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

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

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、之间有水平方向的匀强磁场，宽度为4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。一质量为机、电荷量为q

的带正电粒子从A点以大小为VO的速度水平向右运动，恰从。点进入磁场。已知A点

到CD的距离为g,A点到MN的距离为不计粒子受到的重力。

（1）求带电粒子到达。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。

Mi∙∙∙∙ιP

NK-dfQ

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M=6kg的小车车厢前、后壁间的距离L=6m,左端带

有橡皮泥的长木板A的质量机.=2kg、长度”=3m,木板上可视为质点的弹性物体B

的质量，?=4kg,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％=4m/s的初速度，经过时间∕=ls,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g=10m∕s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：

（DA,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。

后壁—*前壁

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//=3()Cm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P°=76cmHg,

Li=14cm,L2=16cm,此时理想气体的温度T=280K。

(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厂；

(2)若保持理想气体的温度r=28OK不变，把玻璃管开口朝下固定在倾角

。=37。(Sin37。=I)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

长度乙(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，。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=Im,两束与中心轴平行的相同检测光八人射入半球形玻璃砖，

当。光与中心轴MN的距离L=0.5m时，α光从玻璃砖上C点射出，出射光线与中心轴

MN交于F点、,当人光与中心轴MN距离S=立m时，6光在玻璃砖右侧恰好发生全反

2

射,求：

(i)玻璃砖对检测光的折射率”；

(ii)C点与F点间的距离。(取CoSI5。=0.97)

试卷第2页，共6页

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乩边长为L的正方形CQEF

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。一个质量为机，电荷量为g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CO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线；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小及

M

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

4

弧轨道MN的半径R=4m,最低点N与水平面N尸相切于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，%=7kg、左端在N点，与木板B质

量相等的木块C停在木板8的右端，木板3与木块C（视为质点）间的动摩擦因数

4=0.2,与水平面间的动摩擦因数〃2=03。现从圆弧轨道最高点M以％=8m∕s的初

速度沿轨道切线方向滑入一质量%=5kg的木块A（视为质点）。已知木块A与木板3

的碰撞为弹性碰撞，且碰撞时间极短，取重力加速度大小g=IOm/S?,认为最大静摩擦

力等于滑动摩擦力，木块A与木板8未发生第二次碰撞，求:

（1）木块4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A；

（2）最终，木块C到木板B右端的距离乩

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、8两部分，初始时，A的体积为匕

B的体积为2丫，压强均等于大气压强外,热力学温度均为现向右缓慢推动活塞1,

使3的体积减小到V,该过程中气体A、8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8的温度不变，使气体8的体积变为

求此时气体4的热力学温度。

活塞1活塞2

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d=2j5cm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M=2kg的木板3静止在粗糙的水平地面上，木板B的右端固定一劲度系数

Z=200N∕m的水平轻弹簧；质量机=2kg的物块A（视为质点）静置于B的左端。现对

A施加一大小F=4N,方向水平向右的推力，A向右滑行。8的左端与弹簧自然伸长时

的左端间的距离S=Im,B与地面间的动摩擦因数M=O.2,弹簧的弹性势能耳=；依°

（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

试卷第4页，共6页

g=IOm/s2o求:

（I）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⅝；

（2）8开始运动时A的速度大小Vo

FA

—J^^1zVWWVWV

—.....................B.......................................

//////////////////////////////∕

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6Q,ΛΛ固定，其中62和gQ均是半径为R的!圆弧导轨，01和。2为对应

圆弧导轨的圆心，Qr0在，、。2的正下方且为圆弧导轨和水平导轨的平滑连接点，

OMl和QM?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8,导轨间距为心“、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，"，电阻均为r,长度均为L,不计导轨的电阻。初始时刻，方棒静止在水平导轨上，

与QQ间的距离为X,将“棒从与圆心等高的£6处由静止释放，当〃棒通过Q0时，

在匕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f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）4棒通过2Q2时对圆弧导轨的压力大小国；

（2）0Z时间内通过〃棒的电荷量q；

（3）0，时间内两棒间的最短距离X而…

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。外界大气压恒为外。

（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7;

（2）若不是对缸内气体加热，而是将活塞向下缓慢拉至缸口，活塞的质量为机、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心

/////////////77/////

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,A3是水平直径，C为半径4。的中点，一光线沿与A3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。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比

（2）该光线在玻璃砖中传播的时间

试卷第6页，共6页

参考答案:

1.（1）V=空V。；与水平方向成30。角向右上方；（2）追竺生

【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α,刚进磁场时竖直向上的分速度大小为V,,有

岛=v0r

dV

—=—―

22

tanα=——

%

粒子刚到达。点时的速度大小

v=7vo+vv

。=30。

（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，B最小，由几何关系知

K+Rcos60o=d

根据牛顿第二定律，有

答案第1页，共K）页

2.⑴M=0.1；(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

w

〃(既+⅛)g=(%A+%)4AB

12

ΛΛB=^βΛBz

对小车有

ju(mA+mB)g=Ma

12

χ=%f-y

XfB=S”

解得〃=0」

(2)4与小车碰撞过程动量守恒，有

∕77AVA+Mvt=(O7A+M)V2

VA="AB，=vB

Vl=vo-at

解得%=2.5m/s

最后B与A相对静止，三者组成的系统动量守恒，有

(M+/nA)v2+WBVB=(M+∕MA+π⅛)V3

解得匕=2m∕s

设B在A上滑动的路程为由功能关系有

222

-(M+∕HA)V2+^WBVB-ɪ(ʌ/+WA+WB)V3=μmtigx'

答案第2页，共IO页

解得x'=0.75m<3m,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

s=LΛ-X'=2.25m

3.(1)T'=600K;(2)L=ILlem

【详解】(1)气体做等压变化，由盖-吕萨克定律可得

LS

1(LI+L2)S

~~r~

解得

Γ=600K

(2)经分析可知，气体初态压强

Pl=P0-Pi'

其中

p：=30cmHg

末态压强

Pz=P「P；Sine

由玻意耳定律可得

Pik=P2L

解得

L=ILlcm

答案第3页，共10页

,r√2

2

解得

n=∙Jl

(ii)由题意知，。光从C点射出,其入射角i=30。，由

解得折射角

r=45o

在ACO尸中，NCFE=I5°,CO=Im,根据正弦定理有

%CO

sin30sin15

解得

x=∖.94m

【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

V=%。=2%

cos30°币

则电场力做功

c,.1212

qEad=-mv--mv0

解得

品=空

(2)粒子从CO边的中点离开磁场，由几何关系有

L

γ-----4―-=...L.-

sin602。

洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，有

V2

qvB=m—

r

解得

8=皿

qL

6.(1)46:11；(2)4.5m

答案第4页，共K)页

【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

1212d

2WΛV40=^mΛvo+"%gR

VAQ=12m/s

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：

mvmv+mv

ΛΛ0^A0,nBt

121210

fnvfn

-AAO=~A^t+］机”小

v0z=-2m/s,VBI=IOm/S

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

%=4.6%g

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

„m.v,2

&2=个叽0+"

K

FN2=1.⅛

左=%:%=46：11。

(2)木块C做匀加速运动，加速度大小

ac=Mg=2m/s?

木板B做匀减速运动，加速度大小

%="超2叱皿=8m∕s2

mB

设木块C和木板8经过时间r速度相等，

vBI-aBit=act

r=ls

木块C和木板B的共同速度大小

%，=UC=2m/s

木板B的位移大小

答案第5页，共10页

vfil+vβ,,

XBI=印2I=6m

木块C的位移大小

XCI=¥=Im

由于木块C的最大加速度

2

acm=A∣∕?=2m∕s

若木块C和木板B发生相对运动，木板B的加速度大小

〃2(mc+%)g-4％g=4mjs2

由于αzn>αcm,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

Xe=-l-=Im

2%

最终，

d=(xβl+xβ2)-(xc∣+⅞2)=4.5m

V

7.(1)y；(2)4Tu

【详解】(1)对气体8,根据玻意耳定律有

p0×2V=pBV

解得

PB=2Po

同理，对气体A有

POV=P/A

其中

PA=PB

答案第6页，共K）页

解得

（2）对气体B,根据玻意耳定律有

,,,V

PHV=PH-

解得

PB=4p0

对气体A,根据气态方程有

PAVΛP,YA

北T

其中

PA=PB

K=V

解得

7=4"

8.£

3

【详解】设光线在玻璃砖上表面的折射角为，入射角为i,由几何关系可得

II

-AABU—×44cmG

tan2_=2____=也

d2∙J^cm3

解得

r=30o

根据折射定律得玻璃的折射率为

sinisin60rr

n=----=------7=√3

sinrsin30

光在玻璃中的传播速度

C√3

V=—=——C

n3

9.(1)r=ls,VB=2m/s；(2)v=2m∕s

【详解】（I）A接触弹簧前做匀加速直线运动，设加速度大小为。，根据牛顿第二定律有

F-ma

答案第7页，共10页

根据匀变速直线运动的规律有

2

s=-at

2

vθ=2as

解得

r=Is

v0=2m∕s

（2）设B开始运动时弹簧的压缩量为羽对8,根据物体的平衡条件有

kx=μ(M+Mg

对4根据功能关系有

Fx=-kx2+-v2--vl

22m2m0

解得

v=2m∕s

10.(1)用=3/；(2)q^-^-(my∣2gR-Ft);(3)xmin=%--ɪʒ-{m^2gR-Ft)

ZDLDL

【详解】（1）设“棒通过G2时的速度大小为%,根据动能定理有

12

mgR=­/MV0

设α棒通过QQ时受圆弧导轨的支持力大小为外，有

根据牛顿第三定律有

FN=F∖

解得

氏=3mg

（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

Ft=(m+m)v-mv0

解得

T+孥

答案第8页，共10页

对“棒，根据动量定理有

-BlLt=mv—/Ttv0

q=It

解得

IDL

(3)根据闭合电路的欧姆定律有

I=2

2r

产生的感应电动势

-ΔΦ