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

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

一、解答题

1．（2021·广东湛江·统考一模）如图所示，在坐标平面的第Ⅱ象限内有方向沿x轴正方向的匀强电场，在第Ⅰ象限内有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电粒子在坐标平面内从x轴上的P点以大小为的速度垂直于x轴进入匀强电场，然后沿与y轴的正方向夹角的方向进入磁场，并恰好垂直于x轴进入第Ⅳ象限。已知O、P两点间的距离为d，粒子的比荷为k，粒子所受重力不计，求：

（1）粒子进入磁场时的速度大小v；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。

2．（2021·广东湛江·统考一模）如图所示，为竖直面内的固定轨道，段光滑，与水平方向间的夹角为，段水平且粗糙，C端固定一竖直挡板，长为d。现将一质量为m的滑块甲从轨道段上到B点的距离为处由静止释放，在B处（B处有一小段光滑圆弧）与完全相同的另一静止的滑块乙发生碰撞，碰撞后成为一个整体，整体与挡板发生n（n为正整数）次弹性碰撞后停在BC段上的D点（图中未标出），D点到C点的距离为x。重力加速度大小为g，甲、乙均视为质点。求：

（1）甲、乙碰撞前瞬间甲的速度大小；

（2）两滑块碰撞过程损失的机械能；

（3）滑块整体与轨道段间的动摩擦因数。

3．（2021·广东湛江·统考一模）某训练中心利用储气罐给篮球充气。某容积为的储气罐内有压强为的空气，要求储气罐给原先气体压强均为的篮球均充气至。假定每个篮球的容积恒为，不计充气过程中的温度变化。若储气罐最多能给n个这种篮球充足气，求n的数值。

4．（2021·广东湛江·统考一模）一透明砖的横截面如图所示，是半径为R的圆弧，P点在圆弧上，是长方形，边足够长。一细束单色光平行方向从P点以入射角射入透明砖。透明砖材料对该光的折射率。请通过计算判断该光经弧面折射后是否从面射出透明砖。

5．（2022·广东湛江·一模）如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x1=2m，弹珠B与坑的间距x2=1m。某同学将弹珠A以v0=6m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t1=0.4s与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后弹珠A又向前运动x=0.1m后停下。已知两弹珠的质量均为2.5g，取重力加速度g=10m/s2，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：

（1）碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数μ；

（2）两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。

6．（2022·广东湛江·一模）如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场，第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m，电荷量为q的带正电粒子在x轴上的A(- d，0)点沿y轴正方向射入电场区域，粒子第一次经过y轴时的速度方向与y轴正方向的夹角为60°，之后每相邻两次经过y轴时的位置间距相等。不计粒子重力。求：

（1）粒子的初速度v0的大小；

（2）匀强磁场磁感应强度B的大小；

（3）粒子从A点运动到第n次经过y轴的时间。

7．（2022·广东湛江·一模）负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，使负压舱内气压低于外界大气压，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有启动时，设舱内的大气压强为p0、温度为T0、体积为V0，启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。

①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，求舱内气体压强是多少。

②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为p0状态下多少体积的气体。

8．（2022·广东湛江·一模）如图所示，深度为2m的游泳池充满水，泳池底部A点有一单色光源，A点距游泳池壁的距离为1.5m，某人走向游泳池，距游泳池边缘B点为2m时恰好看到光源，已知人的眼睛到地面的高度为1.5m，光在真空中传播速度为3×108m/s，求：

①游泳池中水对该单色光的折射率；

②光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间（保留两位有效数字）。

9．（2023·广东湛江·统考一模）高血压是最常见的心血管疾病之一，也是导致脑卒中、冠心病、心力衰竭等疾病的重要危险因素。某人某次用如图所示的水银血压计测量血压时，先向袖带内充入气体，充气后袖带内的气体体积为、压强为，然后缓慢放气，当袖带内气体体积变为时，气体的压强刚好与大气压强相等。设大气压强为，放气过程中温度保持不变。

（1）简要说明缓慢放气过程中袖带内气体是吸热还是放热；

（2）求袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比。

10．（2023·广东湛江·统考一模）磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图甲所示，它的驱动系统可简化为如图乙所示的物理模型。已知列车的总质量为m，固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L，匝数为N，总电阻为R；水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度大小均为B、垂直水平面但方向交互相反、边长均为L的正方形组合匀强磁场，磁场以速度v向右匀速移动时可恰好驱动停在轨道上的列车，假设列车所受阻力恒定，若磁场以速度匀速向右移动，当列车向右运动的速度为时，线框位置如图乙所示，求此时：

（1）线框中的感应电流方向；

（2）线框中的感应电流I大小；

（3）列车的加速度a大小。

11．（2023·广东湛江·统考一模）如图所示，在光滑平台上放置一长度，质量的薄板b，在薄板b最右端放有可视为质点的物块a，其质量，物块a与薄板b间动摩擦因数。开始时两者均静止，现对薄板b施加、水平向右的恒力，待a脱离b（b尚未露出平台）后，将b取走。a离开平台后由A点沿切线落入半径的竖直光滑圆弧轨道，圆弧轨道的圆心角为，其中过B点的切线水平，其右侧有一被电磁铁吸住而静止的小球c，c球质量且与地面及左侧墙面相距足够远，当c球被碰撞时电磁铁立即失去磁性，不计空气阻力，重力加速度g取。求：

（1）物块a在薄板b上运动的时间t；

（2）物块a经过B点的速度大小；

（3）若初始时一不可伸长的轻绳一端系着小球c，另一端系于c球正下方的点，此时绳子刚好伸直无拉力，已知点与c球相距为L，当绳子拉力T达到时绳子断开。物块a从B点水平正碰c球瞬间无能量损失，为使细绳断开时c球开始做平抛运动，则L必须满足什么条件？

参考答案：

1．（1）；（2）

【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系有

解得

（2）设粒子进入磁场时的位置到原点O的距离为s，粒子在电场中运动的时间为t，有

由几何关系可得，粒子在磁场中做圆周运动的半径

又

解得

2．（1）；（2）；（3）或

【详解】（1）对甲从释放到滑至B点的过程，根据动能定理有

解得

（2）对甲、乙碰撞的过程，根据动量守恒定律有

解得

损失的机械能

（3）若整体与挡板第n次碰撞后，沿段向左运动一段距离后停在D点，则整体在段上通过的路程，根据功能关系有

解得

若整体与挡板第n次碰撞后，向左冲上段后再下滑，最后停在D点，则整体在段上通过的路程，根据功能关系有

解得

3．

【详解】设充气前每个篮球中的气体等温压缩至时的体积为，有

篮球内气体体积的减少量

储气罐给篮球充气时做等温变化，有

解得

。

4．不能从面射出透明砖

【详解】光路图如图所示，根据折射定律，有

解得

设该光在透明砖中发生全反射的临界角为C，有

解得

出几何关系有

该光到达面上的M点时的入射角

由于

故

该光到达面上时会发生全反射，不能从面射出透明砖。

5．（1），；（2），不能

【详解】（1）设碰撞前瞬间弹珠A的速度为，由运动学公式得

由牛顿第二定律得

联立解得

，，

（2）由（1）可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为，弹珠A碰撞后瞬间的速度为，由运动学规律

解得

设碰后瞬间弹珠B的速度为，由动量守恒定律得

解得

所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失

解得

碰后弹珠B运动的距离为

所以弹珠B没有进坑，故不能胜出。

6．（1）；（2）；（3）见解析

【详解】（1）粒子进入电场后做类平抛运动，沿x轴方向的加速度大小

从A点运动到第一次经过y轴的过程，x轴方向有

第一次经过y轴时有

联立解得

（2）粒子第一次经过y轴时的速度大小

粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力

由几何关系可知，粒子每次进入磁场到离开磁场的过程中沿y轴方向运动的距离

粒子每次从y轴进入电场到离开电场，运动的时间

时间内，粒子沿y轴方向运动的距离为

由题意可知

联立解得

（3）设粒子从A点到第一次经过y轴的时间为，则由

解得

粒子第一次经过y轴到第二次经过y轴，在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知粒子在磁场中运动的时间为

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期

解得

粒子第二次经过y轴到第三次经过y轴，在电场中运动的时间

所以粒子从A点运动到第n次经过y轴时的时间

7．①；②

【详解】①由于舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高后压强为，由查理定律可得

解得

②启动负压舱，设舱内气体体积变为，压强为，由负压舱特点可得

由玻意耳定律可得

设抽出气体在压强状态下的体积为，由玻意耳定律可得

解得

8．①；②

【详解】解：①光路如图所示，入射角α，折射角β

由折射定律

②该单色光在池水中传播速度为v

光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间

9．（1）吸热；（2）

【详解】（1）根据题意可知，缓慢放气过程，气体体积变大对外做功，而缓慢放气过程中，气体内能不变，根据热力学第一定律，则气体应吸热。

（2）根据题意，设放出压强为的气体体积为，以原袖带内气体为研究对象，初态气体压强

末态气体压强

由玻意耳定律有

解得

袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为

10．（1）顺时针方向；（2）；（3）

【详解】（1）由于

所以线框相对磁场向左运动，根据右手定则可知此时线框中感应电流沿顺时针方向。

（2）当列车向右运动的速度为时，则感应电动势为

线框中的感应电流大小

解得

（3）列车向右运动的速度为时，线框受到的安培力为

解得

当磁场以速度v匀速向右移动时，同理可得线框受到的安培力

当磁场以速度v匀速向右移动时，可恰好驱动停在轨道上的列车可知阻力

由牛顿第二定律可知

解得

11．（1）；（2）；（3）或

【详解】（1）由牛顿定律及运动学公式，对物块a有

对薄板b有

由题知

代入数据联立解得

（2）物块a离开薄板b的瞬间速度为

由运动的合成与分解可知

物块a从A到B过程由机械能守恒有

解得

（3）物块a与c球碰撞过程有

解得

①若绳子在最高点断开，对c球由牛顿第二定律可得

，

解得

②若绳子在最低点刚好断开，设此时c球在最低点速度为v，c球由最高点到最低点过程，机械能守恒

在最低点由牛顿第二定律

，

解得

c球做圆周运动恰好通过最高点时有

解得

因，故此时绳子在最低点刚好满足断开条件；即保证c球被碰后做平抛运动，L满足的条件为

或