高考物理辽宁卷（6月）3年（2023-2023）真题汇编-解答题（有解析）

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高考物理辽宁卷（6月）3年（2023-2023）真题汇编-解答题

一、解答题

1．（2023·辽宁·统考高考真题）某大型水陆两柄飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机在水而上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v=80m/s时离开水面，该过程滑行距离L=1600m、汲水质量m=1.0×10kg。离开水面后，飞机琴升高度h=100m时速度达到v=100m/s，之后保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s。求：

（1）飞机在水面滑行阶段的加速度a的大小及滑行时间t；

（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量ΔE。

2．（2023·辽宁·统考高考真题）如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的倍。金属板外有一圆心为O的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间，恰好从下板边缘P点飞出电场，并沿PO方向从图中O'点射入磁场。己知圆形磁场区域半径为，不计粒子重力。

（1）求金属板间电势差U；

（2）求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ；

（3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O'点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的侧形磁场区域的圆心M。

3．（2023·辽宁·统考高考真题）如图，质量m1=1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k=20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2=4kg的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为。取重力加速度g=10m/s2，结果可用根式表示。

（1）求木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1；

（2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小；

（3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能U（用t表示）。

4．（2022·辽宁·高考真题）2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。

（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度时，滑过的距离，求加速度的大小；

（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为，滑行速率分别为，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。

5．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为，之后沿轨道运动。以O为坐标原点建立直角坐标系，在区域有方向与x轴夹角为的匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：

（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；

（2）小球经过O点时的速度大小；

（3）小球过O点后运动的轨迹方程。

6．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。

（1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向；

（2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到的最小距离x；

（3）初始时刻，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。

7．（2023·辽宁·统考高考真题）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；

（2）小包裹通过传送带所需的时间t。

8．（2023·辽宁·统考高考真题）如图（a）所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图（b）为某一“系留气球”的简化模型图；主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气（可视为理想气体），副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0=1.0×105Pa、温度T0=300K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。

（1）设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p；

（2）气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。

9．（2023·辽宁·统考高考真题）如图所示，在x>0区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在x0）的粒子甲从点S（-a，0）由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点P（a，a）、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子乙。（不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应）

（1）求电场强度的大小E；

（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在x≤0区域内加上与x>0区域内相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间△t；

（3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原x>0区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间内粒子甲运动的距离L。

参考答案：

1．（1），；（2）

【详解】（1）飞机做从静止开始做匀加速直线运动，平均速度为，则

解得飞机滑行的时间为

飞机滑行的加速度为

（2）飞机从水面至处，水的机械能包含水的动能和重力势能，则机械能变化量为

2．（1）；（2）或；（3）

【详解】（1）设板间距离为，则板长为，带电粒子在板间做类平抛运动，两板间的电场强度为

根据牛顿第二定律得，电场力提供加速度

解得

设粒子在平板间的运动时间为，根据类平抛运动的运动规律得

，

联立解得

（2）设粒子出电场时与水平方向夹角为，则有

故

则出电场时粒子的速度为

粒子出电场后沿直线匀速直线运动，接着进入磁场，根据牛顿第二定律，洛伦兹力提供匀速圆周运动所需的向心力得

解得

已知圆形磁场区域半径为，故

粒子沿方向射入磁场即沿半径方向射入磁场，故粒子将沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向的夹角为，则粒子在磁场中运动圆弧轨迹对应的圆心角也为，由几何关系可得

故粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向的夹角为或；

（3）带电粒子在该磁场中运动的半径与圆形磁场半径关系为，根据几何关系可知，带电粒子在该磁场中运动的轨迹一定为劣弧，故劣弧所对应轨迹圆的弦为磁场圆的直径时粒子在磁场中运动的时间最长。则相对应的运动轨迹和弦以及圆心M的位置如图所示：

3．（1）1m/s；0.125m；（2）0.25m；；（3）

【详解】（1）由于地面光滑，则m1、m2组成的系统动量守恒，则有

m2v0=(m1＋m2)v1

代入数据有

v1=1m/s

对m1受力分析有

则木板运动前右端距弹簧左端的距离有

v12=2a1x1

代入数据解得

x1=0.125m

（2）木板与弹簧接触以后，对m1、m2组成的系统有

kx=(m1＋m2)a共

对m2有

a2=μg=1m/s2

当a共=a2时物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹簧压缩量

x2=0.25m

对m1、m2组成的系统列动能定理有

代入数据有

（3）木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板即m1的加速度大于木块m2的加速度，则当木板与木块的加速度相同时即弹簧形变量为x2时，则说明此时m1的速度大小为v2，共用时2t0，且m2一直受滑动摩擦力作用，则对m2有

－μm2g2t0=m2v3－m2v2

解得

则对于m1、m2组成的系统有

U=Wf

联立有

4．（1）；（2），甲

【详解】（1）根据速度位移公式有

代入数据可得

（2）根据向心加速度的表达式

可得甲、乙的向心加速度之比为

甲、乙两物体做匀速圆周运动，则运动的时间为

代入数据可得甲、乙运动的时间为

，

因，所以甲先出弯道。

5．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）小球从A到B，根据能量守恒定律得

（2）小球从B到O，根据动能定理有

解得

（3）小球运动至O点时速度竖直向上，受电场力和重力作用，将电场力分解到x轴和y轴，则x轴方向有

竖直方向有

解得

，

说明小球从O点开始以后的运动为x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，y轴方向做匀速直线运动，即做类平抛运动，则有

，

联立解得小球过O点后运动的轨迹方程

6．（1），方向水平向左；（2）①，②；（3）

【详解】（1）细金属杆M以初速度向右刚进入磁场时，产生的动生电动势为

电流方向为，电流的大小为

则所受的安培力大小为

安培力的方向由左手定则可知水平向左；

（2）①金属杆N在磁场内运动过程中，由动量定理有

且

联立解得通过回路的电荷量为

②设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有

整理可得

联立可得

若两杆在磁场内刚好相撞，N到的最小距离为

（3）两杆出磁场后在平行光滑长直金属导轨上运动，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，则N到cd边的速度大小恒为，根据动量守恒定律可知

解得N出磁场时，M的速度大小为

由题意可知，此时M到cd边的距离为

若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况：

①M减速出磁场，出磁场的速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，对M根据动量定理有

联立解得

②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有

同理解得

综上所述，M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为

7．（1）；（2）

【详解】（1）小包裹的速度大于传动带的速度，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上，根据牛顿第二定律可知

解得

（2）根据（1）可知小包裹开始阶段在传动带上做匀减速直线运动，用时

在传动带上滑动的距离为

因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传动带方向上的分力，即，所以小包裹与传动带共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为

所以小包裹通过传送带的时间为

8．(1)5.0×104Pa；(2)266K

【详解】（1）汽囊中的温度不变，则发生的是等温变化，设气囊内的气体在目标位置的压强为，由玻意耳定律

解得

由目标处的内外压强差可得

解得

（2）有胡克定律可知弹簧的压缩量变为原来的，则活塞受到弹簧的压力也变为原来的，即

设此时气囊内气体的压强为，对活塞压强平衡可得

由理想气体状态方程可得

其中

解得

9．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）粒子甲匀速圆周运动过P点，则在磁场中运动轨迹半径

R=a

则

则

粒子从S到O，有动能定理可得

可得

（2）甲乙粒子在P点发生弹性碰撞，设碰后速度为、，取向上为正，