四川省南充市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）题型汇编-03解答题

四川省南充市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按

题型分类汇编-03解答题

一、解答题

1.（2021届四川省南充市高三（下）5月第三次高考适应性物理试题）第24届冬奥会

将于2022年由北京和张家口两个城市联合举办，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之

一，因其惊险刺激，动作优美深受观众喜爱。某滑道示意图如图所示，长直助滑道AB

与圆弧形滑道BC平滑衔接，助滑道AB长L=90m,滑道BC高〃=IOm,圆弧滑道的半

径R=20m°C是圆弧滑道的最低点，质量〃『8Okg的运动员（可视为质点）从A处由静

止开始匀加速下滑，加速度α=5m∕s2,重力加速度g=10m∕s2∙

（1）求运动员在AB段所受合外力的冲量的/大小；

（2）若不计BC段的阻力，求运动员经过C点时对轨道压力F的大小。

A

2.（2021届四川省南充市高三（下）5月第三次高考适应性物理试题）如图所示，在光

滑绝缘水平面上，存在两个相邻的相同矩形区域CDMN和MNG”，CD=2m、CN=Im。

区域CQMN中有竖直向下的匀强磁场8/,区域MNG”中有竖直向上的匀强磁场B2。不

可伸长的轻质细线固定于。点，另一端拴有一个质量为〃？=0∙2kg绝缘小球0,拉紧细线

使小球“从距水平面高∕z=0.8m的位置静止释放，当小球〃运动到悬点正下方时，与静

止在水平面的带电小球匕发生弹性正碰，小球6从CD边界中点P垂直Co进入磁场区

域，已知小球6的质量也为"?，带电量为q=0.5C（q>0）,且始终保持不变，忽略电磁

2

场的边界效应和小球6产生的电场影响，重力加速度10m∕so

（1）两小球相碰后，求6球的速度大小；

（2）若B/、比的大小均为B,要使小球6仅能从NG边界射出，求8的取值范围；

（3）若磁感应强度8/=1.28T,方向不变，将区域MNG”中的磁场改为方向由N指向〃的

匀强电场，小球〃恰由“点离开电场区域，求场强E的大小（结果用小数表示）。

3.（2022年高考一轮复习人教版（2019）第十四章专题强化二十六气体实验定律的综

合应用课时精练）如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口”和人,“、人间

距为〃，“距缸底的高度为“；活塞只能在。、。间移动，其下方密封有一定质量的理想

气体。己知活塞质量为，"，面积为S,厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之

间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为po,温度均为T。。现用

电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及

在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）

4.（2022届四川省南充市高三（下）高考适应性考试（三诊）理综物理试题）电磁刹

车是一种新的刹车形式，某实验小组利用遥控小车模型探究电磁刹车的效果.在遥控小

车底面安装与小车底面长、宽均相同的N匝矩形导线框。儿”，其总电阻为凡其平面与

水平地面平行，如图所示，小车在磁场外以恒定功率尸做直线运动，受到地面阻力恒为

f,进入磁场前已达到最大速度，车头（H边）刚要进入磁场时牵引力立即变为零，车

尾（M边）刚出磁场时速度恰好为零。已知小车总质量为，小小车底面长为4,宽为L,

有界匀强磁场宽度也为“，磁感应强度为8,方向竖直向下，若不考虑其他阻力的影响。

求：

试卷第2页，共6页

（1）小车车头刚进入磁场时，线框产生的感应电动势大小E和线框所受安培力尸

（2）电磁刹车过程中产生的焦耳热Q。

×××；

I

×××：

I

I

X××：

I

I

X×Xi

d

5.（2022届四川省南充市高三（下）高考适应性考试（三诊）理综物理试题）如图所

示一半径为R=0.5m的四分之一光滑圆弧轨道AB竖直固定放置，在其右侧有一逆时针

方向转动的传送带。CE,水平部分。C与圆弧轨道48相切于8点（B点与C点无缝连

接），DC氏L=6m∙,传送带速度大小恒为Vo=Um∕s.将一质量为nz=lkg的小碳块从A点正

上方h处由静止释放,恰好从A点无碰撞进入圆弧轨道,通过B点后立即撤去圆弧轨道。

已知小碳块与传送带间的动摩擦因数"=0」，且小碳块相对传送带滑动时能在传送带上

留下清晰划痕，传送带CE段、EZ）段均足够长，小碳块可视为质点，不计空气阻力，g

2

取IOnVso

（1）若％=0.3m,求小碳块滑到B点前瞬时对轨道的压力大小：

（2）若∕j=0.3m,求传送带对小碳块的冲量大小；

（3）改变Zz的值，设小碳块从传送带上滑离后在传送带上留下的划痕长度为X,试通过

计算讨论X与人的关系。

6.（【全国百强校】江西抚州市临川二中2018届高三上学期理综第八次训练物理试题）

如图所示，竖直放置的导热汽缸，活塞横截面积为S=0.01m2,可在汽缸内无摩擦滑动。

汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为H=70cm

的气柱（U形管内的气体体积不计）。已知活塞质量/"=6.8kg,大气压强P尸105ρa,水

2

银密度∕>=13.6xl03kg∕r∏3,^=10m∕s,.

（1）求U形管中左管与右管的水银面的高度差hl-.

（2）在活塞上加一竖直向上的拉力使U形管中左管水银面高出右管水银面∕l2=5cm,求活

塞平衡时与汽缸底部的高度。

7.（2022届四川省南充市高三（下）高考适应性考试（三诊）理综物理试题）均匀介

质中，波源位于。点的简谐横波在XO），水平面内传播，波面为圆、波源从平衡位置向

上起振，"=O时刻，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，其中实线表示

波峰，虚线表示相邻的波谷，A处质点的振动图像如图（b）所示，Z轴正方向竖直向上,

试求：

（1）波的传播速度v；

8.（2023届四川省南充市高三下学期三模理综物理试题）如图是一弹珠游戏机的简化

示意图。矩形游戏面板ABCo与水平面所成夹角。=37。，面板右侧边缘的直管道AP与

四分之一圆弧轨道尸。相切于P点，面板左侧边缘有垂直板面的挡板，已知圆弧轨道半

径R=1.5m,圆弧轨道最高点Q（切线水平）到水平面的高度〃=L25m.控制手柄K

可使弹珠（可视为质点）以不同的速度沿直管道AP发射，弹珠与挡板撞击时间极短且

不损失机械能，撞击前后水平速率不变。不计摩擦和空气阻力。g=IOm∕s2,

sin370=0.6,cos370=0.8。

试卷第4页，共6页

（1）求小球通过。点的最小速度大小均；

（2）若小球以最小速度通过最高点。，与挡板发生一次撞击，刚好经过面板下边缘M

点，A两点相距d=1.5m,求面板Ao边的长度A。

9.（湖南省长沙市第一中学2022-2023学年高三上学期月考卷物理试题（四））如图所

示，有形状为“J=”的光滑平行导轨MQ和NP水平放置，其中宽轨间距为2d,窄轨间距

为d,轨道足够长。M%右侧均为绝缘材料，其余为金属导轨，NoNl=MtiMl=Cl0MN

间接有一电阻阻值为小金属棒油质量为，小长度为2d、电阻阻值为2r,在水平向右、

大小为尸的恒力作用下，从静止开始加速，离开宽轨前，速度已达最大值。金属棒滑上

窄轨瞬间，迅速撤去力凡Cdef是质量为用、电阻阻值为八三边长度均为d的“U”形

金属框，如图平放在绝缘导轨上。以了点所在处为坐标原点O,沿龙尸方向建立坐标轴

Ox,整个空间存在竖直向上的磁场，。"左侧为磁感应强度为Bo的匀强磁场，d右侧

磁感应强度分布规律B=综+丘（χ..0）,其中k>0,金属导轨电阻不计，棒、金属

框与导轨始终接触良好。

（1）求油棒在宽轨上运动的最大速度%及刚滑上窄轨时而两端电压6〃；

（2）求油棒运动至与金属框碰撞前瞬间的速度大小W；

（3）若必棒与金属框碰撞后连接在一起，求金属框静止时/端的位置坐标X。

10.（2023届四川省南充市高三下学期三模理综物理试题）如图所示，粗细均匀的U形

细管左侧封闭，右侧装有阀门，水平部分和竖直部分长均为L=IOCm,管中盛有一定质

量的水银。先开启阀门，U形管静止时左侧水银柱比右侧高。=5cm,再关闭阀门，使U

形管以某一恒定加速度向左加速，液面稳定后发现两竖直管中液面变为等高。管中气体

均视为理想气体，整个过程温度不变，大气压强p°=75cmHg,重力加速度g=IOm/Sz,

求

（I）静止时左侧气体的压强Pl；

（II）关闭阀门向左加速时的加速度大小4。

11.（2023届四川省南充市高三下学期三模理综物理试题）一底面半径为R的半圆柱形

透明体，横截面如图所示，。表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面内从

AOB边上的A点（以AoB为界面）以60°的入射角入射，该束光线进入半圆形透明体

后第一次到达圆弧面的位置与A点的距离为R,求：

（1）该透明体的折射率〃；

（2）该光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间（已知真空中的光速为

c,计算结果用R、C表示）。

试卷第6页，共6页

参考答案：

1.(1)24OON∙S;(2)5200N

【详解】解：(1)由运动学公式可以求得B点的速度

VB-vo=2aL

解得

vβ=30m∕s

由动量定理得

∕=wvs-0=2400N∙s

牛顿第二定律可得

mg

N-mg=m

R

由牛顿第三定律可得F=-N,

从B到C由动能定理可知

Ingh=ɪmv^一ɪmv∩

解得运动员在C点对轨道的压力大小

F=5200N

2.(l)4m∕s;(2)1.28T≤B≤1.6T;(3)13.056N/C

【详解】(1)设小球碰撞前的速度为如，碰撞后的速度为V,小球b碰撞后的速度为V,碰撞

前根据机械能守恒定律得

答案第1页，共12页

magh=-mav0

根据动量守恒定律

mv0=mva+mhvh

根据能量守恒定律

12I212

-mv0=~mva+-mbvh

解得

匕=。

vb=4m∕s

(2)若小球b恰好从N点射出，如图所示

r=d

qvB=m-

hr

解得

B=L6T

若小球〃恰好从G点射出，如图所示

,0+解"

QVhB=M-

解得

β=1.28T

综上所述

1.28T≤B≤1.6T

(3)由上得，当8∣=1.28T时，小球人在CDWN区域做圆周运动后，小球从距离N点0.5m处

以VO斜射入MNGH区域中，设w＞与边界NM的夹角为。

cos0=-=0.8

R

解得

8=37°

则

答案第2页，共12页

匕=W,sin'

vv=vhcosθ

小球恰好能从H点离开电场，运动时间为t

在NG方向上做匀速直线运动

d=vxt

在MN方向上做类竖直上抛运动

3,I2

-ɪɑ=vyt--at

qE

a=-i-

m

解得

E=13.056N∕C

0'

【详解】开始时活塞位于。处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。

设此时汽缸中气体的温度为7/,压强为0,根据查理定律有

TuT1

根据力的平衡条件有

PlS=POS+mg

联立可得

汇=。+粤）工）

POS

此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达〃处，设此时汽缸中气体的温度为

T2;活塞位于〃处和人处时气体的体积分别为匕和％。根据盖一吕萨克定律有

V,_V2

TjTi

答案第3页，共12页

式中

Vi=SH

V2=S(H+Λ)

联立③④⑤⑥式解得

4=(1+，)(1+黑几

HP0S

从开始加热到活塞到达匕处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为

W=(p()S+mg)h

4.(1)E=a半；F安=N警产,安培力方向向左；(2)Q=第-24

fRf2f2

【详解】(1)小车刚进入磁场时的速度设为乙根据功率与速度关系可得

P

V=一

f

产生的感应电动势大小为

E=NBLv

感应电流的大小为

/一

R

车头刚进入磁场时，安培力大小为

F,.=NBL

解得

22

R,NBIJP

安=-RΓ^

安培力方向向左；

(2)根据动能定理可得

f∙2d+O=/mγl

解得

Q=才-2可

5.(1)42N；(2)2√iθTN∙s;(3)答案见解析

【详解】(1)碳块从O→B有

答案第4页，共12页

由牛顿第二定律得

N—mg=m

N=42N

由牛顿第三定律知，小碳块对轨道的压力

N'=N=42N

(2)碳块在传送带上运动时，设加速度大小

a=μg

碳块以匕(匕=%)滑上传送带到停止运动通过的位移

2

L=—=8m>L

))2a

故碳块从右端滑出。

碳块从C→O有

Vp-vɛ=—2ClL

所需时间

摩擦力冲量大小

I(=μmg∖t

支持力冲量大小

∕n=mgAt

故传送带对小碳块的冲量大小

/=1/；+/；=2√iUi^N∙

(3)设OA高为力，则

%=J2g(∕z+R)

若碳块恰能运动至。

vɛ=2aL

答案第5页，共12页

可解得

∕z=0.1m

①若〃>O.lm,碳块将从。端滑出，从C→。有

Vn-Vc=~2aL

所需时间

,,⅛-vC

l-

∖-a

此时划痕长度

x=L+Wl

解得

x=√20Λ+10-√20Λ-2+6

②若(0≤∕z≤0.1)m,碳块将从C端滑出，其首先向右滑行减速为0,减速时间

仁上

a

/7=0时碳块向右运动的位移最小，为

x=—=5m

l2a

碳块速度减为0后，反向加速到与传送带速度相同时，所用时间

a

反向加速运动的位移为

X=—=0.5m<5m

-22a

碳块速度减为0后，反向加速到与传送带速度相同时，所用时间

a

反向加速运动的位移为

%,=—=0,5m<5m

^2a

因此，当O≤∕z≤Qlm时，碳块先向右滑行到速度为0,再反向加速，最后匀速离开C点。

可得划痕的长度为

答案第6页，共12页

解得

x=√20Λ+10+10Λ+5.5

6.(l)5cm；(2)80cm

【详解】(1)以活塞为研究对象，根据平衡

poS+mg-pS

得P=Po+拳

而

P=P

所以有

mg,

稳=pg%

ɔ

代入数据解得九=5α∏

(2)活塞上加一竖直向上的拉力，U形管中左管水银面高出右管水银面∕72=5cm,则封闭气体

的压强为

53

p=p0-Pgh2=(l×10-13.6×10×10×0.05)Pa=93200Pa

初始时封闭气体的压强为

pl=Po+幽=106800Pa

S

汽缸内的气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律，有

P1V1=P2V2

代入数据解得〃=80Cm

7.(1)2.5m∕s；(2)0.5cm,12.5cm

【详解】(1)由图。、力可看出，该波的波长、周期分别为

λ=Iom,T=4s

则波速

λ,ʌ

V=—=2.5nι∕s

T

(2)由题意可知，％时刻，y=12.5m的质点起振，且起振方向向上，波传至5点需要

的时间

答案第7页，共12页

32C

∆ar=—=3s

14v

质点3振动的时间为

37

∆r2=t2-∆∕l=­s

质点8的振动方程为

Z=ASin"=ASindI

由图6知，该波中质点的振幅A=ICm,质点B相对于平衡位置的位移

Z=Sin6π+-π-0.5cm

I6J

AF时间内质点5经过的路程为

S=I2A+0.5cm=12.5cm

8.(1)%=3m∕S;(2)2.75m

【详解】（1）小球恰好过Q点，有

2

.a%

mgsin6=m.

解得

VQ=3m∕s

（2）Q→M,沿斜面向下，小球做匀加速直线运动，有

I2

y=→t~

h

y=------

Sine

a=gsinθ

解得

5

I=-S

6

水平方向，速度大小不变，碰前与碰后水平位移大小相等，故有

15

t,=t,=T=—S

,-212

M到挡板距离

X=vQt2=1.25m

则Ao边长度

答案第8页，共12页

L=X+R=2.75m

3rF9rF3Fr3机尸产成

9∙⑴V而；⑵Vl=靠Z盆；⑶X=

2k2B^df,k2d

【详解】（1）当必棒匀速运动时，加速度为零，此时速度最大，血棒受力平衡

BttI×2d=F

其中

2Bt>dvrn

r+2r

联立解得

3rF

%―4以屋

当必刚滑上窄轨时，等效电路如图所示

1

必棒只有中间宽度为d的部分有电流流过，曲间电压

Uab=UNM+Bodvin

其中

U=_BOdVm

UMQNQ2r

r+一

2

代入数值得

39rF

U=--B.dv=-~—

曲nh20m8B°d

（2）油棒在窄轨上的导体部分做减速运动，由动量定理得

-B{}I}dt=mv↑-mvm

又

El=Bodvl

答案第9页，共12页

d=W

联立上述方程可解得而棒滑出导体区域瞬间速度为

):3Fr

1,2

4βl)J2mr

之后匀速运动至与金属框相碰。

(3)血棒与金属框相碰，据动量守恒定律可得

mvl=(m+m)v2

进入窄轨的绝缘部分后，加棒先部分和金属框构成回路，ed边处的磁场总是比左边的磁

场大

KB=kd

回路中的电流

△Bdv

/?=F

r+——

2

全框架受到的安培力合力

F咬=∖BI2d

由动量定理可得

-F^√=0-(∏2+tn)v1

金属框前进的位移

联立以上方程得金属框静止时/端的位置坐标

10.(I)p