陕西省榆林市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题

这是一份陕西省榆林市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题，共16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届陕西省榆林市高三（下）第三次模拟理综物理试题）如图所示，在竖直虚线MN、PQ之间有水平方向的匀强磁场，宽度为d。在MN的左侧区域内有竖直向上的匀强电场（图中未画出），虚线CD水平，其延长线经过E点。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点以大小为v0的速度水平向右运动，恰从D点进入磁场。已知A点到CD的距离为，A点到MN的距离为d，不计粒子受到的重力。
（1）求带电粒子到达D点时的速度大小和方向；
（2）若带电粒子从MN飞出磁场，求磁场的磁感应强度的最小值。
2．（2021届湖北省普通高中高三（上）学业水平选择性考试模拟演练物理试题）如图所示，光滑水平地面上有一质量的小车车厢前、后壁间的距离，左端带有橡皮泥的长木板A的质量、长度，木板上可视为质点的弹性物体B的质量，初始时A、B紧靠车厢前壁，且A、B和小车均处于静止状态．现给小车一方向水平向右、大小的初速度，经过时间，A与小车后壁发生碰撞（时间极短）并粘在一起．已知A、B间的动摩擦因数与木板A底面和车厢间的动摩擦因数相等，取重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
(1)A、B间的动摩擦因数；
(2)A、B一起匀速运动时，B到A左端的距离。
3．（2021届青海省海东市高三（下）第二次模拟考试理综物理试题）一粗细均匀的直玻璃管竖直放置，其下端开口、上端用长度的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当水银柱稳定时各部分尺寸如图甲所示，已知大气压强恒为，，，此时理想气体的温度。
（1）若缓慢加热封闭气体，求水银柱下端与管口平齐时，管内气体的热力学温度；
（2）若保持理想气体的温度不变，把玻璃管开口朝下固定在倾角的斜面上且水银未溢出，如图乙所示，当水银柱稳定后，求气柱的长度L（结果保留三位有效数字）。
4．（2021届河北省沧州市高三（下）二模物理试题）现要检测一块工业半球形玻璃砖的折射率。半球形玻璃砖的截面如图所示，O是半球形玻璃砖的球心，MN是其中心轴，已知玻璃砖的半径R= 1 m，两束与中心轴平行的相同检测光a、b射入半球形玻璃砖，当a光与中心轴MN的距离L=0.5 m时，a光从玻璃砖上C点射出，出射光线与中心轴MN交于F点，当b光与中心轴MN距离m时，b光在玻璃砖右侧恰好发生全反射，求∶
（i）玻璃砖对检测光的折射率n；
（ii）C点与F点间的距离。（取cs 15°=0.97）
5．（2022届河北省邯郸市高三（下）一模考试物理试题）如图所示，带等量异种电荷的平行金属板M、N水平正对放置，两金属板间的距离为d，边长为L的正方形CDEF区域内有垂直于纸面向外的水平匀强磁场，C点与N板的右端重合，CF边与N板在同一水平面上。一个质量为m，电荷量为q的带正电粒子从M板的左端以大小为的速度沿平行两板的方向射入板间，刚好从C点进入磁场，粒子进磁场时速度方向与水平方向的夹角为30°，粒子从CD边的中点离开磁场，不计粒子受到的重力。求：
（1）平行金属板间的电场的电场强度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。
6．（2021届河北省沧州市七校联盟高三（上）期中物理试题）如图所示，固定光滑圆弧轨道的半径，最低点N与水平面相切于N点，一足够长的木板B（上、下表面均水平）静止在水平面上，木板B的质量、左端在N点，与木板B质量相等的木块C停在木板B的右端，木板B与木块C（视为质点）间的动摩擦因数，与水平面间的动摩擦因数。现从圆弧轨道最高点M以的初速度沿轨道切线方向滑入一质量的木块A（视为质点）。已知木块A与木板B的碰撞为弹性碰撞，且碰撞时间极短，取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木块A与木板B未发生第二次碰撞，求：
(1)木块A与木板B碰撞前、后瞬间、圆弧轨道对木块A的支持力大小之比k；
(2)最终，木块C到木板B右端的距离d。
7．（2022届陕西省榆林市高三（下）第三次模拟考试物理试题）如图所示，一固定汽缸中由两活塞封闭一定质量的理想气体，分别为A、B两部分，初始时，A的体积为V、B的体积为，压强均等于大气压强，热力学温度均为。现向右缓慢推动活塞1，使B的体积减小到V，该过程中气体A、B的温度始终保持不变．不计一切摩擦。
（1）求此时A的体积；
（2）固定活塞1，缓慢加热气体A并保持气体B的温度不变，使气体B的体积变为，求此时气体A的热力学温度。
8．（2022届湖南省永州市新田县高三（上）12月模拟考试物理试题）如图所示，一厚度的平行透明介质上表面被一个长度为4cm的遮光板AB覆盖，一束激光从遮光板的左端点A入射，入射角为60°，经透明介质底面（涂有反光膜）反射后恰好从遮光板的右端点B射出。已知真空中的光速为c，求光在透明介质中传播的速度大小。
9．（2023届陕西省榆林市高三下学期三模理综物理试题）如图所示，上表面光滑、质量的木板B静止在粗糙的水平地面上，木板B的右端固定一劲度系数的水平轻弹簧；质量的物块A（视为质点）静置于B的左端。现对A施加一大小，方向水平向右的推力，A向右滑行。B的左端与弹簧自然伸长时的左端间的距离，B与地面间的动摩擦因数，弹簧的弹性势能（其中x为弹簧的形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）从施加推力起到A刚接触弹簧的时间t以及A刚接触弹簧时的速度大小；
（2）B开始运动时A的速度大小v。
10．（2023届陕西省榆林市高三下学期三模理综物理试题）如图所示，平行金属导轨和固定，其中和均是半径为R的圆弧导轨，和为对应圆弧导轨的圆心，在的正下方且为圆弧导轨和水平导轨的平滑连接点，和为足够长的水平导轨，水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距为L。a、b两导体棒始终与两导轨垂直且接触良好，两棒的质量均为m，电阻均为r，长度均为L，不计导轨的电阻。初始时刻，b棒静止在水平导轨上，与间的距离为x，将a棒从与圆心等高的处由静止释放，当a棒通过时，在b棒中点处施加一个与导轨平行且水平向右、大小为F的恒力（图中未画出），经时间t两棒速度相等。已知两棒运动过程中未发生碰撞，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，求：
（1）a棒通过时对圆弧导轨的压力大小；
（2）时间内通过b棒的电荷量q；
（3）时间内两棒间的最短距离。
11．（2023届陕西省榆林市高三下学期三模理综物理试题）如图所示，薄壁导热汽缸倒放在中间有孔的水平桌面上，用薄壁光滑活塞封闭一定质量的理想气体，当热力学温度为时，活塞静止在汽缸的中间。外界大气压恒为。
（1）若对缸内气体缓慢加热，求活塞刚好到达缸口时气体的热力学温度T；
（2）若不是对缸内气体加热，而是将活塞向下缓慢拉至缸口，活塞的质量为m、横截面积为S，重力加速度大小为g，求活塞在缸口时受到的拉力大小F。
12．（2023届陕西省榆林市高三下学期三模理综物理试题）半圆形玻璃砖的横截面如图所示，圆心为O，半径为R，是水平直径，C为半径的中点，一光线沿与夹角为的方向从C点射入玻璃砖，折射光线从半圆的最低点D射出。光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖对该光线的折射率n；
（2）该光线在玻璃砖中传播的时间t。
参考答案：
1．（1）；与水平方向成角向右上方；（2）
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中运动的时间为，刚进磁场时速度方向与初速度方向的夹角为，刚进磁场时竖直向上的分速度大小为，有
粒子刚到达点时的速度大小
解得
（2）带电粒子在磁场中的运动轨迹与磁场右边界相切时半径最大，最小，由几何关系知
可得
根据牛顿第二定律，有
解得
2．(1)；(2)2.25m
【详解】(1)因为A、B间的动摩擦因数与A底面和车厢间的动摩擦因数相等，所以在A与小车后壁碰撞前A、B相对静止，对A、B有
对小车有
解得
(2)A与小车碰撞过程动量守恒，有
解得
最后B与A相对静止，三者组成的系统动量守恒，有
解得
设B在A上滑动的路程为，由功能关系有
解得，即B不会与小车发生碰撞
A、B一起匀速运动时，B到A左端的距离
3．（1）；（2）
【详解】（1）气体做等压变化，由盖-吕萨克定律可得
解得
（2）经分析可知，气体初态压强
其中
末态压强
由玻意耳定律可得
解得
4．（i）；（ii）1.94 m
【详解】
（i）由题意知，当b光与中心轴MN距离时，发生全反射，根据几何关系有
解得
（ii）由题意知，a光从C点射出，其入射角i= 30°，由
解得折射角
r=45°
在△COF中，∠CFE=15°，CO=1 m，根据正弦定理有
解得
x=1.94 m
5．（1）；（2）
【详解】（1）粒子在两板间做类平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，则出电场时的速度大小
则电场力做功
解得
（2）粒子从CD边的中点离开磁场，由几何关系有
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，有
解得
6．(1)；(2)
【详解】(1)木块A在光滑圆弧轨道上运动时，机械能守恒，由机械能守恒定律可知
木块A与木板B发生弹性碰撞时动量守恒，总动能前后相等：
木块A与木板B发生碰撞前瞬间，圆弧轨道对木块A的支持力大小
木块A与木板B发生碰撞后瞬间，圆弧轨道对木块A的支持力大小
。
(2)木块C做匀加速运动，加速度大小
木板B做匀减速运动，加速度大小
设木块C和木板B经过时间t速度相等，
木块C和木板B的共同速度大小
木板B的位移大小
木块C的位移大小
由于木块C的最大加速度
若木块C和木板B发生相对运动，木板B的加速度大小
由于，木块C和木板B发生相对滑动
此后，木板B的位移大小
木块C的位移大小
最终，
7．（1）；（2）
【详解】（1）对气体B，根据玻意耳定律有
解得
同理，对气体A有
其中
解得
（2）对气体B，根据玻意耳定律有
解得
对气体A，根据气态方程有
其中
解得
8．
【详解】设光线在玻璃砖上表面的折射角为，入射角为，由几何关系可得
解得
根据折射定律得玻璃的折射率为
光在玻璃中的传播速度
9．（1），；（2）
【详解】（1）A接触弹簧前做匀加速直线运动，设加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
解得
（2）设B开始运动时弹簧的压缩量为x，对B，根据物体的平衡条件有
对A，根据功能关系有
解得
10．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设a棒通过时的速度大小为，根据动能定理有
设a棒通过时受圆弧导轨的支持力大小为，有
根据牛顿第三定律有
解得
（2）设两棒的共同速度大小为v，对两棒组成的系统，根据动量定理有
解得
对a棒，根据动量定理有
解得
（3）根据闭合电路的欧姆定律有
产生的感应电动势
又
解得
11．（1）；（2）
【详解】（ⅰ）设汽缸的深度为L，加热过程中，缸内气体做等压变化，有
解得
（2）施加拉力前，缸内气体的压强
设活塞在缸口时缸内气体的压强为，对活塞，根据物体的平衡条件有
解得
根据玻意耳定律有
解得
12．（1）；（2）
【详解】（1）光路图如图所示，设光线在C点发生折射的折射角为r，根据几何关系有
根据折射定律有
解得
（2）根据几何关系可知，光线在玻璃砖中传播的路程
光线在玻璃砖中传播的速度大小
又
解得