辽宁省抚顺市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题

辽宁省抚顺市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题

一、解答题

1．（2021·辽宁抚顺·统考一模）如图甲所示，倾斜传送带倾角θ＝37°，两端A、B间距离L＝4 m，传送带以4 m/s的速度顺时针转动，质量为1 kg的滑块从传送带顶端B点由静止释放后下滑，到A端时用时2 s，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

(1)求滑块与传送带间的动摩擦因数；

(2)若该滑块在传送带的底端 A点，如图乙所示，现用一沿传送带向上的大小为6 N的恒定拉力F拉滑块，使其由静止开始沿传送带向上运动，当滑块速度与传送带速度相等时，撤去拉力，则当滑块到传送带顶端时，滑块速度为多大？

2．（2021·辽宁抚顺·统考一模）在如图甲所示，粗细均匀的L形细玻璃管，、两部分长度均为20cm，部分水平、右端开口，管内充满水银，部分竖直、上端封闭一定质量的理想气体。现将玻璃管在竖直平面内绕O点逆时针方向缓慢旋转53°，如图乙所示，此时被封闭的气柱长度为x。缓慢加热管内封闭气体至温度T，使管内水银恰好不能溢出管口。已知大气压强为，室温为27℃。求：（，，，结果保留三位有效数字）

（1）气柱长度x；

（2）温度T。

3．（2021·辽宁抚顺·统考一模）如图所示，真空中半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．在磁场左侧有一对平行金属板M、N两板间距离为2R，板长为L，两板的中心线与圆心O在同一水平线上．置于Q处的粒子源可以连续以速度v0沿两板的中心线发射电荷量为q，质量为m的带正电的粒子（不计粒子重力），MN两板不加电压时，粒子经磁场偏转后恰好从圆形磁场圆心正上方的P点离开，若在MN两板间加如图所示的交变电压，交变电压的周期为，t=0时刻射入的粒子恰好紧贴着N板右侧水平射出．求：

（1）匀强磁场的磁感强度B的大小；

（2）交变电压U0的值；

（3）在第一周期内，何时进入电场的粒子恰好经过磁场的圆心．

4．（2022·辽宁抚顺·统考一模）“创建文明城，赣州在行动”，礼让斑马线是机动车驾驶员的基本素质。如图，一质量为1.5×103kg的汽车以8m/s的速度匀速运动到离斑马线11m处时，有一学生刚走上斑马线，汽车立即刹车做匀减速直线运动，在离斑马线1m处停下，此后再经7.5s，学生通过斑马线，汽车立即以4m/s2的加速度加速至原来的速度。求：

（1）汽车刹车时所受到的阻力大小；

（2）汽车从开始刹车到恢复原速时全过程的平均速度大小。

5．（2022·辽宁抚顺·统考一模）一定质量的理想气体，由A状态开始经历一次循环最终又回到A状态。其P-V图像如图所示，其中A→B为绝热过程、B→C等压过程、C→A等容过程。已知，A→B过程中外界对气体做功34J。求：

(1)B、C状态的温度；

(2)请判断整个循环过程中气体吸热还是放热，并计算吸收或者放出的热量是多少。

6．（2022·辽宁抚顺·统考一模）如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；某粒子质量为m，电量为，粒子重力不计。将粒子从y轴上的P点静止释放，到达原点时速度为v0

（1）求粒子从开始运动到第二次通过x轴时运动的路程s和时间t；

（2）若将该粒子从P点以沿x轴正方向的初速度v1射入电场，该粒子运动中经过A点（图中未画出），经过A点时速度沿x轴正方向，已知A点的纵坐标为，求初速度v1；

（3）若将该粒子从P点以沿x轴正方向的初速度射入电场，该粒子运动中经过C点（图中未画出），已知C点的纵坐标为，求C点横坐标的可能值。

7．（2023·辽宁抚顺·校考一模）如图所示，水平轨道与竖直半圆轨道相切于B点，小车（可以视为质点）与轨道间的动摩擦因素均为 μ＝0.5。小车的质量为m，在恒定牵引力F＝0.75mg作用下从A点由静止开始匀加速运动到B点，然后立即改变牵引力的大小保证小车在竖直圆轨道内做匀速圆周运动到达C点，AB间距离为2R，圆轨道半径为R，重力加速度为g。

（1）小车在B点的速度为多大；

（2）小车运动到与圆心等高的C点时所受牵引力F的大小。

8．（2023·辽宁抚顺·校考一模）如图所示，第一象限内有竖直向下的匀强电场，第四象限内有一等边三角形BCD区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场，等边三角形边长为L，边界有磁场；B点在x轴上，CD边与x轴平行。一质量为m，电荷量为q（q＞0）的粒子自y轴上的A点（0，）以大小为的速度水平向右射出，粒子恰好从B点沿BC方向射入磁场区域，F为CD中点，不计粒子的重力。

（1）粒子从A运动到B所用的时间和匀强电场的电场强度为多大；

（2）若使粒子从DF之间（包括D、F两点）射出磁场，求磁感应强度大小的取值范围。

9．（2023·辽宁抚顺·校考一模）生活中常见的减速带是通过使路面稍微拱起从而达到使车减速的目的。其实我们也可以通过在汽车底部安装线圈，通过磁场对线圈的安培力来实现对汽车减速的目的。我们用单匝边长为L的正方形线圈代替汽车来模拟真实情境。如图所示，倾角为θ的光滑斜面上平行等间距分布着很多个条形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向下，条形磁场区域的宽度及相邻条形无磁场区域的宽度均为L；线圈的质量为m，电阻为R，线圈ab边与磁场边界平行，线圈ab边刚进入第一个有磁场区时的速度大小为5v1；线圈ab边刚进入第七个有磁场区时，开始匀速运动，速度大小为v1；其中重力加速度g，θ、B、L、m和R均为已知量。

（1）线圈匀速运动时速度v1为多大；

（2）从线圈ab边刚进入第一个有磁场区到线圈ab边刚进入第七个有磁场区的过程中，线圈产生的焦耳热Q；

（3）线圈ab边刚进入第一个有磁场区到线圈ab边刚进入第七个有磁场区的过程所用的时间t。

参考答案：

1．（1）0.5（2）

【详解】（1）滑块从B点下滑的过程中，有

mgsin θ－μmgcos θ＝ma1

L＝a1t12

解得a1＝2 m/s2，μ＝0.5

（2）当用拉力F拉滑块时，有

F＋μmgcos θ－mgsin θ＝ma2

解得a2＝4 m/s2

当滑块速度与传送带速度相等时，滑块运动的位移

x1＝＝2 m

撤去拉力后，滑块开始向上做匀减速运动，加速度大小等于a1，向上运动的位移大小为

x2＝L－x1＝2 m

由v2－vB2＝2a1x2

解得vB＝2m/s

2．（1）17.1cm；（2）364K

【详解】（1）转动过程，温度不变，设玻璃管的横截面积为S；

，

由玻意耳定律得

解得气体长度

（2）加热管内封闭气体至温度T时，

与初状态比较，为等容变化，有

解得

3．（1）（2）  （3）

【分析】根据几何关系求出粒子在磁场中运动的轨道半径，结合半径公式求出匀强磁场的磁感应强度大小；根据偏转位移的大小，结合牛顿第二定律和运动学公式求出交变电压U0的值；由于粒子在电场中的运动时间为T，设离子进入磁场时的速度方向始终是水平方向，大小为，粒子在电场中第一次加速，第一次反向加速，由几何知识得进入电场的粒子的时间；

【详解】解析：(1)由几何知识得，圆周运动的半径为：

由牛顿第二定律得：

解得：

(2)粒子在平行板间竖直方向加速度时，由牛顿第二定律得：

竖直方向加速位移为：

由竖直方向运动的对称性知：

联立可求得：

(3)设粒子从时刻进入电场恰好能过圆心，由于粒子在电场中的运动时间为T，设离子进入磁场时的速度方向始终是水平方向，大小为，粒子运动的轨迹如图所示，由几何知识得△AO1O为等边三角形；

粒子在电场中第一次加速位移：

第一次反向加速的位移：

由题意得：

联立解得：

4．（1）4.8×103N；（2）1.5m/s

【详解】（1）汽车刹车减速过程中，有运动学公式可知

刹车时加速度大小为

m/s2=3.2m/s2

阻力大小为

f=ma1=1.5×103×3.2N=4.8×103N

（2）汽车刹车减速过程所用时间为

=2.5s

汽车加速至原速过程所用时间为

s=2s

汽车加速过程运动的位移为

m=8m

汽车从开始刹车至恢复原速过程中运动的位移和时间分别为

x=x1+x2=18m

t=t1+△t+t2=2.5s+7.5s+2s=12s

故平均速度为

m/s=1.5m/s

5．(1)，；(2)吸热，

【详解】(1)A→B根据理想气体状态方程

解得

B→C是等压变化，根据盖·吕萨克定律

解得

(2)根据题意

B→C过程气体膨胀，外界对气体做功

C→A过程气体体积不变

整个循环过程

由于理想气体内能只与温度有关，所以经历一个循环过程后，内能不变，即

根据热力学第一定律

解得

所以此循环过程气体吸热26J

6．（1），；（2）；（3）若C点在Q左侧，则C点的横坐标为；若C点在Q点右侧，则C点的横坐标为。

【详解】（1）粒子在电场中运动的加速度

P到原点O的距离

P到O的时间

设粒子在磁场中运动半径为R，则有

粒子在磁场中运动时间

粒子第二次通过x轴时运动的路程

运动时间

（2）如图是粒子运动轨迹的一部分，图中可看出，粒子经过A点时沿x轴正方向。粒子由M点进入磁场时，沿x轴方向的速度为v1，沿y轴方向的速度为v0，则进入磁场的合速度

过M点作合速度v的垂线，过A点作平行于y轴的直线，两直线的交点O1即为圆心，AO2与x轴交点为D，AO2与MO2的夹角设为θ，则v与v1的夹角也为θ，粒子在磁场中的半径设为R1，则

可得

A点的纵坐标为，则

在三角形O1MD中有

解得

得

（3）如图画出了粒子经过C点的一种可能的情况，O2是圆心，O2Q与y轴平行，K是O2Q与x轴的交点，CQ平行x轴，CL平行y轴。

P到G沿x方向的距离

HI的沿x方向的距离与OG相等

同理可知

故P到I间的距离

同理可知

由上式可知

半径

在三解形CO2Q中有

C点的纵坐标为，故

解得

故I与C沿x轴距离为

若C点在Q点右侧，则I与C沿x轴距离为

考虑到粒子可能经过多个类似P到I这样的过程后经过C点，若C点在Q左侧，则C点的横坐标为

若C点在Q点右侧，则C点的横坐标为。

7．（1）；（2）

【详解】（1）小车从A点到B点的运动过程中，由动能定理可得

其中    

解得

（2）由于小车在竖直面内做匀速圆周运动，则在C点沿切线方向受合力是零，则有

小车在C点处的摩擦力为

C点处轨道的支持力提供向心力，则有

其中小车在C点的速度大小等于在B点的速度大小，解得

8．（1），；（2）

【详解】（1）由

得出

竖直方向匀变速运动，由公式可得

解得

粒子在B点的速度为

对粒子从列动能定理得

解得

（2）由

推导得出

粒子运动到D点

由几何关系可知,粒子运动到D点的轨迹圆半径

推导得出对应的磁感应强度

粒子运动到F点

粒子运动到F点的轨迹圆半径

推导得出对应的磁感应强度

解得磁感应强度的取值范围

9．（1）； （2）；（3）

【详解】（1）由线圈匀速运动，对线圈列平衡方程

又

解得

（2）线圈ab边刚进入第1有磁场区边界到线圈ab边刚进入第7个有磁场区的过程，重力做功

对此过程列动能定理

解得

（3）线圈ab边刚进入第1有磁场区到线圈ab边刚进入第7个有磁场区过程列动量定理

线圈进入磁场过程所受安培力的冲量

又

解得

线圈ab边刚进入第1有磁场区边界到线圈ab边刚进入第7个有磁场区的过程安培力的冲量

解得