福建省漳州市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-04解答题

这是一份福建省漳州市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-04解答题，共14页。试卷主要包含了解答题等内容，欢迎下载使用。

一、解答题
1．（2021届福建省漳州市高三（下）第三次教学质量检测物理试题）第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在北京和张家口联合举办，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示，跳台滑雪赛道由跳台A、助滑道AB、着陆坡BC等部分组成。比赛中，质量m =60 kg的运动员从跳台A处以初速度v0=2 m/s滑下，到达B处后水平飞出，落在着陆坡上的P点。已知AB间高度差h=30m，BP距离s=75 m，着陆坡倾角a =37°，不计运动员受到的空气阻力，（sin37°=0.6， cs37°=0.8， g取10 m/s2），求∶
（1）运动员从B到P的运动时间；
（2）运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功。
2．（2021届福建省漳州市高三（下）第三次教学质量检测物理试题）如图，一小车静止放置在光滑的水平地面上，有一半径为R的半圆形光滑竖直轨道BC固定在小车最右端并相切于B点，一弹簧水平固定在右侧竖直挡板上。有一物块（可视为质点）以初速度v0水平向右冲上小车左端A点，滑到B点时恰好与车共速，此时小车刚好与弹簧接触。小车压缩弹簧到最短时，物块恰好运动到最高点C，且对轨道无压力已知小车长度为l，小车（含轨道BC）质量为M，物块质量为m，重力加速度为g，求∶
(1)物块运动到B点共速时的速度大小vB；
(2)物块与小车间的动摩擦因数μ；
(3)弹簧压缩到最短时具有的弹性势能E。
3．（2021届福建省漳州市高三（下）第三次教学质量检测物理试题）如图，电阻不计的光滑平行金属导轨倾斜放置，倾角θ=30°，间距为L=0.2 m，空间存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=5 T，cd 为磁场上边界。导体棒MN锁定在cd处，导体棒GH在导轨下方，两棒质量均为m=0.1 kg、电阻均为R=2 Ω。现棒GH在平行于导轨的恒力F作用下，由静止开始沿导轨向上运动，到达ab处速度恰好最大，为v1=4 m/s，此时撤去F，再滑行x1 =0.6 m到达cd处时，棒MN立即解除锁定，两者发生完全弹性碰撞，棒MN滑行x2=0.9 m到达最高处ef，棒CH未到达导轨底端。榉始终与导轨垂直且接触良好，g取10 m/s2。
（1）求恒力F大小；
（2）求棒GH运动到cd处与棒MN碰前的速度大小v2；
（3）棒MN从cd处运动到ef处的过程中，若通过棒MN的电量q0 =0.2 C，求此过程棒GH产生的焦耳热Q。
4．（2022届福建省漳州市高三（下）第三次教学质量检测物理试题）如图，某同学在练习用头颠球。若足球被顶起，每次上升和下降高度都为，球与头的作用时间为。足球质量为，不计空气阻力，g取，求：
（1）每次颠球，球在空中运动的时间；
（2）足球对该同学头部的平均作用力大小。
5．（2022届福建省漳州市高三（下）第三次教学质量检测物理试题）如图为某货物传送装置示意图，轻弹簧的一端固定在斜面底端，另一端与移动平板A相连。正常工作时，A在弹簧弹力作用下，由Р处静止开始运动，到斜面顶端Q处时速度减为零，弹簧恰好恢复原长，此时货物B从斜面顶端静止释放，并与A一起下滑。当到达Р处时，二者速度恰好为零，B会从Р处的小孔落下，此后系统循环工作。已知弹簧劲度系数为k，A的质量为m、斜面倾角为，A、B与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，A、B均可视为质点。求：
（1）A上滑速度最大时弹簧的形变量；
（2）在斜面顶端Q处，A、B刚要下滑时的加速度大小；
（3）货物B的质量。
6．（2022届福建省漳州市高三（下）第三次教学质量检测物理试题）如图，在竖直平面内，区域存在水平向左的匀强电场，区域存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小均为E；在区域还同时存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。长为的绝缘轻绳一端固定于点，另一端连接一带正电的小球，质量为m，电荷量为。现将小球由y轴上的C点静止释放，释放时绳恰好伸直，小球运动到O点瞬间将绳烧断。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）绳烧断前瞬间小球的速度大小v及绳的拉力大小F；
（2）绳烧断（经O点后）小球再经多长时间第三次经过x轴；
（3）绳烧断（经O点后）小球第三次经过x轴至第四次经过x轴的运动过程中离x轴最远时的位置坐标。
7．（2023届福建省漳州市高三下学期第三次质量检测物理试题）2022年12月4日，我国“神舟十四号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。简化过程如下：返回舱在离地面某高度处打开降落伞，在降落伞的作用下返回舱速度从v0＝64m/s降至v1＝8m/s，此后可视为匀速下降，当返回舱在距离地面h时启动反推发动机，经时间t＝0.25s速度由8m/s匀减速至0后恰落到地面上。设降落伞所受的空气阻力与速率成正比，其余阻力不计。g取10m/s2，降落伞的质量忽略不计，忽略返回舱质量的变化，设全过程为竖直方向的运动。求：
（1）返回舱开始匀减速下降时离地的高度h；
（2）当返回舱速度为v0时的加速度大小a0。
8．（2023届福建省漳州市高三下学期第三次质量检测物理试题）图甲是中华太极图，生动地表示了宇宙万物的结构及运动规律，她人类文明的无价之宝。图乙是大圆O内及圆周上有磁感应强度大小为B，方向相反的匀强磁场太极图。两个半圆的圆心O’，O在圆O的同一直径MN上，半圆直径均为圆O的半径R。曲线MON左侧的磁场方向垂直直面向外。质量为m，电荷量为q的质子（不计重力），以某初速度从N点沿纸面与NM夹角θ=30°射入右侧磁场，恰好通过O点进入左侧磁场，并从M点射出。
（1）求质子的初速度大小v1；
（2）求质子从N点运动到M点所用的时间t0；
（3）若θ＝90°，曲线MON上的磁场方向垂直纸面向里，要使质子不进入曲线MON左侧磁场中，求质子速度的大小范围。
9．（2023届福建省漳州市高三下学期第三次质量检测物理试题）滑板运动是一种极富挑战性的极限运动，图示为其场地简化模型，在同一竖直平面内有两个相同的四分之一弧轴道P、Q静置在光滑水平地面上，圆弧BC、DE与地面分别相切于C、D点。将P锁定，质量为m的小球（视为质点）从B点正上方A处由静止释放，恰好沿B点切线方向进入圆弧轨道，已知P、Q圆弧的半径以及A、B两点间的高度差均为R，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和空气阻力。
（1）求小球第一次刚滑到C点时P对小球的支持力人小FN；
（2）若Q的质量为3m，求小球第一次滑过E点后在空中运动的水平位移大小x；
（3）若将P解锁，同时改变P、Q的质量都为M，使该小球仍从A处山静止释放，小球能第二次在BC弧上运动，求P的质量M应满足的条件。
参考答案：
1．（1）3 s；（2）6120 J
【详解】（1） 运动员从B点飞出做平抛运动，有
解得
t=3 s
（2）设运动员到达B点的速度为vB，有
从A到B，由动能定理得
解得
Wf克=6120 J
2．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)从A到B，由动量守恒定律得
解得
(2)从A到B，由功能关系得
解得
(3) 在C点有
从B到C，有

解得
3．（1）1.5 N；（2）3m/s；（3）0.175 J
【详解】（1）在ab处，对GH棒有
①
②
③
④
解得∶ F=1.5 N；
（2）对两导体棒在碰撞瞬间∶碰后GH棒的速度，MN棒的速度为v3，有
⑤
⑥
对MN棒
⑦
解得，
（3）碰后至M棒到最高点，对GH棒有
⑧
此时导体棒GH运动的速度为v4，根据动定理有
⑨
其中，，
MV棒从cd处运动到ef处的过程中，对GH棒，根据能量守恒定律有
⑩
解得∶ Q=0.175 J。
4．（1）0.4s；（2）21N
【详解】（1）颠球时，球在空中做竖直上抛运动，每次下降的时间为，则
由对称性可知，上升时间等于下落时间
解得
（2）足球与头部接触瞬间的速度大小
对球受力分析，以竖直向上为正方向，由动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律，足球对该同学头部的平均作用力
5．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）A在上滑速度最大时，加速度为0，此时A受力平衡，设A所受摩擦力为，有
解得
（2）设B质量为M，对A、B整体由牛顿第二定律
解得
（3）从接到货物B到最低点P，设，由能量守恒定律得
A从释放到顶端Q，由能量守恒定律得
解得
6．（1）；；（2）；（3）
【详解】（1）小球从C点运动到O点的过程中，由动能定理可得
由几何关系可知
得
在О点，由牛顿第二定律
得
（2）从O点进入区域时，由于，所以小球做匀速圆周运动
由几何关系可知小球经过圆心角的圆弧第一次经x轴，进入区域
进入区域后，做匀减速直线运动，第二次经x轴，从同一点返回区域
在区域小球经过圆心角的圆弧第三次经x轴，进入区域
得
（3）第三次经x轴后，进入区域，y轴方向小球做竖直上抛运动，到速度为零时离x轴最运，y轴坐标为
x轴向做匀加速直线运动
x轴坐标
可得离x轴最远时的位置坐标。
7．（1）；（2）
【详解】（1）当返回舱在距离地面h时启动反推发动机，经时间t＝0.25s速度由8m/s匀减速至0后恰落到地面上，则有
（2）降落伞所受的空气阻力与速率成正比，设返回舱的质量为，返回舱匀速运动时，根据受力平衡可得
当返回舱速度为时，根据牛顿第二定律可得
联立解得
8．（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）质子的运动轨迹如图所示，设质子的轨道半径为r0，则
由几何关系可得
，
联立解得
（2）质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
质子在左右磁场中运动的时间相等
质子从N点运动到M点所用的时间为
（3）质子在右磁场中运动有
分两种情况讨论
要使质子不进入曲线MON左侧磁场区域，应满足
解得
要使质子不进入曲线MON左侧磁场区域，应满足
解得
质子速度的大小范围为
，
9．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球从A运动到C点的过程中，根据机械能守恒可知
解得
小球第一次刚滑到C点时，根据牛顿第二定律有
解得
（2）设小球达到E点时竖直方向上的分速度大小为，水平分速度为，则
小球第一次从E点离开Q后在空中做斜上抛运动，设空中运动时间为，则
解得
（3）设小球第一次通过C点时的速度大小为，则
解得
小球第一次从D点滑上DE到再次回到D点的运动过程中，小球和Q组成的系统机械能守恒，在水平方向上动量守恒，则
解得
小球能第二次在BC上运动，应满足
解得