陕西省各地区2023年高考物理模拟（一模）题按题型分类汇编-03解答题

陕西省各地区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届陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题）某学校航模社团在某次模型火箭低空飞行回收实验中，火箭上升到最大高度后从48m高度处由静止开始先向下做匀加速直线运动，接着向下做匀减速直线运动，匀加速阶段加速度大小是匀减速阶段加速度大小的3倍，成功降落地面时速度为零，向下运动的总时间为8s。不计火箭质量的变化和空气阻力，重力加速度，求：

（1）火箭向下运动的最大速度；

（2）向下加速的时间。

2．（陕西省渭南市蒲城县2021-2022学年高二（下）对抗赛物理试题）如图所示，在的区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在的区域内存在垂直x轴方向的匀强电场（图中未画出），从原点O沿y轴正方向发射的粒子刚好从磁场右边界上点离开磁场进入电场，经电场偏转后到达x轴上的Q点，到Q点速度恰好沿x轴正方向，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力，求：

（1）粒子经过P点的速度大小和方向；

（2）粒子从O点运动到P点所用时间；

（3）电场强度的大小和方向。

3．（重庆市云阳县高阳中学2022-2023学年高三上学期第二次质量检测物理试题）如图所示， 足够长的光滑平台上有静止的小滑块A、B，，，  两滑块之间有一段轻质弹簧刚好处于原长，滑块A与轻弹簧栓接，滑块B末栓接弹簧， 平台右端与倾角的倾斜传送带平滑连接，传送带以的恒定速度顺时针转动。现给滑块A瞬时向右的冲量，此后运动过程中，滑块B脱离弹簧后滑上传送带，并恰好能到达传送带顶端。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数，取重力加速度。求：

（1） 滑块B刚滑上传送带时的速度大小；

（2） 滑块B在传送带上运动过程中，摩擦力对滑块B做的总功；

（3） 滑块B返回平台与滑块A、弹簧发生二次作用过程中，弹簧的最大弹性势能（结果可用根号表示）。

4．（【全国百强校】宁夏育才中学2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题）如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，汽缸的深度，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体。当气体的温度、大气压强时，活塞与汽缸底部之间的距离，活塞的横截面积，不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：

（1）活塞刚到汽缸口处（没漏气）时封闭气体的温度；

（2）达到（1）状态后，保持缸内气体温度不变，然后向活塞上缓慢地放细砂，则放多少砂才能使活塞回到初始位置？

5．（2023届陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题）如图所示，一块横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，∠B=90°，∠C=37°。一束单色光从AB边的中点M垂直入射玻璃砖，在AC边恰好发生全反射，最后从BC边上的N点（图中未标出）射出，已知AB边的长度为L，光在真空中传播速度为c，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

i.请做出光路图，并求出玻璃砖对该单色光的折射率；

ii.求该单色光从进入玻璃砖到第一次从玻璃砖射出所经历的时间t。

6．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，某一直径为D的油滴A最终以速度竖直向下匀速运动。当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为时，另一个带电油滴B恰好能以速度竖直向下匀速运动；把电压增加到时，带电油滴B能以速度竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为，油滴可做球体，直径为D的球体体积公式，以上分均不考虑油滴所受浮力，重力加速度为g。

（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；

（2）求油滴B所带电荷量。

7．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数k=500N/m的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B在弹簧上且处于静止状态。C物体通过轻质细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C，ab段的细绳竖直、cd段的细绳松弛，现无初速释放C，C沿斜面下滑时，细绳直且cd段与斜面平行，随后C继续向下沿斜面运动，在C整个下滑过程中，A始终没有离开地面，C一直在斜面上。已知B的质量为，C的质量为，斜面倾角α=30°，重力加速度为g取10m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，不计空气阻力。求

（1）细绳刚绷直时C的速度；（用根式表示）

（2）B的最大速度v；

（3）对弹簧和物体构成的系统，当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能。为使A不离开地面，求A的质量范围。

8．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示，一水平放置的固定汽缸，由截面积不同的两圆筒连接而成。活塞A、B用一刚性细杆连接，它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动。A、B的截面积分别为、，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为。活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上。当汽缸内气体温度为，活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为。（答案用已知量、、表示）

①细线张力为F1时，汽缸内气体的压强p1；

②若改变汽缸内气体温度，活塞就可能向右移动，当温度变为多少时活塞开始向右移动？

9．（2023届陕西省渭南市高三下学期第一次教学质量检测（一模）物理试题）如图所示，ABC是由折射率为的某种透明物质制成的直角三棱镜横面，∠A=30°。一细束光线在纸面内沿平行于AC方向从AB边的P点射入棱镜（P点图中未画），最后从BC边的中点D点射出，已知CD间距为a，求该束光线的入射点P到A的距离。

10．（重庆市璧山中学校2021-2022学年高一（上）期中物理试题）重庆云巴（ChongqingSkyShuttle），是服务于中国重庆市的城市轨道交通系统，2021年2月15日至24日，重庆璧山云巴开展试乘车；4月16日，重庆云巴首条线路在璧山通车运营并举行通车启动仪式。甲车进站前，以v=16m/s的初速度从减速线处开始减速，到站台停车线处时速度刚好减为0，停车t0=30s时间后再加速至v=16m/s驶离，已知云巴加速和减速的加速度大小均为a=1m/s2，将云巴视为质点。

（1）甲车从到达减速线到再次加速至v，总共通过的路程和所需的时间；

（2）为了提高运行的效率，乙车到此站时没有停车，而是以v=16m/s的速度匀速通过，为了保证安全，乙车与甲车在正常匀速行驶的安全距离至少为多少。（假设正常匀速行驶时的速度均16m/s，两站台距离足够远，且轨道是直的。）

11．（2021届四川省成都市第七中学高三（下）三诊物理试题）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图，是离子注入工作原理示意图，正离子质量为m，电荷量为q，经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的正离子，经偏转系统后注入处在水平面上的晶圆硅片。速度选择器、磁分析器和偏转系统中匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直面向外；速度选择和偏转系统中匀强电场的电场强度大小均为E，方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为R1和R2的四分之一圆弧，其两端中心位置M和N处各有一小孔；偏转系统中电场和磁场的分布区域是一棱长为L的正方体，晶圆放置在偏转系统底面处。当偏转系统不加电场和磁场时，正离子恰好竖直注入到晶圆上的O点，O点也是偏转系统底面的中心。以O点为原点建立xOy坐标系，x轴垂纸面向外。整个系统处于真空中，不计正离子重力，经过偏转系统直接打在晶圆上的正离子偏转的角度都很小，已知当α很小时，满足：，。

（1）求正离子通过速度选择器后的速度大小v及磁分析器选择出的正离子的比荷；

（2）当偏转系统仅加磁场时，设正离子注入到显上的位置坐标为，请利用题设条件，求坐标的值。

12．（四川省成都市蓉城名校联盟2021-2022学年高一（下）入学考试物理试题）图，质量为的滑块（可视为质点）叠放在质量为、长度为的长木板上，放在足够长的水平面上，、均处于静止状态。现用力敲的左端，使瞬间获得水平向右、大小为的初速度。已知、间的动摩擦因数为，与水平面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。求：

（1）被敲击后的瞬间，、的加速度大小；

（2）最终停在上的位置距右端的距离；

（3）、达到共速的瞬间，一质量为的滑块（可视为质点，图中未画出）以水平向左、大小为的速度从右端滑上，已知、间的动摩擦因数为，求最终、之间的距离。

13．（2021届辽宁省朝阳市普通高等学校高三（下）全国统一模拟物理试题）云霄飞车玩具（如图a所示）是儿童最为喜爱的益智类玩具之一，玩具组装原件多，主要考查儿童的思维能力和动手能力。玩具的一小部分结构被简化如图b所示，钢制粗糙水平面长度为，A端连接一倾角为的光滑斜面，斜面长度为，B端点固定一半径的竖直光滑圆弧轨道。从斜面顶端由静止释放一质量的小球甲，运动到A点时与另一质量的静止小滑块乙发生弹性碰撞（斜面与水平轨道连接处能量损失可忽略不计）。碰后小滑块乙在水平面上运动到B点后进入圆弧轨道，取。

（1）求甲、乙碰撞过程中，甲球对小滑块乙的冲量？

（2）若小滑块乙能进入圆轨道并在进入后的运动过程中不脱离轨道，请在下表数据中为小滑块选择合适的材料满足上述的运动条件，写出相应的判断依据。

14．（北京市第四中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题）如图甲中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件的匀强偏转场来控制电子的运动。经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端电压为U0，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。

（1）求电子刚进入偏转场时的速度大小；

（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，且磁场区域为一个圆柱形磁场，直径为L0。从加速场出来的电子正对圆形磁场的圆心射入，要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为θ，求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；

（3）若偏转场S为一矩形竖直向上的匀强电场，区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。靶台为一圆形区域，直径为d。而仪器实际工作时，电压U0会随时间小幅波动，即加速电压为。电子通过加速电场时电场可以认为是恒定的。在此情况下，为使电子均能击中靶台，求电压的波动。

15．（2023届山东省高考仿真模拟卷物理试题（一））某同学设计了一款火灾报警器，如图，导热良好的金属汽缸A放置在容易发生火灾的危险处，平时A中储存有体积为、压强为、温度为室温的理想气体，A与另一导热良好的汽缸B通过很长的细管连接，细管上安有一阀门K，平时阀门K关闭，只有发生火灾时阀门才会打开，触发报警装置。汽缸B通过轻质活塞c也封闭了体积为、温度为室温的理想气体，活塞的横截面积为S，活塞上方为空气，不计活塞与汽缸壁间的摩擦力，大气压强为，室温始终不变，不计细管中的气体体积。

（1）该同学查得火焰的平均温度约为时，阀门刚好打开，求阀门K打开前的瞬间，左右两侧气体的压强差；

（2）阀门K打开后，A中气体向B中移动，A中气体温度保持为，当A中理想气体的压强变为时，阀门自动关闭，经过较长时间稳定后，求活塞上升的距离。

16．（2023届山东省聊城市高三第二次模拟考试物理试题）近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值（n<0）。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射光线和入射光线位于界面法线同侧，如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为θ，A、B两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包含有两种频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为，，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏。

（1）为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射出，求θ的取值范围；

（2）若θ=30°，求激光通过两棱镜后，打在光屏上的两点间的距离。

参考答案：

1．（1）；（2）

【详解】（1）设匀加速最大速度为 ，则匀加速和匀减速运动平均速度都是最大速度的一半，且满足

解得

（2）设加速时间为 ，加速度为 ，减速时间为 ，加速度为 ，则

且

，

解得

2．（1），与y轴负方向夹角等于；（2）；（3），沿y轴负方向

【详解】（1）带电粒子进入磁场后只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，设粒子经过P点的速度大小为v，在磁场中的轨迹半径为r，根据几何关系有

解得

，

在磁场中由洛伦兹力提供向心力得

解得

由几何关系可得粒子经过P点的速度方向与y轴负方向夹角等于；

（2）粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为

粒子在磁场中的运动时间

（3）粒子在匀强电场中做类斜抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动，沿y轴负方向做匀减速直线运动，到达Q点时沿y轴的速度为零。由牛顿第二定律得

沿y轴方向由运动学公式可得

解得电场强度的大小

在磁场中粒子顺时针偏转，由左手定则可知粒子带负电，在电场中沿y轴负方向做匀减速直线运动，故电场强度的方向沿y轴负方向。

3．（1） （2）；（3）

【详解】（1） 设A获得的初速度大小为，利用动量定理

解得

在 A、B 和弹簧作用的过程中，取向右为正方向，有

解得

（2）设B从滑上传送带到与传送带共速的过程中加速度大小为，位移大小为，有

解得

又

解得

设此后滑块B向上减速运动的过程中加速度大小为，位移大小为，有

解得

又

解得

B向下加速过程，设到达传送带底端速度大小为，有

解得

滑块B在传送带上运动的过程中，有

解得

（3）对A、B和弹簧二次碰撞过程，取向左为正方向，有

解得

又

解得

4．（1）；（2）

【详解】（1）对汽缸加热，使活塞缓慢上升，气体发生等压膨胀，由盖—吕萨克定律有

解得

活塞刚到汽缸口处（没漏气）时封闭气体的温度为。

（2）保持缸内气体温度不变，然后向活塞上缓慢地放细砂，使活塞回到初始位置，由玻意耳定律有

假设向活塞上放细砂的质量为，根据受力平衡可得

联立解得

5．i光路图见解析，1.25；ii

【详解】i.做出光路图，如图

由几何关系可知，光在AC面上的入射角

由于光在AC面恰好发生全反射故临界角

玻璃砖的折射率，解得玻璃砖对该单色光的折射率

ii. 由光路图和几何关系可得

，

单色光在玻璃砖中通过的路程为

单色光在玻璃砖中的传播速度

所以单色光在玻璃砖中传播的时间

解得

6．（1） ；（2）

【详解】（1）油滴速度为时所受阻力

油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有

则

（2）设油滴B所带电荷量为q，油滴B向下匀速运动时，阻力向上，油滴受力平衡，

油滴B向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡

解得

将第（1）问的k值代入得

7．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）C沿斜面下滑s，由动能定理有

解得

细绳绷直，B、C系统动量守恒有

解得

（2）开始释放C时，B受力平衡

代入数据

弹簧处于压缩状态

B的速度最大时，BC的加速度为0，由牛顿第二定律有：

对B有

对C有

联立得

弹簧处于伸长状态。因形变量与x1一样，所以弹性势能一样从细绳绷直后到BC速度最大，由机械能守恒定律有

代入数据解得

（3）设弹簧的伸长量为时，B、C的速度为零，此时弹簧弹力最大。对B、C及弹簧构成系统，从细绳舮直到B、C速度为零，由机械能守恒定律有：

代入数据解得

此时对A来说，刚好离开地面为A质量的最小值

解得

为使A不离开地面A的质量符合

8．（1）；（2）

【详解】（1）以被封的气体的两活塞与连杆为研究对象，由平衡有：

解得

把、，

代入得

（2）活塞没有移动，被封气体经历的过程为等容过程，当活塞恰好右移时，气体的压强为，则有

解得

此时气体温度为，由查理定律有

其中解得

即温度为活塞开始向右移动。

9．

【详解】光线在P点折射，由折射定律有

由题可知

解得

若光线从P点射入后直接射到点，光路如答图（c）所示在D点的入射角

在介质中的临界角为，则有

而

故在D点不能射出。

为能从D点射出，从P射入的光线经AC面反射即可，光路如答图（d）所示。

在点，由折射定律解得，射到AC面上Q点，由几何关系知，大于临界角，在Q点全反射，反射角仍然为，可得反射光线垂直于BC从D点射出。在中，，则，因D为的中点，则，在中

解得

在中有

代入解得

10．（1）256m，62s；（2）736m

【详解】（1）由

可得甲车从到达减速线至停车的位移为

x=128m

则从到达减速线到再次加速至v的位移为

2x=256m

甲车运动方向没有变化，路程等于位移的大小，即

s总=256m

由

可得减速时间为

加速时间为

甲车从到达减速线到再次加速至v，总共所需的时间为

（2）乙车通过这段距离用时

甲车需要

故甲比乙车通过这段路多用的时间

甲乙安全距离至少为

11．（1）,；（2）

【详解】（1）在速度选择器中有

解得

在磁分析器中，根据洛伦兹力提供向心力有

根据几何关系

解得

（2）在偏转系统中，因为只加有磁场，所以带电离子做匀速圆周运动。设离子轨迹的圆心角为α，如图所示

由几何关系得

所以有

由题设条件

，

可得

所以正离子注入到显上的位置坐标为。

12．（1）  ；（2）；（3）

【详解】（1）以向右为正方向，被敲击后的瞬间，、的加速度分别为

由此可知被敲击后的瞬间，的加速度大小为、的加速度大小为

（2）、达到共速所用的时间为，该过程中、的相对位移为

解得

假设共速之后、能够保持相对静止，则两者的加速度为

对物块受力分析可知，、之间的摩擦力为

解得

、之间的摩擦力大小为，方向向左

又因为、之间的最大静摩擦力为

假设成立，、共速之后保持相对静止，最终停在上的位置距右端的距离为

（3）物块滑上之后的加速度为

假设滑上之后、能保持相对静止，则两者的共同加速为

对物块受力分析可知，、之间的摩擦力为

解得

、之间的摩擦力大小为，方向向左

又因为、之间的最大静摩擦力为

假设成立，物块滑上之后、保持相对静止，三者达到共速所用的时间为，这段时间中、的相对位移为

解得

假设共速之后、、能保持相对静止，则三者的共同加速为

对、受力分析可知两者受到的摩擦力分别为

均小于最大静摩擦，假设成立，、、共速之后保持相对静止，最终、之间的距离为

13．（1）；（2）见解析

【详解】(1)甲球在下滑过程中，设甲球最低点的速度大小为。根据机械能守恒定律得

代入数据解得

设甲、乙碰撞后速度分别为和。取向右为正方向，由动量守恒定律得

根据动能守恒得

联立并代入数据解得

根据动量定理得

方向水平向右，即甲球对小滑块乙的冲量大小为方向水平向右。

(2)小滑块恰能进入圆轨道有

有

小滑块乙进入圆轨道后恰能到圆心等高处有

有

小滑块乙进入圆轨道后的运动过程中恰能通过圆弧轨道的最高点

根据动能定理有

解得

所以的取值范围为和，查看表格可知：若小滑块可以运动到最高点，材料可以为钢、木；若小滑块运动可以运动到圆心等高处以下，材料可以为聚异戊二烯。

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）电子在加速电场中，由动能定理

解得电子离开加速电场进入偏转场时的速度大小

（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，电子进入磁场后要向下偏转，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，电子在磁场中的运动轨迹如图

由几何知识可得

再根据牛顿第二定律

解得匀强磁场的磁感应强度B的大小为

（3）电子在竖直向上的匀强电场中做类平抛运动，由推论，其出电场时的瞬时速度的反向延长线一定通过场区水平宽度的中点A点；若由于加速电场电压变化，电子离开偏转电场的速度不同，但其反向延长线也必然通过场区水平宽度的中点A点，如图所示

当加速电场电压为U0时，电子刚好打在P点，即

再由电子在匀强电场中偏转的运动规律

代入得

解得

当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台右边缘，即

解得

当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台左边缘，即

同样可解得

15．（1）；（2）

【详解】（1）发生火灾前，以活塞为研究对象，根据平衡条件有

发生火灾时，以A中理想气体为研究对象，根据查理定律有

解得

阀门K打开前的瞬间，左右两侧气体的压强差

（2）阀门K打开后，A中气体向B中移动，以A中气体为研究对象，根据玻意耳定律有

解得

则进入到B中的气体：体积为

压强为、温度为，以B中原气体和进入到B中的气体为研究对象，根据理想气体状态方程有

解得

活塞上升的距离为

16．（1）；（2）

【详解】（1）分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角，若两光线能从棱镜A斜面射出，应小于两光线最小的临界角，由

得

所以的取值范围为

（2）两束光传播的光路图如图所示，由折射定律可知

由几何关系可知

得