辽宁省葫芦岛市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题

辽宁省葫芦岛市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题

一、解答题

1．（2021·辽宁葫芦岛·统考一模）一质量为0.3kg的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升到离地20m高处时速度为零，此时弹中火药爆炸将烟花弹炸为大、小两块，大、小块烟花弹分别获得水平向左、水平向右的速度，大块质量为小块质量的2倍，大、小两块烟花弹获得的动能之和也为E，爆炸时间极短，重力加速度g取10m/s2，，不计空气阻力和火药的质量，释放烟花弹位置的水平面足够大。求：

(1)动能E；

(2)大、小两块烟花弹落地之间的距离。

2．（2021·辽宁葫芦岛·统考一模）如图所示，两端开口内壁光滑的导热汽缸竖直固定放置，质量分别为m和2m的两个活塞A、B由长度为2L的轻杆相连，两活塞的横截面积分别为S和2S，活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时，活塞B距离较细汽缸底端为L，整个装置处于静止状态。此时大气压强为，汽缸周围温度为127℃，现在活塞A上部缓慢倒入细沙，直到活塞A恰好位于较细汽缸底部。重力加速度为g。

（1）求加入细沙的质量；

（2）保持细沙质量不变，再缓慢降低气体温度，使活塞回到原来位置，内能减少了△U，求此时封闭气体的温度及此过程中气体放出的热量。

3．（2021·辽宁葫芦岛·统考一模）如图所示，平面直角坐标系第二象限内有一直线边界OS，OS与y轴的夹角为，在OS与y轴之间存在垂直平面的匀强磁场（图中未画出），第一象限和第二象限的其他区域内有与OS平行、方向指向x轴的匀强电场，场强大小为E；一带负电的粒子，质量为m、电荷量为q，由x轴上的M点静止释放后通过y轴上的N点（图中未画出）进入磁场，OM间距离为L，之后垂直OS进入第二象限的电场，粒子重力忽略不计，求：（结果可保留根号）

(1)磁场的方向和磁感应强度的大小；

(2)若只改变粒子的释放位置，使粒子仍从N点进入磁场，并能够穿过OS，则释放点距N点的距离满足什么条件；

(3)由M点释放的粒子在第二象限能否通过x轴？若能，求通过x轴的位置；若不能，求与x轴的最近距离。

4．（2022·辽宁葫芦岛·统考一模）工业测量中，常用充气的方法较精确地测量特殊容器的容积和检测密封性能．为测量某空香水瓶的容积，将该瓶与一带活塞的汽缸相连，汽缸和香水瓶内气体压强均为，汽缸内封闭气体体积为，推动活塞将汽缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强为P，香水瓶导热性良好，环境温度保持不变．

（1）求香水瓶容积V；

（2）若密封程度合格标准为：在测定时间内，漏气质量小于原密封质量的视为合格．将该空香水瓶封装并静置较长一段时间，现使瓶内气体温度从升高到，测得其压强由P变为，试判断该瓶密封性能是否合格。

5．（2022·辽宁葫芦岛·统考一模）如图甲所示，足够长的、质量M=1kg的木板静止在水平面上，质量m=1kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。已知木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F，作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图乙所示。木板足够长。

（1）求铁块与木板间的动摩擦因数；

（2）不给铁块施加水平力时，铁块与木板相对地面处于静止状态，此时给铁块一个水平向左的大小为6N∙s的瞬时冲量，求铁块相对地面运动的位移。

6．（2022·辽宁葫芦岛·统考一模）利用电磁场改变电荷运动的路径，与光的传播、平移等效果相似，称为电子光学。如图所示，在xOy坐标平面上，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小均为B（未知）。在坐标点处有一质量为m、电荷量为q的正电粒子，以初速度沿着x轴负方向射入匀强电场，粒子在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力。求：

（1）粒子第一次进入磁场时的速度v；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）现将块长为的上表面涂荧光粉的薄板放置在x轴上（图中未画出），板中心点横坐标，仅将第四象限的磁感应强度变为原来的k倍（k>1），当k满足什么条件时，板的上表面会出现荧光点。

7．（2023·辽宁葫芦岛·统考一模）某探究小组利用压力传感器设计了一个温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置且导热性良好的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体温度，活塞与容器底的距离，因环境温度升高活塞缓慢上升后恰好接触固定的压力传感器，环境温度继续上升时刚好触发报警器工作，大气压强。重力加速度。

（1）求活塞刚接触传感器时气体的温度及报警器刚好被触发工作时气体的压强；

（2）若封闭气体从温度至过程中气体从外界吸收热量，求气体内能增加了多少。

8．（2023·辽宁葫芦岛·统考一模）如图，质量的长木板静置于水平桌面上，长度的轻质细绳一端系住质量的小球，另一端悬挂于O点，长木板的最左端恰好在O点正下方，小球在最低点时与静置于长木板最左端质量的小物块重心等高，现将小球拉至绳（伸直）与竖直方向夹角，无初速度释放小球，小物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与水平桌面之间的动摩擦因数，重力加速度，小球与小物块均视为质点，水平桌面足够长，不计空气阻力。

（1）求小球与小物块碰撞前瞬间小球的速度大小；

（2）假设小球与小物块发生弹性碰撞，要想小物块不滑出长木板，求长木板的最小长度。（结果保留2位有效数字）

9．（2023·辽宁葫芦岛·统考一模）如图所示，在第一、四象限的和区域内存在磁感应强度大小可调、方向相反的匀强磁场；在第二、三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场。带电粒子以速度v0从点P（-4d，1.5d）沿x轴正方向射出，恰好从O点离开电场。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q（q>0），不计粒子的重力。

(1)求匀强电场的电场强度大小E；

(2)若磁感应强度大小均为B1时，粒子在磁场中的运动轨迹恰好与直线y=-1.5d相切，且第一次离开第四象限时经过x轴上的S点（图中未画出）求B1；

(3)若磁感应强度大小均为B2时，粒子离开O点后，经n（n>1）次磁偏转仍过第(2)问中的S点。求B2与B1的比值，并确定n的所有可能值。

参考答案：

1．(1)60J；(2)84m

【详解】(1)由机械能守恒

解得

(2)烟花弹在最高点爆炸，动量守恒，设水平向左为正方向

由能量守恒

烟花弹竖直上抛运动大、小两块烟花弹均做平抛运动，大、小两块烟花弹落地之间的距离

解得

2．（1）；（2）

【详解】设初始状态封闭气体的压强为P1，对活塞整体，由平衡条件可得

设活塞A到达汽缸底部时封闭气体的压强为P2、加入细沙的质量为m0，对活塞整体，由平衡条件得

根据玻意耳定律得

联立解得

降低温度过程中气体做等压变化，由盖﹣吕萨克定律得

解得

体积恢复过程中外界对气体做的功

解得

由热力学第一定律得

可得

3．(1)或；(2)；(3)不能，

【详解】(1)粒子带负电，从M点静止释放后沿电场线向上匀加速运动，进入磁场后又垂直OS进入第二象限的电场，可知粒子进入磁场后向下偏转，如图1所示

则磁场方向应垂直纸面向外，由几何关系可知粒子在磁场中的偏转半径

R=Lcos30°

由洛伦兹力提供向心力

由几何关系可知

MN＝2L

粒子在电场中加速由动能定理可知

联立解得

或

(2)使粒子仍从N点进入磁场，并能够穿过OS，则带电粒子的轨迹圆恰好与OS相切，如图2所示

由几何关系可知应满足

r＞

由洛伦兹力提供向心力

qv′B=

粒子释放点应位于MN连线上，距离N点为d，则有

联立解得

d＞

但是MN长度为2L，故d满足的条件为

(3)由M点释放的粒子进入磁场又垂直OS进入第二象限的电场后向上做类平抛运动，因此不能通过x轴。将速度与力进行分解，如图3所示

设竖直方向速度为0时，带电粒子沿着竖直方向上的位移为h，对S点速度分解，竖直向下速度

由牛顿第二定律可知

qEcos30°=ma

由运动学公式可知

解得

带电粒子与x轴的最近距离

解得

4．（1）；（2）该香水瓶瓶盖密封性不合格

【详解】（1）缓慢变化过程中，由玻意耳定律可得

解得

（2）设温度由变化为后，压强由p变为，体积变为，

根据气体状态方程有

解得

故漏气量占比为，故该香水瓶瓶盖密封性不合格

5．（1）0.4；（2）6m

【详解】（1）由图可知，6s后铁块和木板处于相对滑动状态，设木板与地面间的滑动摩擦力为f1，木板与铁块间的动摩擦因数为，滑动摩擦力为。由滑动摩擦力公式

联立解得

（2）当给铁块一个冲量，铁块获得初速度

然后铁块开始匀减速，木板开始匀加速，当达到共同速度以后开始共同做匀减速运动，

设经过时间达到共同速度v，由动量定理

铁块

木板

联立解得

铁块对地位移

解得

铁块和木板整体做匀减速运动，经过达到静止

铁块对地位移

解得

铁块对地位移的总位移

解得

6．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）带电粒子进入电场作类平抛运动，由牛顿第二定律

竖直方向

竖直方向速度

进入磁场时速度

联立解得

（2）由已知带电粒子在运动过程中恰好不再返回电场，说明粒子进入第一象限恰好与y轴相切，如图。

带电粒子在电场运动的水平方向位移

由几何关系，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径

洛伦兹力充当向心力

联立解得

（3）①当粒子第一次打到薄板的右端时，由几何关系

洛伦兹力充当向心力

联立解得

②当粒子第一次打到薄板的左端时，由几何关系

洛伦兹力充当向心力

联立解得

③当第4象限的磁感应强度极大时，其做匀速圆周运动的半径极小，可以认为从哪个位置进入第4象限磁场再从哪个位置出去进入第1象限磁场，从几何关系看，带电粒子没有机会再打到荧光板上。

因此，板上会出现荧光点的条件为

7．（1），；（2）

【详解】（1）活塞缓慢上升至刚接触传感器过程，等压变化

代入数据解得

活塞刚接触传感器到刚好触发报警器过程，等容变化

活塞受力平衡

解得

（2）外界对气体做功

由热力学第一定律

联立解得

8．（1）；（2）

【详解】（1）小球下摆至碰撞前过程机械能守恒，设碰撞前小球速度为，则

解得

（2）小球与物块发生弹性碰撞，则由动量守恒定理

机械能守恒定律

解得碰后小球速度和小滑块的速度为

，

物块在长木板上滑动，物块开始做匀减速运动，长木板作匀加速运动，因为物块与长木板之间的动摩擦因数大于长木板与地面之间的动摩擦因数，故当二者速度相等后一起匀减速运动。设物块经过时间二者速度相等时速度为，经过时间二者静止。

对物块由动量定理

对木板由动量定理

解得

，

物块的对地位移

木板的对地位移

若物块不滑出长木板应满足

所以长木板的最小长度为

9．(1)；(2)；(3)(其中n取2、3、4、5)

【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动，则有

联立解得

(2)粒子在电场中做类平抛运动，水平、竖直位移分别满足

联立可得

射出磁场的速度与水平方向的夹角有

则，粒子从O点出电场时的速度为

粒子在磁场中轨迹如图所示

洛伦兹力提供向心力可得

由几何关系有

联立解得

(3)在(2)中S点离O点距离

粒子在磁场中的偏转半径设为，由几何关系可知每偏转一次，过x轴的点的横坐标增大

经n(n>1)次磁场偏转仍过第(2)问中的S点，则有

(其中n>1且为正整数)

解得

(其中n>1且为正整数)

由于，则n可取值2、3、4、5，在磁场中洛伦兹力提供向心力，可得

则

联立可得

(其中n取2、3、4、5)