辽宁省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03解答题

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辽宁省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03解答题

一、解答题
1．（2023届辽宁省葫芦岛市普通高中高三下学期一模测试物理试题）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。

2．（2023届辽宁省葫芦岛市普通高中高三下学期一模测试物理试题）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）

3．（2021届辽宁省普通高等学校招生考试适应性测试物理试题）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。

4．（2023届辽宁省丹东市高三下学期质量测试物理试题（一））现有A、B两个小物块在同一长直水平气垫导轨上做碰撞实验，导轨上带有刻度坐标。利用照相机对两个物块进行4次连续拍照，频闪拍照的时间间隔为0.1s，获得如图所示照片。四次拍照时两物块均在图示坐标范围内，且前三次拍照物块B均静止在处，不计两物块大小且碰撞瞬间完成。已知，根据照片求：
（1）碰撞前物块A的速度大小；
（2）物块B的质量；
（3）在上述条件下，若在物块B左侧粘上一块轻质橡皮泥，碰撞后A与B粘在一起共同运动，求碰撞过程中损失的机械能。

5．（2023届辽宁省丹东市高三下学期质量测试物理试题（一））水银气压计在超失重情况下不能显示准确的气压，但太空无液气压计却能显示超失重情况下的准确气压。若某次火箭发射中携带了一只太空无液气压计和一只水银气压计。发射的火箭舱密封，起飞前舱内温度，水银气压计显示舱内气体压强为1个大气压。太空气压计读数也是，当火箭以加速度g竖直向上运动时，舱内水银气压计示数为，则太空无液气压计读数是多少？舱内气体的温度是多少开尔文？（运动过程中重力加速度g不变）

6．（2023届辽宁省丹东市高三下学期质量测试物理试题（一））如图所示，P、Q是两根固定在水平面内的光滑“Z”型平行金属导轨，窄处间距为，宽处间距为窄处的2倍，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EF左侧区域、GH右侧区域有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向相反。同种材料制成的粗细相同的均匀金属棒a、b，长度分别与所在处导轨间距相等，均静止在靠近磁场边界的位置。a棒质量为，电阻为。现使a棒瞬间获得一向左的初速度，大小为，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求：
（1）a棒刚运动瞬间的加速度大小；
（2）整个运动过程中b棒产生的焦耳热；
（3）整个运动过程中通过a棒横截面的电荷量。

7．（2023届辽宁省抚顺市普通高中高三下学期模拟考试物理试题）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届辽宁省抚顺市普通高中高三下学期模拟考试物理试题）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届辽宁省抚顺市普通高中高三下学期模拟考试物理试题）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。


10．（2022届山东省济南市山东师范大学附属中学高三（下）打靶测试物理试题）2021年11月7日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱执行任务，出舱时他们身着我国新一代“飞天”舱外航天服。舱外航天服内密封了一定质量的理想气体，用来提供适合人体生存的气压。航天服密闭气体的体积约为V1=4L，压强p1=1.0×105Pa，温度t1=27℃，航天员身着航天服，出舱前先从核心舱进入节点舱，然后封闭所有内部舱门，对节点舱泄压，直到节点舱压强和外面压强相等时才能打开舱门。
（1）节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到V2=6L，温度变为t2=－3℃，求此时航天服内气体压强p2；
（2）为便于舱外活动，当密闭航天服内气体温度变为t2=－3℃时，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到p3=5.0×l04Pa。假设释放气体过程中温度不变，体积变为V3=4L，求航天服需要放出的气体与原来气体的质量之比。

11．（2023届辽宁省鞍山市普通高中高三下学期第一次模拟联考物理试题）如图所示，平面直角坐标系中存在一个半径R=0.2m的圆形匀强磁场区域，圆心与原点重合，磁感应强度，方向垂直纸面向外。区域有电场强度大小为E的匀强电场，方向沿y轴正方向。现从坐标为（0.2m，-0.3m）的P点发射出质量、带电量的带正电粒子，以速度大小沿x轴负方向射入匀强电场，恰从圆形磁场区域的最低点进入磁场。（粒子重力不计）
（1）求该匀强电场E的大小：
（2）求粒子在磁场B中做圆周运动的半径r。

12．（2023届辽宁省鞍山市普通高中高三下学期第一次模拟联考物理试题）电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其简化原理示意图如图丙所示。假设图中直流电源电动势为E=45V（内阻不计），电容器的电容为C=22F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m，电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg，电阻为R=5Ω的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场。接通电路后MN开始向右加速运动，经过一段时间后回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求：
（1）直流电源的a端是正极还是负极？
（2）若用导线将1、2连接让直流电源供电，MN离开导轨时的最大速度的大小；
（3）若开关先接1，使电容器完全充电；然后将开关接至2，MN离开导轨时的最大速度的大小。

13．（2023届辽宁省大连市高三下学期一模物理试题）某濒危鱼类长期生活在压强为的深海中，科研团队为便于研究，把该鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中，同时给它们创造一个类似深海的压强条件。假设该鱼位于一层水箱底部，距离二层水箱水面的高度，二层水箱上部密封一定质量的空气，空气体积，空气压强与外界大气压相同。已知外界大气压为，高水柱产生的压强约为（水箱内气体温度恒定、不考虑空气溶入水的影响）。求：
（1）为使鱼在一层水箱正常存活，需要给二层水箱再打进压强为的空气多少升？
（2）为了让二层水箱上方气体压强和第（1）问充气后气体压强相同，还可以采用从进水口注水的方法，那么需要注入多少升水？

14．（2023届辽宁省大连市高三下学期一模物理试题）如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上A点。质量为m的小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为μ，弹簧原长为0.6L，左端固定在A点，右端与小球相连。长为L不可伸长质量不计的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L。装置静止时将小球向左缓慢推到距A点0.4L处时松手，小球恰能保持静止。接着使装置由静止缓慢加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，不计转轴所受摩擦。
（1）求弹簧的劲度系数k；
（2）求小球与轻杆间恰无弹力时装置转动的角速度ω；
（3）从开始转动到小球与轻杆间恰无弹力过程中，摩擦力对小球做的功为W，求该过程外界提供给装置的能量E。

15．（2023届辽宁省大连市高三下学期一模物理试题）如图甲所示，空间中有一直角坐标系Oxyz，在紧贴坐标为点的下侧有一粒子源P，能沿x轴正方向以的速度持续发射比荷的带正电的粒子。图乙为xOy平面图，在、的空间中有沿－y方向的匀强电场，电场强度大小为，在的空间有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为。若在xOz平面内区域放置一足够大的吸收屏（如图甲所示），屏上方施加有沿－y方向，大小为的匀强磁场（忽略粒子间的相互作用）。求：（结果保留一位有效数字）
（1）粒子第一次穿过y轴的坐标；
（2）粒子第二次穿过y轴的坐标；
（3）粒子打到吸收屏上的坐标。

16．（2023届辽宁省沈阳市高三下学期质量监测物理试题（一））楚天都市报2018年1月31日讯，一居民忘记关火致高压锅持续干烧，民警冒险排除隐患！为此，某团队在安全设施保障下对高压锅空锅加热的多种可能进行了测试。高压锅结构简图如图所示，密封好锅盖，将压力阀套在出气孔上，加热前高压锅内气体温度为，内部气体压强为。对高压锅加热，当锅内气体压强达到时，锅内气体将压力阀顶起，开始向外排气，在排气过程中继续加热至温度为时，停止加热，压力阀很快落下，再次封闭气体。假定排气过程锅内气体压强不变，锅内气体视为理想气体。求：
（1）锅内气体压强为时的温度；
（2）锅内排出的气体与原有气体的质量比。

17．（2023届辽宁省沈阳市高三下学期质量监测物理试题（一））如图所示，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，足够长的水平荧光屏PQ与圆形磁场区相切于P点。质量为m、电量为q的带正电的粒子从P点以速率沿与竖直方向夹角的方向射入磁场。粒子经磁场偏转后沿水平方向离开磁场。离开磁场的瞬间，在荧光屏上方施加竖直向下的匀强电场，电场区域足够宽，电场强度，不计粒子重力，已知R＝1.0m。求：
（1）粒子离开磁场时距离荧光屏的高度h；
（2）粒子打到荧光屏上的亮点距P点的距离s。（计算结果均保留两位有效数字）

18．（2023届辽宁省沈阳市高三下学期质量监测物理试题（一））如图所示，质量为m的物块A与质量为3m的物块B静置于光滑水平面上，物块B与劲度系数为k的水平轻质弹簧连接。现使物块A以初速度水平向右运动，物块A与弹簧发生相互作用，最终与弹簧分离。全过程无机械能损失且弹簧始终处于弹性限度内。弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧形变量）。求：
（1）物块B的最大速度；
（2）物块A的最大加速度；
（3）去掉弹簧，使物块AB带上同种电荷，放在光滑绝缘的水平面上。物块A从较远处（该处库仑力可忽略，AB组成的系统电势能为零），以初速度冲向物块B。在物块B的右侧有一固定挡板（位置未知，图中也未画），物块B与挡板发生弹性碰撞后立即撤去挡板，求此后过程中系统最大电势能的取值范围（物块B与挡板碰撞时间极短，没有电荷转移，全程物块A和B没有接触）。


参考答案：
1．（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

2．（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

3．(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)
4．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物块A做匀速直线运动，在0.1s内位移大小为20cm，则

（2）设向右为正方向，碰撞前物块B静止
，
碰撞后
，
根据动量守恒定律

求得

（3）根据动量守恒定律

解得

根据能量守恒定律可知

解得

5．，
【详解】起飞前
，
起飞后，设实际气压，对水银气压计中水银柱由牛顿第二定律得

又

解得

根据查理定律，解得

6．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题意可知b棒质量为2m，电阻为2R，a棒运动瞬间电路中感应电动势

此时线路中的感应电流

a棒安培力大小

a棒瞬间加速度大小为

（2）初始阶段a棒做减速运动，b棒做加速运动，回路中总的感应电动势为

可知，最终当a、b两棒的速度大小之比为2:1、方向相反时回路的磁通量不再变化，线路无感应电流，两棒各自做匀速运动，既有

分别对a、b两棒列动量定理，设方向为正方向，对a棒有

对b棒有

解得
，
此过程中a、b两棒的电流始终等大，因此产生的焦耳热之比为1:2，设b棒焦耳热为Q，由能量守恒有

解得

（3）根据
，
解得

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

10．（1）；（2）
【详解】（1）对航天服内的密闭气体，初态温度为

末态温度为

由理想气体方程

此时航天服内气体压强为

（2）设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为 ，根据玻意耳定律

得

则放出的气体与原来气体的质量之比为

11．（1）5×103N/C；（2）0.2m
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，其水平位移为0.2m，则有
x=v0t
竖直方向有

其中
y=0.3m-0.2m=0.1m
根据牛顿第二定律有
qE=ma
解得
E=5×103N/C
（2）由平抛的速度规律可知，速度方向与-x方向的夹角θ满足

由于
v=at
解得
θ=45°
所以进行磁场的速度

解得

作出运动轨迹如图所示

在磁场中有

解得
r=0.2m
12．（1）负极；（2）22.5m/s；（3）22m/s
【详解】（1）由于电磁炮受到的安培力方向水平向右，电流由N流向M，所以直流电源的a端为负极；
（2）电磁炮向右加速，切割磁感线运动产生的感应电动势增大到等于直流电源的电动势时，回路中电流为零，电磁炮速度达到最大。
由
E=Blvm1
E=45V
可得最大速度
vm1=22.5m/s
（3）电容器放电前所带的电荷量为

开关接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势

当电容器板间电压降到时，电路中电流为零，电磁炮速度达到最大
电容器所带电荷量

设在电容器放电过程中MN中的平均电流为，MN受到的平均安培力

由动量定理

由于

联立解得
vm=22m/s
13．（1）；（2）
【详解】（1）由题意，得

打进气体后的气体压强为

根据气体等温变化，得

需要给二层水箱再打进压强为的空气的体积为

（2）设需要注入水的体积为，由等温变化为

解得

14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）依题意，有
k（0.6L－0.4L）＝μmg
解得
k＝

（2）小球与轻杆间恰无弹力时受力情况如图所示，此时弹簧长度为0.8L有
Tsin37°＝mg
Tcos37°＋k（0.8L－0.6L）＝0.8mω2L
解得
ω＝
（3）题设过程中初始时弹簧的压缩量与最终状态时的伸长量相等，故弹性势能改变量
ΔEp＝0
设小球克服摩擦力做功为W，则由功能关系有

其中
v＝0.8ωL
解得该过程外界提供给装置的能量

15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子从P点射出后在xOy平面内做平抛运动，沿y轴负方向的加速度为

做平抛运动的时间为

粒子在竖直方向上的位移

所以粒子第一次穿过y轴时的坐标为。
（2）粒子第一次穿过y轴时的速度为

由于

所以粒子沿着与y轴负方向成角的方向进入磁场，然后做匀速圆周运动。由

可得圆周半径

由几何关系可知，圆心在x轴正半轴的处。所以粒子将从y轴的正半轴某点处离开磁场，其坐标与粒子第一次穿过y轴时的坐标关于原点对称，所以粒子第二次穿过y轴时的坐标为。
（3）粒子第二次穿过y轴后，沿着与y轴负方向成角的方向进入磁场。在磁场中，粒子沿着y轴负方向的分速度为

在这个方向上，洛伦兹力为零；粒子沿着x轴负方向的分速度为

在这个方向上，粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动。所以粒子进入磁场后，将沿着螺旋线向吸收屏运动。根据


可得，粒子在磁场中运动半周的时间为

粒子从y轴上处运动到xOz平面上的时间为

由于，所以在粒子离开磁场之前，就已经打到了吸收屏上。粒子的圆周轨迹对应的角度为

粒子做圆周运动的半径为

所以粒子打到吸收屏上的坐标为



16．（1）；（2）
【详解】（1）由等容变化可知，解得锅内气体压强为p1时的温度

（2）以锅内及排除的气体作为研究对象，设排气前高压锅内气体体积为，锅内排除的体积为，排除气体质量为，原有气体质量为。由于排气过程气体压强始终不变，研究气体做等压变化。
初态：温度为   体积为
末态：温度为  体积为
根据盖-吕萨克定律可得
由，
可知

排出气体体积与原有气体质量比为

可得

17．（1）；（2）
【详解】（1）由可得，粒子在磁场中的轨道半径为

即与磁场圆半径一样，粒子轨迹图如下

由几何关系得

（2）由类平抛规律得


由牛顿第二定律得

联立解得

粒子打到荧光屏上的亮点距P点的距离

联立可得

18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当A物块与弹簧分离时，B物块速度最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律有


解得


（2）当两物块共速时，弹簧压缩量最大，根据动量守恒

得

A物块有最大加速度，根据能量守恒

解得

又


物块A的最大加速度

（3）设B物块与挡板碰撞前瞬间的速度大小为，此时A的速度为vA，根据动量守恒
①
B与挡板碰后，以向左运动，当A、B速度相同（设为）时，弹簧势能最大，为Em，则
②
③
由①②两式得

代入③式化简得
④
B与挡板相碰时速度最大，有最大值，则


联立以上两式得

即vB的取值范围为

结合④式可得：当时，Em有最大值为

当学时，Em有最小值为
Em2=0
所以系统最大电势能的取值范围为