河北省唐山市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）题型汇编-03解答题

河北省唐山市高考物理三年(2021-2023)模拟题(三模)按

题型分类汇编-03解答题

一、解答题

1.(2021届河北省唐山市高三(下)5月第三次模拟演练物理试题)一质量为朋A=2kg

的物体A沿固定斜面下滑,斜面高为∕z=1.2m,倾角为37。,A与斜面动摩擦因数为"=0.25,

物体A由顶端滑到斜面底端时无能量损失地进入光滑水平面，后与静止的物体B发生

碰撞，B的质量为机8=lkg,碰撞中损失4J机械能，g=10m∕s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8,>

求：

(1)碰后A、B的速度各是多少？

(2)右侧有固定于水平面上的半圆形光滑轨道，物体B碰撞后可无摩擦的进入轨道，

若B在轨道上运动时不会与轨道脱离，求轨道的半径取值范围。

2.(2021届河北省唐山市高三(下)5月第三次模拟演练物理试题)如图所示，在平面

直角坐标系中，X轴上方区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为8,X轴与

下方虚线MN之间的区域有水平向右的匀强电场，电场强度为E,MN下方存在另一垂

直纸面向里的匀强磁场。一个质量为加、电荷量为q的带正电粒子从坐标原点。平行纸

面射入磁场，粒子初速度为V,方向与X轴负方向夹角为30。。若粒子经过电场区域后

垂直MN射入下方磁场区域并且能够再次回到原点O,不计粒子的重力，试求：

(I)粒子进入电场时的位置坐标；

(2)MN下方的磁感应强度的大小；

(3)粒子由。点出发，第二次经过X轴时恰好回到。点，求此过程中粒子运动的时间。

×X××××××

×X××××××

x

p、--------------A

O---AE

MN

××××××××

3.（2021届河北省唐山市高三（下）5月第三次模拟演练物理试题）如图所示，粗细均

匀，一端开口的较细的直角玻璃管竖直放置，M管部分竖直，N管部分水平，管内用两

段水银柱封闭着A、B两段气体（可视作理想气体），气柱A长36cm,M管中水银柱

长度为25cm,N管左侧水银柱长度5cm且与M管中水银柱相连，气柱B长60cm,其

右侧水银柱长15cm。现缓慢的将玻璃管在竖直平面内逆时针旋转90。，已知大气压为

75cmHg,环境温度为27℃保持不变。

（1）求稳定后N管内右侧水银柱移动的距离；

（2）若对气柱A加热，使M管内水银柱回到初始位置，求此时气柱A的温度。

A

B

4.（2021届河北省唐山市高三（下）5月第三次模拟演练物理试题）如图所示，扇形

AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角/478=60。。一束平行于角平分线OM的单色光

由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。

①求介质的折射率;

②折射光线中恰好射到M点的光线.（填“能”或“不能”）发生全反射。

试卷第2页，共6页

A

5.（2021届河北省唐山市高三（下）5月第三次模拟演练物理试题）如图为一列沿X轴

正方向传播的简谐横波在匚0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），质点α为波上一

点，“点此时纵坐标为0.2,再过∖s,质点α由图示位置第一次到达波峰，b为X轴上

一质点，横坐标为4.5（图中未画出），试求：

（1）质点”的振动方程。

（2）由。时刻起再过多上时间质点b第三次到达波峰？

6.（2022届河北省唐山市普通高中学高三（下）学业水平选择性考试第三次模拟演练

物理试题）质量均为朋的滑块A、B用劲度系数为Z的轻弹簧相连后静止放在光滑水平

面上，滑块B紧靠竖直墙壁，如图所示。用水平恒力尸向左推动滑块A,当滑块A向

左运动的速度最大时撤去力凡

（1）撤去恒力时，弹簧的型变量x；

（2）求在之后的运动过程中，滑块A的最大速度％；

（3）滑块B离开墙壁之后，求系统的最大弹性势能与。

-^mF

BVWWWWVAq

/77777777777777777777777777777777777/

7.（2022届河北省唐山市普通高中学高三（下）学业水平选择性考试第三次模拟演练

物理试题）如图为控制高能粒子在不同位置发生正碰的装置。关于y轴对称间距为2d的

直线边界MN和PQ之间有两个有界匀强磁场。两磁场的边界5T在X轴上方，与X轴距

离力可调。ST下方磁场垂直纸面向里，ST上方磁场垂直纸面向外，磁感应强度均为瓦

高速正、负电子分别从MN和P。磁场边界上沿X轴以相同速率同时进入磁场。调节电

子速率和〃，控制正负电子在），轴不同位置发生正碰，碰撞时速度与y轴垂直。已知电

子质量为，小电荷量大小为e、不计粒子间的相互作用力和重力。求：

（1）正、负电子同时以相同速度W=竽进入磁场，经过ST边界一次后在y轴发生正

碰，求人大小;

（2）正、负电子同时以相同速度为=避跑进入磁场，调节〃使正负电子在轴不同

位置发生正碰，求〃的可能大小。

M1P

S...................

T7×××^^×^

〃、，Vx××XV

X

×?X×i

NddQ

8.（2022届河北省唐山市普通高中学高三（下）学业水平选择性考试第三次模拟演练

物理试题）如图为某导热良好的容器简化图，内部形状不规则，插有一根两端开口的璃

管。为了测量容器的容积，玻璃管与容器接口处用蜡密封。玻璃管内部的横截面积为S。

玻璃管内静止水柱封闭着高度为历的空气柱，此时外界的温度为刀。现把容器浸在温

度为小的热水中，水柱再次静止时下方空气柱高度为后。外界大气压保持不变，求：

容器容积的表达式。

9.（2022届河北省唐山市普通高中学高三（下）学业水平选择性考试第三次模拟演练

物理试题）如图所示，某种材料的透明球形介质折射率为近，半径为七一束足够强

试卷第4页，共6页

的单色光以〃=45。射入球体。求：单色光第1次从球体射出时的方向与入射前的夹角«»

10.（2023届河北省唐山市高三下学期三模物理试题）如图所示，导热性能良好的汽缸

开口向上竖直放在水平地面上，汽缸内封闭一定质量的理想气体。其中缸体质量为

活塞质量为，"，活塞面积为S,活塞距汽缸底部为。，汽缸壁厚度及活塞与汽缸之间的

摩擦不计。现对活塞施加竖直向上的拉力，使活塞缓慢向上移动，当汽缸底部将要离开

地面时，使活塞停止移动。设定环境温度保持不变，外界大气压强为4,重力加速度

为g。求：

（1）未施加向上拉力之前，活塞静止时缸内气体的压强：

（2）从对活塞施加竖直向上的拉力到停止移动过程中，活塞向上移动的距离是多少。

11.（2023届河北省唐山市高三下学期三模物理试题）如图所示，MNPQ为边长为工的

正方形，在三角形MNQ区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为瓦

质量为加、电荷量为+4的带电粒子由。点沿QM方向射入磁场，速度大小为片经磁场

偏转后由NP边离开正方形区域。粒子重力不计，求：

（1）粒子射入磁场的初速度的最大值；

（2）若在三角形NP。区域加一平行NP边、由N指向P方向的匀强电场，电场强度大

小为E=BV（E的大小随V的变化而变化），发现粒子仍由NP边离开正方形区域，求粒

子射入磁场的初速度的范围。

∣2.（2023届河北省唐山市高三下学期三模物理试题）如图所示，倾角6=30的斜面体

固定在水平面上，一轻弹簧的下端固定在斜面底端的挡板上，轻弹簧处于原长时其上端

位于C点，一根不可伸长的轻质细绳跨过轻质滑轮连接物体A和B,A、B的质量分别

为4kg和2kg,均可视为质点。物体A与滑轮间的轻绳平行于斜面，与斜面间的动摩擦

因数〃=且。现使物体A从距离C点L=Im处以%=3m∕s的初速度沿斜面向下运动。

4

物体A向下运动将弹簧压缩到最短后，恰能回到C点。弹簧始终在弹性限度内，重力

加速度g取IOm∕s∖不计空气阻力，整个过程中轻绳处于拉伸状态且物体B未与滑轮接

触，不计滑轮摩擦。求：

（1）A沿斜面向下运动到C点时轻绳的拉力；

（2）整个运动过程中弹簧的最大弹性势能；

（3）物体A沿斜面向上运动过程中的最大速度。

试卷第6页，共6页

参考答案:

1.(1)2m/s；4m/s；(2)R≤0.32m

【详解】（1）设A物体下滑到底端时速度为四，由动能定理

h

AB碰撞过程动量守恒，设碰后A、B的速度分别为VA和VB,由动量守恒定律可得

mAV（f=mAVΛ+mβVB

由机械能损失列式得

12ɪ212AY

mAv0mAvΛ--mBvB=4J

代数得

VA=2Π√S

vB=4m∕s

（2）若物体B滑上半圆轨道最高到达与圆心等高处则不会脱离轨道，设轨道半径为R

1,

-'nBvI=WgRd

解得

R=O.8m

若物体8能恰好到达圆轨道最高点，设轨道半径为凡设到达最高点速度为V

tnv~

-----=mg

R

I2I2

解得

R=0.32m

所以R的取值范围为a0∙8m或距0.32m。

tnvCC^πm^j3ιnv

2.(1)(-0)；(2)B=B；(3)---------1-----------

qB13qBEq

【详解】（1）如图画出粒子在上面磁场中的轨迹由几何关系得，所对应得圆心角为60。

设粒子得轨道半径为R,根据公式

2

dmv

q'B=下

得

答案第1页，共11页

R=—

qB

tnv

故粒子进入电场得坐标为(-痴，。)

(2)如图，粒子进入匀强电场的速度分解为力和力

o

vx=vcos30

o

vv=vsin30

当粒子到达MN时以减为零粒子以速度力进入下面磁场做半个圆周运动，设场强为其半

径R/,返回电场后做类平抛运动，其两次在电场的轨迹是完全相同的，因为粒子能够回到。

点，所以粒子

又因为

mv;

联立解得

BI=B

(3)设粒子在上面磁场运动时间为。，周期为。

T兀

F2m

设粒子第一次在电场中运动时间为f2,加速度为“

Eq=ma

答案第2页，共11页

vx=at2

设粒子在下面磁场中运动时间为小周期为八

„lπm

T

设粒子运动的总时间为3则

4πm∖∣3tnv

t=-----1-------------

3qBEq

3.⑴26cm；(2)570K

【详解】(1)对气柱B：初始状态压强为

PB=P0=75CmHg

旋转后压强为

PB'=75cmHg+15cmHg=90cmHg

气B在旋转过程中为等温变化，则有

PBIB=PB"/

解得

/8'=5OCm

对气柱A：初始状态压强为

PA=Po-0g4=5°CmHg

旋转后假设N管左侧5cm水银柱全部进入左管，则

pA,=pfi-90cmHg

气柱A在旋转过程中为等温变化，则有

PA1A=PA'1A"

解得

//'=20cm

气柱A缩短长度为

Δ∕Λ≈IΛ-IΛ'=↑6cm>5cm

符合实际。因此N管内右侧水银柱移动的距离为

答案第3页，共11页

X=IA-IA'+ln-lll'=26cm

(2)对气柱A：初始状态压强PA=50CmHg,气柱长度M=36cm,温度77=300K;最终状态

Pj=PK+5cmHg=95cmHg

气柱长度为/J=36cm,温度为72,则有

PA=PA

ZT2

解得

72=570K

4.①"=√J;②不能

【详解】①作出光路图，如图

由几何知识可知，入射角i=60。，折射角，=30。，根据折射定律得

Sini

H=——

sinr

代入数据解得

∏=6

②设临界角为C则

√3

SinC=-=——

n3

C=arcsin且>30°

3

由图中几何关系可知，折射光线中恰好射到M点的光线，在M点的入射角仍为30。，小于

临界角arcsin3，不能发生全反射。

3

答案第4页，共11页

5.(1)0.4sin(5πf+工)m；(2)9.7s

6

【详解】(1)由图可知再过质点。到达波峰；即

O

T1

­=—S

615

解得

Γ=0.4s

所以

2π

ω-——

T

解得

ω=5πrad∕s

质点振动方程为

X=Asin(ωt+φ)

由图知A=O.4m,所以质点α的振动方程为

x=0.4sin(5πt+—)m

6

(2)设波长为2波速h波由。时刻传播到6点所用时间为由图知λ=0.2m

又因为

λ

V=—

T

解得

v=0.5m∕s

故

4.5-0.2

L-----------

V

解得

∕∣=8.6s

设波传播到达b点后又经过t2,b点第三次到达波峰

则

11

仔7

故总时间为

/=0+/2=9.7s

答案第5页，共11页

6∙(1)3⑵F舟⑶S

【详解】(1)设力尸作用的距离为X时，滑块A向左速度最大，此时滑块A加速度为零，

由牛顿第二定律得

F-Jtr=O

解得，撤去恒力时，弹簧的型变量为

F

X=­

k

(2)撤去尸之后的运动过程，当滑块A向右运动至弹簧为自然长度时，滑块A的速度最大,

此时尸做的功全部转化为滑块A的动能，由动能定理得

P12

解得，滑块A的最大速度为

(3)滑块A向右速度为%时，滑块B开始脱离墙壁，之后系统机械能守恒、动量守恒。

当A、B速度相等为V时，系统的弹性势能最大，依据动量守恒有

mvm=(tn+tri)v

依据系统机械能守恒有

1

—mv~^y=-(m+tn)v+En

22、7P

解得，系统的最大弹性势能为

E=—

p2k

7.(1)⅛i(2)见解析

2

【详解】(1)设正、负电子以速度刃在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为〃，根据

牛顿第二定律有

mv;2

Bevl=——l

4

解得

d

n=2

如图所示，根据对称性可知

答案第6页，共11页

h=r.=—

12

(2)设正、负电子以速度也在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为⑶根据牛顿第二

定律有

Bev,=遮

^「2

解得

如图所示(仅画机=1时的情景，根=2时在左右磁场中各重复了两次机=1时的运动，依次类

推)，当时，正、负电子仅可能在。点发生正碰，根据几何关系有

(h-r)2+I=W(An=1,2,3)

2£

解得

h=-----------d(机=1,2,3)

答案第7页，共11页

当/7<∕∙2时，如图所示，正、负电子在两磁场中存在往复运动的情况，根据几何关系有

解得

Γ,______

h=-d--√3√-4(n=2,3,4...)

44〃

M∖↑y

T∖Sh2-T1Shx

-T2-Ti

【详解】设容器的容积为玲，则封闭气体

V∣=V0+Shi

V2=Vo+Sh2

封闭气体做等压变化，由盖吕萨克定律得

匕=以

ZT2

得

TIShQ-T、ShT

12-1∖

9.30°

【详解】设射入球体时的折射角为小则由折射定律得

sinL

n=--l

sin4

单色光第1次从球体射出时的入射角为力，折射角为2则由折射定律得

答案第8页，共11页

sinr)

n=------

Sini2

山几何关系得

ri-12

则

/7=12=30°

a=2(z∕-∏)-30°

（M+，〃）四

10.(1)p+――；(2)

nPOS-Mg

【详解】（1）选活塞为研究对象，根据平衡条件有

PIS=POS+mg

解得

ɔ

（2）选缸体为研究对象，当气缸底部将要离开地面时，根据平衡条件有

P2S+Mg=p0S

解得

_Mg

Pi=Po--/

选封闭气体为对象，根据玻意耳定律有

P1L1S=p2L2S

解得

P2S1nτl

-POS-Mg

则活塞移动的距离为

clBLqBL<∖,<qBL

IL⑴『⑵近开口壁

【详解】（1）要使带电粒子从NP边离开正方形区域，其偏转半径最大值为

R=L

根据

答案第9页，共11页

解得

V=迺

mm

(2)在三角形NPQ区域施加电场后，使带电粒子仍从NP边离开正方形区域，设射入最小

速度为匕，对应半径为4,根据

2

q%B=­L

rι

带电粒子进入电场后做类平抛运动，根据

「1ar。

L-η=vlt9rλ~~

根据

qE=nuι

根据题意有

qBvx=ma

解得

qBL

1(ι+∙V∑),“

则带电粒子射入磁场的速度范围为