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

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

一、解答题

1．（2021·广东韶关·统考一模）如图所示，倾角为的斜面ABC固定在水平地面上，AB部分斜面粗糙，长，BC部分斜面光滑，一个质量的小物块（可视为质点）以初动能从斜面底端冲上斜面，已知物块与斜面间的动摩擦因数为，g取，，，以水平地面为零势能面，不计空气阻力。求：

(1)物块运动到B处时的速度大小；

(2)为使物块不至于滑出斜面，BC部分的最小长度；

(3)请判断物块的动能和重力势能相等的位置在AB段还是BC段，简要说明理由。

2．（2021·广东韶关·统考一模）如图所示，直角坐标系Oxy位于竖直平面内，x轴与绝缘的水平面重合，在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，质量为的不带电小物块静止在原点O，A点距O点，质量的带电小物块以初速度从A点水平向右运动，在O点与发生正碰并把部分电量转移到上，碰撞后的速度为，此后不再考虑间的库仑力，已知电场强度，小物块与水平面的动摩擦因数为，取，求：

(1)碰后的速度；

(2)若碰后做匀速圆周运动且恰好通过P点，OP与x轴的夹角，OP长为，求磁感应强度B的大小；

(3)其它条件不变，若改变磁场磁感应强度的大小为，使离开第一象限后落地时能与再次相碰，求的大小。

3．（2021·广东韶关·统考一模）如图所示，在一圆形竖直管道内封闭有理想气体，用一固定绝热活塞k和质量为m的可自由移动的绝热活塞A将管内气体分割成体积相等的两部分．温度都为T0=300K，上部气体压强为P0=1.0×105Pa，活塞A有（S为活塞横截面积）．现保持下部分气体温度不变，只对上部分气体缓慢加热，当活塞A移动到最低点B时（不计摩擦）．

求:  ①下部分气体的压强．

    ②上部分气体的温度．

4．（2021·广东韶关·统考一模）如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和等腰直角三角形ABC组成， AC是半圆的直径，AC长为d，一束单色光照射在圆弧面上的D点，入射角为60°，折射光线刚好照射在AB边的中点E，折射光线在AB面上的入射角为45°，光在真空中传播速度为c，求：

(1)玻璃砖对单色光的折射率；

(2)光在玻璃砖中传播的时间(不考虑光在圆弧面上的反射)。

5．（2022·广东韶关·统考一模）如图所示，二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。

（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；

（2）求磁感应强度B的值；

（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B´，则B´的大小为多少？

6．（2022·广东韶关·统考一模）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=2kg的小物块A.装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接.传送带始终以v=2m/s的速率逆时针转动.装置的右边是一光滑曲面，质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面高h=1.0m处由静止释放.已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，l=1.0m.物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态，取。求：

（1）物块B与物块A第一次碰撞前，B的速度大小；

（2）物块B与物块A第一次碰撞后到第二次碰撞前与传送带之间的摩擦生热Q；

（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后的动能。

7．（2022·广东韶关·统考一模）中国共产党成立100周年庆祝大会临近尾声时，广场上的100个气球笼同时打开，10万只气球腾空而起，缤纷的色彩在天空中恣意绽放，一道斑斓的气球幕墙在北京上空描绘出一幅美丽的画卷。据报道，本次使用的气球为氦气球，每个气球需要充入氦气，充气后压强等于一个标准大气压，地面附近空气温度为、压强为。

（1）用一个体积为、压强为的氦气罐给气球充气（认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致，不发生变化），在忽略漏气损耗的情况下，这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球；

（2）本次大会使用的气球由可降解材料制成，当气球体积膨胀到时会发生爆炸。已知高度每升高，空气温度下降，若一个气球在刚好上升到时发生爆炸（气球上升过程中没有漏气），则此时高处大气压强为多少。

8．（2022·广东韶关·统考一模）如图所示。在深的湖底O处有一激光光源。一桅杆顶部高出湖面的帆船静止在湖面上，从O点发出一束激光从水面出射后恰好照射到桅杆顶端。该出射光束与竖直向的夹角为，已知桅杆顶点A到O点的水平距离为。

（1）该湖水的折射率是多少？

（2）当激光束方向与竖直方向的夹角为多少度时，将没有光从水面射出？

9．（2023·广东韶关·统考一模）如图所示，半圆形玻璃砖半径为R，直径与荧光屏（足够大）平行且相距为．频率相同的两束平行光a、b均以角同时射入玻璃砖，a光从圆心O入射，恰好从半圆弧的三等分点D射出，b光从半圆弧的中点C射出．不考虑光在半圆弧上的反射，，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）荧光屏上两光点之间的距离。（结果可用根号表示）

10．（2023·广东韶关·统考一模）在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机，图b是简化的注入过程原理图。静止于A处的离子，经电压为的电场加速后，沿图中半径为的圆弧虚线通过磁分析器，然后从点垂直进入矩形CDQS有界匀强电场中，最后恰好打在点，已知磁分析器截面是四分之一圆环，内部为匀强磁场，方向垂直纸面向里；矩形区域内匀强电场水平向左，，。整个装置处于真空中，离子的质量为、电荷量为，离子重力不计。求：

（1）离子进入匀强电场区域点时的速度大小及磁分析器通道内磁感应强度大小；

（2）矩形区域内匀强电场场强大小。

11．（2023·广东韶关·统考一模）“打水漂”是同学们都适合体验的游戏，将扁平的小石片在手上呈水平放置后用力飞出，石片遇到水面后并不会直接沉入水中，而是擦水面滑行一小段距离后再弹起飞行，跳跃数次后沉入水中，即称为“打水漂”。如图所示，小明在岸边离水面高度处，将一质量的小石片以初速度水平飞出，小石片在水面上滑行时受到的水平阻力恒为，若小石片每次均接触水面后跳起，跳起时竖直方向的速度与此时沿水面滑行的速度之比为常数。小石片在水面上弹跳数次后沿水面的速度减为零，并以的加速度沿竖直方向沉入水深的河底。取重力加速度，不计空气阻力。求小石片：

（1）第一次接触水面时的动量p；

（2）从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程中，水对小石片做的功W；

（3）从第一次接触水面到开始下沉的时间t。

参考答案：

1．(1)；(2)；(3)AB段；见解析

【详解】(1)物体在AB段受力分析如右图，根据牛顿第二定律有

根据运动学公式有

又

联立得

(2)物体在BC段受力分析如右图，此过程加速度为

根据运动学公式有

解得

(3)AB段，B处的动能为

B处的重力势能为

小物块从A到B的过程中，动能从减小到，重力势能从0增加到，会在某处出现动能和重力势能相等的位置；由B到C的过程中，动能减少，重力势能增加，不可能出现动能和重力势能相等的位置

2．(1)，水平向左；(2)1T；(3)0.8T

【详解】(1)与碰前速度为，由动能定理

代入数据解得

设，与正碰，由动量守恒有

代入数据得，方向水平向左。

(2)恰好做匀速圆周运动，所以

得

粒子受洛仑兹力提供向心力，设圆周的半径为R，则

轨迹如图

由几何关系有

解得。

(3)当经过y轴时速度水平向左，离开电场后做平抛运动，碰后做匀减速运动。匀减速运动至停，其平均速度为

所以在停止后与其相碰

由牛顿第二定律有

停止后离O点距离

则平抛的时间

平抛的高度

设做匀速圆周运动的半径为，由几何关系有

由

联立得。

3．①    ②

【分析】（1）对下部分气体,做等温变化，找到气体的状态参量，根据玻意耳定律列式求解下部分气体的压强；

（2）对上部分气体，当活塞A移动到最低点时，对活塞A受力分析可得出两部分气体的压强；根据理想气体的状态变化方程求解上部分气体的温度；

【详解】① 对下部分气体,做等温变化,初状态压强为：

体积为：

末状态:压强为P2，体积为：    

根据玻意耳定律有：

代入数据解得：

② 对上部分气体,当活塞A移动到最低点时,对活塞A受力分析可得出两部分气体的压强

初状态: 压强为P0，温度为T0，体积为V0

末状态: 压强为，温度，  体积为

根据理想气体状态方程，有：

代入数据解得：

4．(1)；(2)

【详解】(1)折射光线在AB面上的入射角为45°，则DE⊥AC，由几何关系可知，AO与DE的交点M到A的距离等于到O的距离，如图

则有

设光线在D点的入射角和折射角分别为i和r，由几何关系可得

因此折射角为

r=30°

由折射定律，可得玻璃砖对单色光的折射率为

(2)由公式，可得

可知光在AB界面处发生全反射，结合入射角等于反射角的关系以及几何关系可知，光恰好到达BC的中点，而且到达BC界面处仍然发生全反射，光在玻璃砖内的光路如图，则光在玻璃砖内的路程为

光在玻璃砖内的传播速度为

则光在玻璃砖中传播的时间为

联立方程，解得

5．（1）墨滴带负电，；（2）；（3）

【详解】（1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，有

解得

由于电场方向向下，电荷所受的电场力方向向上，可知墨滴带负电荷。

（2）墨滴垂直进入电磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，有

考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系，可知墨滴在该区域恰好完成四分之一圆周运动，则半径

R=d

解得

（3）根据题设，墨滴的运动轨迹如图，设圆周运动的半径为R′，有

由图示可得

则

解得

6．（1）4m/s；（2）；（3）

【详解】（1）对B，自开始至曲面底端时，由机械能守恒定律得

①

解得

②

由于，B开始在传送带上减速，设B在传送带上一直做减速运动到左端时速度大小为，由动能定理得

③

解得

④

由于，所以假设成立，即物块B与物块A第一次碰前的速度大小为4m/s

（2）设B与A第一次碰撞后的速度大小分别为vB1、vA1，取向左为正方向，由动量守恒定律得

⑤

由机械能守恒定律得

⑥

由以上两式解得

⑦

即第一次碰撞后，B以的速度滑上传送带，设B向右减速为0时经过的位移为，则

⑧

解得

⑨

物体B再向左加速返回左端，速度为。物体B从向右滑上传送带到减速为0用时，则

⑩

摩擦生热

⑪

（3）由于第二次碰撞仍为弹性碰撞，由第（2）问的分析可知，B碰后的速度大小仍为碰前的，即

⑫

同理可推，B与A碰撞n次后

⑬

动能

⑭

7．（1）995个；（2）

【详解】(1)氦气罐体积，压强，每个气球充满气的体积，压强，由玻意耳定律可得

可得

所以每个罐子可以充气球995个；

(2)在地面，气球，压强，温度为，到达高空时，，温度为，由理想气体状态方程

解得

8．（1）；（2）大于或等于时，将没有光从水面射出

【详解】

（1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到O点的水平距离为，激光束在水中与竖直方向的夹角为，由几何关系有

解得

由折射定律有

得

（2）光射到水面上时的临界角满足

解得

则当激光束方向与竖直方向夹角为大于或等于时，将没有光从水面射出。

9．（1）n=1.6；（2）

【详解】（1）根据题设条件作出光路图，如图所示，研究a光，入射角为

折射角为

根据折射定律可得

（2）根据光路图可知，a、b两束光打到荧光屏上的点、的距离为

10．（1）；；（2）

【详解】（1）离子经过加速电场，由动能定理可知

解得

在磁分析器中，洛伦兹力提供向心力有

解得

（2）离子在匀强电场中运动时，水平方向做匀加速运动，则

由运动学公式可知

竖直方向做匀速运动

解得

11．（1）；（2）-1.19J；（3）5.8s

【详解】（1）小石片开始做平抛运动，竖直方向的速度为

速度大小

解得

v=10m/s

动量大小

可得

设速度与水平方向成角，则动量p与水平方向成角，则有

可得

（2）小石片沉入河底时，有

从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程，由动能定理得

解得

W=-1.19J

（3）小石片在水面上滑行时加速度

每次滑行的水平速度减少量

由

次

即小石片在水面上滑行了10次，空中弹起后飞行了9次；水面滑行的时间

第次弹起时的水平速度

竖直速度

空中飞行时间

可得第次弹起后在空中飞行的时间为

在空中的飞行总时间

时间为