当时，讨论离开区域时的速度大小。

7．（2022·广东广州·统考一模）如图是容积为的气压式浇花喷水壶，现向喷水壶内装入一定质量的水，通过打气使壶内气压达到，浇花时打开喷嘴开关就有水雾喷出，当壶内气压降为，壶内的水刚好全部喷出，已知水的密度为，细管和喷嘴的容积可忽略，求装入壶内水的质量。

8．（2022·广东广州·统考一模）如图，截面为等腰梯形的容器贮满水，放置在房间的水平桌面上，早晨阳光穿过窗户照射到水面，某时刻观察到阳光恰好照亮容器的整个底部，已知容器梯面倾角a的余弦值为，水的折射率为，求此时光线与水面的夹角。

9．（2023·广东广州·统考一模）一只乒乓球在环境温度为时，球内气体的压强为、体积为V．某次乒乓球被踩瘪，但没有破，球内气体的体积变为。现将瘪了的乒乓球放入热水中，乒乓球恢复原形时，球内气体的温度为。

（1）乒乓球在热水中恢复原形前，球内气体分子平均动能如何变化？

（2）求球被踩瘪后和在热水中恢复原形时，对应球内气体的压强和。

10．（2023·广东广州·统考一模）如图是微波信号放大器的结构简图，其工作原理简化如下：均匀电子束以一定的初速度进入Ⅰ区（输入腔）被ab间交变电压（微波信号）加速或减速，当时，电子被减速到速度为，当时，电子被加速到速度为，接着电子进入Ⅱ区（漂移管）做匀速直线运动。某时刻速度为的电子进入Ⅱ区，t时间（小于交变电压的周期）后速度为的电子进入Ⅱ区，恰好在漂移管末端追上速度为的电子，形成电子“群聚块”，接着“群聚块”进入Ⅲ区（输出腔），达到信号放大的作用。忽略电子间的相互作用。求：

（1）电子进入Ⅰ区的初速度大小和电子的比荷；

（2）漂移管的长度L。

11．（2023·广东广州·统考一模）图甲是一种智能减震装置的示意图，轻弹簧下端固定，上端与质量为m的减震环a连接，并套在固定的竖直杆上，a与杆之间的智能涂层材料可对a施加大小可调节的阻力，当a的速度为零时涂层对其不施加作用力．在某次性能测试中，质量为0.5m的光滑环b从杆顶端被静止释放，之后与a发生正碰；碰撞后，b的速度大小变为碰前的倍、方向向上，a向下运动2d时速度减为零，此过程中a受到涂层的阻力大小f与下移距离s之间的关系如图乙。已知a静止在弹簧上时，与杆顶端距离为4.5d，弹簧压缩量为2d，重力加速度为g。求：

（1）与a碰前瞬间，b的速度大小；

（2）的值；

（3）在a第一次向下运动过程中，当b的动能为时a的动能。

参考答案：

1．（1）；（2），

【详解】(1)设赛艇受到的阻力大小为f，双浆划水时的动力为F，设划水和运浆阶段的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律

划水时

F-f=ma1

空中运浆时

f=ma2

依题意有

F=2f

联立解得

(2)由以上分析可知，赛艇匀加速和匀减速前进时加速度大小相等，则加速结束时速度达到最大，则

划水时

运桨时

又

联立并代入数据解得

2．（1）；（2）若从k1点射出，；从k2点射出，；（3）从k1点射出，；从k2点射出，

【详解】（1）设电场强度为E，依题意，带电小球在竖直面内沿直线pc做匀速直线运动，说明其所受合外力为零，则有

mg=qE

解得

（2）当在竖直平面内的矩形区域加垂直纸面向里的匀强磁场后，带电小球在洛伦兹力作用下做圆周运动。根据题意，分析可知，带电粒子有两种射出场区的可能，如图，从k1或k2点射出

（i）若从k1点射出，设带电小球以v1速度入射，对应的轨道半径为r1则有

（ii）若从k2点射出，设带电小球以v2速度入射，对应的轨道半径为r2

则有

依题意，由几何知识可得

联立解得，带电小球入射速度分别为

，

（3）若从k1点射出，设k1与p在竖直方向上的距高为d1

若从k2点射出，设k2与p在竖直方向上的距离为d2

联立并代入数据得

，

3．2×104N/m

【详解】设大气压为p0，活套柱横截面积为S；设装置未安装汽车上之前，汽缸内气体压强为p1，气体长度为l，汽缸内气体体积为V1；装置竖直安装在汽车上后，平衡时弹簧压缩量为x，汽缸内气体压强为p2，汽缸内气体体积为V2。则依题意有

，，

对封闭气体，安装前、后，等温变化，有

设弹簧劲度系数为k，对上支座进行受力分析，设汽车对汽缸上支座的压力为F，由平衡条件

联立并代入相应的数据，解得

k=2×104N/m

4．300cm

【详解】如图所示

设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，依题意有

根据折射定律有

设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x，根据几何关系有

联立得

x=300cm

5．（1）0.3s；（2）；（3）0.18m

【详解】（1）谷粒从H落到出料口的过程，竖直方向和水平方向都是初速为零的匀加速直线运动，竖直方向上有

将h=0.45m带入可得

t=0.3s

（2）对质量为的谷粒，从H漏出恰好经B点，水平方向有

设风力大小为F，由牛顿第二定律

将x1=0.27m、t=0.3s、m=带入，联立可解得

F=

（3）对质量等于的瘪粒，恰好落到A2点，设宽度为x2，则有

将=、x1=0.27m、t=0.3s、F=带入可得

x2=0.18m

6．（1）；（2）；

（3）当时，物体从A点离开，；

当时，物体从B点离开，。

【详解】（1）由于

说明碰撞前不存在电场，小球以速度与小球发生碰撞，由动量守恒定律得

解得碰撞后小球获得的速度

（2）若时，刚好从A离开区域，则有

可得

（3）施加电场前，碰撞前和碰撞后都为匀速，向右匀速时间

向左匀速时间

则距离A点的距离为

解得

施加电场后，对

假设从A点离开

得

令，解得

当时，物体从A点离开

当时，物体从B点离开，电场出现时刻，距离B点的距离

之后只有电场力做功，由动能定理得

解得

令，可得的最大值为

小球在电场中运动的最长时间为

说明小球在离开 区域前一直受到电场力作用，以上结论成立。

7．0.98kg

【详解】设水壶体积为V，装入壶内水的质量为m，则喷水前打入的空气体积

根据理想气体状态方程

解得

8．30°

【详解】阳光恰好照亮容器的整个底部时，折射光线与容器底的夹角为α，则光线的折射角为，根据折射定律

可得

9．（1）增大；（2），

【详解】（1）乒乓球放入热水中，球内气体温度升高，而温度是分子平均动能的标志，故球内气体分子平均动能增大。

（2）初状态，根据玻意耳定律

解得

球被踩瘪后，恢复原形时，根据理想气体状态方程

解得

10．（1），；（2）

【详解】（1）在Ⅰ区，由动能定理得

联立解得

（2）在Ⅱ区，设电子运动时间为，则

联立解得

11．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）小环b下落的过程为自由落体，则

解得与a碰前瞬间，b的速度大小为

（2）ab发生碰撞，设向下为正方向，根据动量守恒定律可知

a向下运动2d时速度减为零的过程中，由动能定理可知

由题可知a静止在弹簧上时，弹簧压缩量为2d，根据胡克定律可知

联立解得

（3）当b的动能为时，b的速度为

根据动量定理可知

解得

在a第一次向下运动过程中，取一段时间，根据动量定理可知

当Δ时

当Δt=时

此时a的动能为