湖南省岳阳市平江县高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题

这是一份湖南省岳阳市平江县高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题，共17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届江西省八所重点中学高三（下）4月联考理综物理试题）我国“利剑”隐身无人攻击机将用作航母舰载机。现阶段，“利剑”隐身无人攻击机还在陆地上滑行测试。一架质量为2.5×102kg的“利剑”在平直的跑道上滑行速度达到60m/s时才能起飞。在陆地专用跑道上，“利剑”由静止开始匀加速滑行 1125m，刚好达到起飞速度，滑行中阻力为其自重的。取g=10m/s2，求：
（1）“利剑”的加速度大小；
（2）“利剑”起飞时发动机的功率。
2．（《2020年高考物理押题预测卷》02（新课标Ⅲ卷）-物理（考试版））如图所示，水平轨道与半径为r的半圆弧形轨道平滑连接于S点，两者均光滑且绝缘，并安装在固定的竖直绝缘平板上。在平板的上下各有一个块相互正对的水平金属板P、Q，两板间的距离为d。半圆轨道的最高点T、最低点S、及P、Q板右侧边缘点在同一竖直线上。装置左侧有一半径为L的水平金属圆环，圆环平面区域内有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一根长度略大于L的金属杆一端置于圆环上，另一端与过圆心O1的竖直转轴连接，转轴带动金属杆逆时针转动(从上往下看)，在圆环边缘和转轴处引出导线分别与P、Q连接。图中电阻阻值为R，不计其他电阻。右侧水平轨道上有一带电量为+q、质量为m的小球1以速度向左运动，与前面静止的、质量也为m的不带电小球2发生碰撞，碰后粘合在一起共同向左运动。小球和粘合体均可看作质点，碰撞过程没有电荷损失，设P、Q板正对区域间才存在电场，重力加速度为g。
(1)计算小球1与小球2碰后粘合体的速度大小v；
(2)若金属杆转动的角速度为ω，计算图中电阻R消耗的电功率P；
(3)要使两球碰后的粘合体能从半圆轨道的最低点S做圆周运动到最高点T，计算金属杆转动的角速度的范围。
3．（2021届陕西省西安市长安区第一中学高三（下）第七次质量检测理综物理试题）如图，一个质量为m=2kg的T型活塞在汽缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距汽缸底部h1=10cm处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计），初始时，封闭气体温度为T1=360K，活塞距离汽缸底部为h2=15cm，两边水银柱存在高度差．已知大气压强为p0=1×105Pa，汽缸横截面积为S=1×10-3m2，活塞竖直部分长为L=12cm，重力加速度为g取10m/s2，求：
(1)通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；
(2)从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体对外界的放出的热量为6J，气体内能的变化量ΔU。
4．（湖北省黄冈中学2017届高三5月第三次模拟考试理综物理试题）如图所示的直角三角形ABC是玻璃砖的横截面，，，BC的长为L，E为BC边的中点。一束平行于AB的光束从AC边上的某点射入玻璃砖，进入玻璃砖后，在BC边上的E点被反射，EF是该反射光线，且EF恰与AC平行。求：

(1)玻璃砖的折射率；
(2)该光束从AC边上射入玻璃砖后在玻璃砖中传播的时间。
5．（2022届湖南省岳阳市平江县高三（下）教学质量监测物理试题（三））我国于2022年在北京举办冬奥会，滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道截面如图所示，长直助滑道AB的倾角为53°，A与B的竖直高度差H＝36m；助滑道末端与一半径为R的圆弧滑道BCD平滑连接相切于B点；圆弧滑道与水平面MN相切于C点，B点距水平面的高度h＝5m，B、D两点关于竖直半径OC对称。运动员及滑雪板的总质量m＝60kg，运动员及滑雪板从A处由静止滑下，经BCD后从D点飞出，最后落到水平面MN上。已知运动员到达B点的速度v＝24m/s，经过D点时对轨道的压力大小为总重力的3.8倍。不计空气阻力，sin53°＝0.8，cs53°＝0.6，g＝10m/s2。求：
（1）运动员及滑雪板在助滑道AB上所受的阻力大小；
（2）运动员及滑雪板从B点到D点的过程中损失的机械能；
（3）运动员及滑雪板落到水平面MN上的位置到D点的水平距离。
6．（2022届湖南省邵阳市高三（上）第一次联考物理试题）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着重直纸面向外、大小为0.01T的匀强磁场区域I，在第三象限内存在另一垂直纸面向外的匀强磁场区域II，在第四象限内存在着沿x轴负方向的匀强电场。一质子由坐标为的P点以某一初速度v0进入磁场，速度方向与y轴负方向成角，质子沿垂直x轴方向进入第四象限的电场，经坐标为的Q点第一次进入第三象限内的磁场区域II，已知L=0.1m，质子比荷。求：
（1）粒子的初速度v0大小；
（2）匀强电场的电场强度E的大小；
（3）若粒子从电场进入磁场区域II时做圆周运动的半径r=0.5L，求粒子从开始进入电场到第二次进入电场的时间间隔。
7．（2020年全国统一高考物理试题（新课标Ⅲ））如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h0= 4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283K。大气压强p0 =76cmHg。
（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？
（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？
8．（2021届湖南省六校高三（下）4月联考物理试题）在平整的水面下方深处有一与水面平行的长的单色直线光源，已知水对该色光的折射率为。求
（i）若只有A点发光，则岸上观察到水面被照亮的面积多大？
（ii）若整个单色直线光源发光，则岸上观察到水面被照亮的面积多大？
9．（2019人教版课后习题选择性必修3第三章复习与提高B）如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升后再次平衡。
(1)外界空气的温度是多少？
(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
10．（2022年高考一轮复习人教版（2019）第十章专题强化二十一带电粒子在组合场中的运动）如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1重合），宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B1。一电荷量为＋q、质量为m的粒子（重力不计）从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，粒子恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ.已知AB长度是BC长度的倍。
（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；
（2）求区域Ⅰ磁场的宽度L；
（3）要使带电粒子在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值。
11．（2023届安徽省A10联盟高三（上）开学考试物理试题）如图，质量为1kg、足够长的长木板B静止在光滑水平地面上，在距长木板右端距离为x处有一固定挡板C，质量为0.5kg的小滑块A从长木板的左端以大小为6m/s的初速度滑上长木板，物块与长木板间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取，木板B与挡板C的碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略不计，求：
（1）若在B与C碰撞前A与B已相对静止，则x至少为多少；
（2）若要使B与C只发生一次碰撞，则x应满足什么条件；
（3）若，则B与C会碰撞几次。
参考答案：
1．（1）1.6m/s2；（2）2.7×106W
【详解】（1）根据
解得
（2）根据牛顿第二定律
解得
根据
解得起飞时发动机的功率
2．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)两球碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得
解得

(2)杆转动的电动势
电阻R的功率
(3)通过金属杆的转动方向可知：P、Q板间的电场方向向上，粘合体受到的电场力方向向上。在半圆轨道最低点的速度恒定，如果金属杆转动角速度过小，粘合体受到的电场力较小，不能达到最高点T，临界状态是粘合体刚好达到T点，此时金属杆的角速度ω1为最小，设此时对应的电场强度为E1，粘合体达到T点时的速度为v1。
在T点，由牛顿第二定律得
从S到T，由动能定理得

解得
杆转动的电动势

两板间电场强度
联立解得
如果金属杆转动角速度过大，粘合体受到的电场力较大，粘合体在S点就可能脱离圆轨道，临界状态是粘合体刚好在S点不脱落轨道，此时金属杆的角速度ω2为最大，设此时对应的电场强度为E2。
在S点，由牛顿第二定律得

杆转动的电动势

两板间电场强度

联立解得
综上所述，要使两球碰后的粘合体能从半圆轨道的最低点S做圆周运动到最高点T，金属杆转动的角速度的范围为
。
3．(1)240K；(2)
【详解】(1)初态时，对活塞受力分析，可求气体压强为
体积为
要使两边水银面相平，汽缸内气体的压强为
此时活塞下端一定与汽缸底接触，则有
设此时温度为T2，由理想气体状态方程有
可得
(2)从开始至活塞竖直部分恰与汽缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功
由热力学第一定律有
可得气体内能的变化量
4．(1) (2)
【详解】试题分析：①作出光路图，

光线在AC面上的入射角为60°，折射角为30°，则折射率
②因为发生全反射的临界角为，所以光线在F点发生全反射，在E、H点不能发生全反射。
该光束经一次反射后，到紧接着的一次射出玻璃砖发生在H点，则时间为
联立解得
考点： 光的反射和折射
5．（1）96N；（2）5280J；（3）
【详解】解：（1）AB长为L，由几何关系得
根据运动学公式得
由牛顿第二定律得
解得
（2）由几何关系得
在D点处，根据牛顿第三定律，可知轨道的支持力为重力的3.8倍，由牛顿第二定律及向心力公式得
由于BD两点等高，重力势能不变，则机械能的损失为
解得
（3）D点沿竖直方向分速度大小为
沿水平方向分速度大小为
设离开D点后至落地的时间为t，由运动学公式：
解得
落地点至D点的水平距离为x，则
综上解得
6．（1）；（2）；（3）
【详解】(1)如图作v0的垂线交x轴于A点，如图所示
由于粒子垂直x轴进入电场区域，故A点为圆周运动的圆心。由几何关系得
过x轴进入电场的C点坐标为，在磁场I区域内有
得
(2)进入电场做类平抛运动
根据类平抛运动的规律可知
得
(3)在电场中Q点沿电场方向的速度
则进入II磁场区域时的速度
与y轴负方向夹角为θ，有
可得
在磁场中圆周运动周期
在磁场II中圆周运动时间为
则
7．（i）12.9cm；（ii）363K
【详解】（i）设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2。由玻意耳定律有
设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，按题设条件有
，
，
联立以上式子并代入题中数据得
h=12.9cm
（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度变为T2，由盖一吕萨克定律有
按题设条件有
代入题中数据得
T2=363K
8．（i）；（ii）
【详解】（i）设水下A点发射的光在水面处发生全反射，则岸上观察到水面被照亮部分为以O点为圆心，为半径的圆形区域。如图：
全反射角满足
则
则
面积
（ii）若单色直线光源发光，第（i）问中被照亮的圆形区域沿直线连续移动光源长度L所扫过的面积（圆心自O点沿移动长度L）即岸上观察到水面被照亮部分，形状如图：
面积为
9．(1)；(2) Q-（mg+p0S）d
【详解】(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
得外界温度

(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功
W=-（mg+p0S）d
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能
△U=Q+W=Q-（mg+p0S）d
10．（1） ；（2） ；（3）1.5B1
【详解】（1）设带电粒子进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成θ角，粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有
则
θ＝30°
根据速度关系有
（2）设带电粒子在区域Ⅰ中的轨道半径为r1，由牛顿第二定律得
轨迹如图甲所示
由几何关系得
L＝r1
解得
（3）当带电粒子不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，在磁场中运动的时间最长．设区域Ⅱ中最小磁感应强度为B2m，此时粒子恰好不从区域Ⅱ右边界离开磁场，对应的轨迹半径为r2，轨迹如图乙所示：
同理得
根据几何关系有
L＝r2（1＋sin θ）
解得
B2m＝1.5B1.
11．（1）；（2）；（3）3次
【分析】根据题中物理情景描述可知，本题考查碰撞问题，根据碰撞过程的规律，运用动量守恒定律、运动学公式等，进行求解。
【详解】（1）A在B上做匀减速运动，B做匀加速运动，设A、B相对静止时，共同速度为，根据动量守恒有
B运动加速度大小
B运动的距离
因此，要使B与C碰撞前A与B已相对静止，则应
（2）B与C碰撞时，A向右的动量小于等于B向右的动量，则B与C会发生一次碰撞。
当A向右的动量等于B向右动量时
根据动量守恒有
B运动的距离
因此，若要使B与C只发生一次碰撞，则应
（3）当时，B每次与C碰撞前的速度大小为
相邻两次碰撞的时间间隔
设能碰撞n次，则第n次碰撞时，运动的时间
最后一次碰撞满足临界条件
根据运动学公式
解得
因此，最多可以碰撞3次。