陜西省漢中市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）匯編-01解答題

陜西省漢中市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）按

題型分類匯編-01解答題

一、解答題

1.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）某學校航模社團在某次模型火箭低空飛行回收實驗中，

火箭上升到最大高度后從48m高度處由靜止開始先向下做勻加速直線運動，接著向下

做勻減速直線運動，勻加速階段加速度大小是勻減速階段加速度大小的3倍，成功降落

地面時速度為零，向下運動的總時間為8s。不計火箭質量的變化和空氣阻力，重力加速

度g=10m∕s2,求:

（1）火箭向下運動的最大速度；

（2）向下加速的時間。

2.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，在滕Ik3”的區(qū)域內存在垂直XOy平面向里

的勻強磁場，磁感應強度大小為在x>34的區(qū)域內存在垂直X軸方向的勻強電場（圖

中未畫出），從原點。沿y軸正方向發(fā)射的粒子剛好從磁場右邊界上P（3α,Gα）點離開

磁場進入電場，經(jīng)電場偏轉后到達X軸上的Q點，到Q點速度恰好沿X軸正方向，已知

粒子質量為，"，電荷量為q,不計粒子重力，求:

（1）粒子經(jīng)過尸點的速度大小和方向;

（2）粒子從。點運動到P點所用時間;

（3）電場強度的大小和方向。

×××

,尸（3α,商）

八

×XX

Q

O一??

X

3.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，足夠長的光滑平臺上有靜止的小滑塊A、B,

〃八=Ikg,gj=2kg,兩滑塊之間有一段輕質彈簧剛好處于原長，滑塊A與輕彈簧栓

接，滑塊B末栓接彈簧，平臺右端與傾角6=37。的傾斜傳送帶平滑連接，傳送帶以

v=4m∕s的恒定速度順時針轉動。現(xiàn)給滑塊A瞬時向右的沖量∕=9N?s,此后運動過程

中，滑塊B脫離彈簧后滑上傳送帶，并恰好能到達傳送帶頂端。已知滑塊B與傳送帶

之間的動摩擦因數(shù)M=O5,取重力力口速度g=M）m∕s2,sin37°=0.6,cos37o=0.80求:

（1）滑塊B剛滑上傳送帶時的速度大??；

（2）滑塊B在傳送帶上運動過程中，摩擦力對滑塊B做的總功；

（3）滑塊B返回平臺與滑塊A、彈簧發(fā)生二次作用過程中，彈簧的最大彈性勢能（結

果可用根號表示）。

4.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，一導熱性能良好、內壁光滑的汽缸豎直放置,

汽缸的深度∕=45cm,活塞與汽缸底部之間封閉了一定質量的理想氣體。當氣體的溫度

"=300K、大氣壓強Po=LOXIo'Pa時，活塞與汽缸底部之間的距離/°=30Cm,活塞

的橫截面積S=IoXl（P'π√,不計活塞的質量和厚度?，F(xiàn)對汽缸加熱，使活塞緩慢上升,

求：

（1）活塞剛到汽缸口處（沒漏氣）時封閉氣體的溫度不；

（2）達到（1）狀態(tài)后，保持缸內氣體溫度不變，然后向活塞上緩慢地放細砂，則放多

少砂才能使活塞回到初始位置？

5.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，一塊橫截面為直角三角形ABC的玻璃磚，

o

/8=90。，ZC=37o一束單色光從AB邊的中點M垂直入射玻璃石專，在AC邊恰好發(fā)生

全反射，最后從BC邊上的N點（圖中未標出）射出，已知AB邊的長度為L,光在真

空中傳播速度為c,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求:

i?請做出光路圖，并求出玻璃磚對該單色光的折射率；

ii?求該單色光從進入玻璃磚到第一次從玻璃磚射出所經(jīng)歷的時間％

6.（2021?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，一質量為，〃的帶電液滴，在大小為E,方向

試卷第2頁，共6頁

豎直向上的勻強電場中處于靜止狀態(tài)，求：

(1)這個液滴帶什么電？電荷量為多少？

(2)當場強的大小突然變?yōu)樵瓉淼囊话?，方向保持不變時，液滴向什么方向運動？其加速

度為多少？

八八八八八

E

7.(2021?陜西漢中.統(tǒng)考一模)暑假，小張和小李同學去某物流公司當志愿者，小張看

到傳送帶后想測試自己的拉力和耐力。于是他們關閉了傳送帶電源，利用如圖所示的方

式將一質量為∕w=50kg的貨物靜置于傾角為37。、AB之間總長為Δ=50m的傳送帶的最

底端。小張用恒定的拉力尸使貨物沿傳送帶向上運動，在他施加拉力的同時小李開始用

手機計時，當計時IOs時，小張恰好拉到上的地方并顯得力不從心，小李立即接通電源,

同時小張完全松手，通電后傳送帶立即以4m∕s的速度順時針勻速運動。已知貨物與傳

送帶的摩擦因數(shù)為0.8。(?=I0m∕s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8),求：

(1)小張施加的拉力廠大??；

(2)接通電源后，還需要多長時間貨物能到達最上端B處？

8.(2021?陜西漢中.統(tǒng)考一模)如圖，在水平桌面上方區(qū)域內，存在豎直向上、電場強

5N

度E=工的勻強電場，在過桌面左邊緣的虛線P。上方存在垂直紙面向外、磁感應強度

B=IT的勻強磁場，虛線尸。與水平桌面成45。角.現(xiàn)將一個質量如=2.0xl(Pkg、帶正電

?=+4.0×10-3C的小物塊A靜置在桌面上，質量/H2=1.0×10-?g^不帶電的絕緣小物塊B,

從與A相距L=2.0m處的桌面上，以vo=5.Om∕s的初速度向左運動，物塊A、B與桌面間

的動摩擦因數(shù)均為〃=0.4,二者在桌面上發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)，碰撞后8反

彈的速VB=LOm∕s,A向左運動進入磁場，g取IOmyS2。求：

(1)碰撞后A的速度；

（2）4從進入磁場到再次回到桌面上所用的時間；

（3）若經(jīng)過一段時間后A、B在桌面上相遇，那么，碰撞前A與桌面左邊緣的距離。

9.（2021?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖，一豎直放置的汽缸上端開口，汽缸壁內有卡口”

和6,6間距為/7,。距缸底的高度為〃；活塞只能在4、6間移動，其下方密封有一

定質量的理想氣體。已知活塞質量為，"，面積為S,厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱,

不計它們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為P。，溫度均為

To,現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞剛好到達〃處。求此時汽缸內氣體的

溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。（重力加速度大小為g）

10.（2021?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖，直角三角形A8C為一棱鏡的橫截面，ZA=90o,

/8=30。.一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡，然后垂直于AC邊射出.

（1）求棱鏡的折射率；

（2）保持AB邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出.求

此時AB邊上入射角的正弦.

11.（2022?陜西漢中.統(tǒng)考一模）如圖所示，右端帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，滑

塊A質量為M=4kg,連接滑塊A和物體B的細線質量不計，與滑輪之間的摩擦不計，

滑輪與A之間的細線沿水平方向，當B的質量為〃尸2kg時，A恰好不滑動（已知最大

試卷第4頁，共6頁

靜摩擦力與滑動摩擦力相等)，g取?θm/s2,求當B的質量為6kg時:

(I)A的加速度是多大？

(2)細線對滑輪的作用力大小為多少？

12.(2022?陜西漢中?統(tǒng)考一模)如圖所示，豎直平面內有一個半徑為R的光滑圓軌道，

另外空間有一平行于圓周平面水平方向的勻強電場，一質量為機，帶電量為q的正電小

球(可視為質點)從最低點A點以一定初速度在圓軌道內側開始運動，已知小球運動到

M點時動能最大，此時OM與OO的夾角為30。，重力加速度為g。求：

(1)電場強度E的大小為多少？

(2)要使小球做完整的圓周運動，%的取值范圍。

13.(2022.陜西漢中.統(tǒng)考一模)如圖甲所示，光滑的金屬導軌MN和平行，間距

Δ=1.0m,與水平面之間的夾角a=37。，勻強磁場磁感應強度B=2.0T,方向垂直于導軌

平面向上，MP間接有阻值R=7.6C的電阻，質量”?=0.5kg、電阻z=0.4C的金屬桿c?垂

直導軌放置，現(xiàn)用和導軌平行的恒力尸沿導軌平面向上拉金屬桿就，使其由靜止開始

運動，當金屬桿上滑的位移s=3?8m時達到穩(wěn)定狀態(tài)，對應過程的修圖像如圖乙所示，

取g=10m∕s2,導軌足夠長。(sin37o=0.6,cos37o=0.8)求：

(1)運動過程中縱人哪端電勢高，并計算恒力F的大?。?/p>

(2)從金屬桿開始運動到剛達到穩(wěn)定狀態(tài)，此過程金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)由圖中信息計算0~ls內，金屬桿滑過的位移。

v∕(m?s'1)

甲

14.（2022?陜西漢中.統(tǒng)考一模）導熱良好、粗細均勻的U形玻璃管豎直放置，左端封

閉,右端開口。初始時，管內水銀柱及空氣柱長度如圖所示，下方水銀柱足夠長且左、

右兩側水銀面等高。已知大氣壓強po=75cmHg保持不變，環(huán)境初始溫度為。=300K.

現(xiàn)緩慢將玻璃管處環(huán)境溫度提升至T2=350K,此過程中水銀無溢出。求:

（I）右側空氣柱長度（保留兩位小數(shù)）;

（2）左側管內水銀面下降的高度。

15.（2022?陜西漢中.統(tǒng)考一模）如圖所示，將透明長方體放在空氣中，矩形ABC。是它

的一個截面，麗=3cm,而=8Cm，將單色光束。射入到P點，若入射角0=53。，a

光折射后恰好射到AD的中點，已知sin37o=0.6,cos370=0.8o求：

（1）透明長方體的折射率；

（2）若要使。光束在AD面上發(fā)生全反射，sin。的范圍.

試卷第6頁，共6頁

參考答案:

?.(1)v=12π√S;(2)G=2s

【詳解】（1）設勻加速最大速度為V,則勻加速和勻減速運動平均速度都是最大速度的一

半，且滿足

V

hf=-t

2

解得

v=12m∕s

（2）設加速時間為∕∣,加速度為4,減速時間為與，加速度為電，則

a?t?=a2t2

且

tl+t2=8s,ax=3%

解得

4=2s

2.⑴誓’與y軸負方向夾角等于"60。；⑵疆；⑶等’沿，軸負方向

【詳解】（1）帶電粒子進入磁場后只受洛倫茲力而做勻速圓周運動，粒子在磁場中運動的軌

解得

r=2a,θ-60°

在磁場中由洛倫茲力提供向心力得

答案第1頁，共15頁

qvB=fn~

解得

_2qaB

m

由幾何關系可得粒子經(jīng)過尸點的速度方向與y軸負方向夾角等于6=60。；

(2)粒子在磁場中的運動軌跡的圓心角為

"一8=120。

粒子在磁場中的運動時間

120°丁12πr2πtn

t=------T=一×----=-----

360o3VSqB

(3)粒子在勻強電場中做類斜拋運動，沿X軸正方向做勻速直線運動，沿y軸負方向做勻

減速直線運動，到達Q點時沿y軸的速度為零。由牛頓第二定律得

qE=max

沿)，軸方向由運動學公式可得

)2

2×<ιl×>∕3α=(v?cos6)

解得電場強度的大小

Ct—

6/77

在磁場中粒子順時針偏轉，由左手定則可知粒子帶負電，在電場中沿y軸負方向做勻減速直

線運動，故電場強度的方向沿y軸負方向。

2912

3.(1)vl=-3m∕s,v2=6m∕s;(2)%=-16J：(3)E=~^j

p3

【詳解】(1)設A獲得的初速度大小為％,利用動量定理

1=mAvo

解得

v0=9m∕s

在A、B和彈簧作用的過程中，取向右為正方向，有

V0=WAVI+，%匕

1112

萬秋％2-=5叫匕2一+//丫2一

解得

答案第2頁，共15頁

vl=-3m∕s,v2=6m∕s

(2)設B從滑上傳送帶到與傳送帶共速的過程中加速度大小為％,位移大小為西，有

mBgsinΘ+BgCoSθ=mβɑ1

解得

2

al=10m∕s

又

22

v2-v=2alxl

解得

xl=Im

設此后滑塊B向上減速運動的過程中加速度大小為例,位移大小為有

"%gSinθ-ZBgcosS=

解得

2

a2=2m∕s

又

2

V=2a2x2

解得

x2=4m

B向下加速過程，設到達傳送帶底端速度大小為匕，有

2

v3=2?(x1+x2)

解得

2

v3=2λ∕5m∕s

滑塊B在傳送帶上運動的過程中，有

??,?2?2

W(=/%匕~一萬/年彩

解得

答案第3頁，共15頁

嗎=-16J

(3)對A、B和彈簧二次碰撞過程，取向左為正方向，有

mA∣W+%%=(MA+mB)4

解得

3

又

2

:㈣62+g∕77BV3=?(/n?+恤)屋+Epniax

解得

29-12√5τ

EPmaX=---------------J

3

4.(1)T1=450K；(2)5kg

【詳解】(1)對汽缸加熱，使活塞緩慢上升,氣體發(fā)生等壓膨脹，由蓋一呂薩克定律有

2IS

=T\

T0

解得

I45

T.=-7；=—×300K=450K

,

∕030

活塞剛到汽缸口處(沒漏氣)時封閉氣體的溫度為450K。

(2)保持缸內氣體溫度不變，然后向活塞上緩慢地放細砂，使活塞回到初始位置，由玻意

耳定律有

P0IS=PlOS

假設向活塞上放細砂的質量為加，根據(jù)受力平衡可得

PS=PaS+mg

聯(lián)立解得

∕n=5kg

2X51

5.i光路圖見解析，1.25；ii——

192c

【詳解】i?做出光路圖，如圖

答案第4頁，共15頁

由幾何關系可知，光在AC面上的入射角

￡=53。

由于光在4C面恰好發(fā)生全反射故臨界角

o

C=a=53

玻璃磚的折射率〃=—二，解得玻璃磚對該單色光的折射率

SinC

n=1.25

ii.由光路圖和幾何關系可得

225

MO=-L,ON=-L

348

單色光在玻璃磚中通過的路程為

57

S=MO+ON=——L

48

單色光在玻璃磚中的傳播速度

c

V=-

n

所以單色光在玻璃磚中傳播的時間

s

t=-

V

解得

285L

t=-------

192c

6.(1)正電，W；(2)向下運動，

E2

【詳解】(1)液滴受重力、電場力處于靜止狀態(tài)，電場力方向豎直向上，電場方向豎直向上,

故液滴帶正電；又重力與電場力平衡

qE=mg

解得

q=鱉

E

答案第5頁，共15頁

(2)當場強的大小突然變?yōu)樵瓉淼囊话?，方向保持不變時，電場力變?yōu)樵瓉淼囊话?，小于?/p>

力，故液滴向下運動；

E

mg-q—=ma

代入數(shù)據(jù)得

a=&

2

7.(l)F=630N;⑵11.25s

【詳解】(1)前10秒，對貨物由運動學公式得

解得

α=0.2m∕s2

由牛頓第二定律得

F一mgsin。一μmgcosθ=mal

解得

F=630N

(2)撤去外力F時貨物的速度大小為vl,由運動學公式得

2a—=V,2

5'

解得

v∕=2m∕s

由于v∕<4m∕s,所以通電后貨物繼續(xù)加速，加速度為,

μmgcosθ-AHgSinθ=ma'

解得

a'-0.4m∕s2

設經(jīng)過t1貨物速度與傳送帶速度相同，則

V=vl+a'tt

解得

zl=5s

設〃內貨物加速的位移為X/,則

答案第6頁，共15頁

22

v-vl=2a'X[

解得

xl=15m

共速后，貨物與傳送帶相對靜止一起勻速運動，設勻速運動的時間為伍勻速運動的位移為

X2

x2=L-^-xl=25m

又因為

V

解得

t2=6.25s

所以通電后貨物需要運動

fl+f2=11-25s

8.(1)VΛ=2m∕s,方向水平向左；(2)Z≈1.8s；(3)0.51m

【詳解】(1)設B與A碰前瞬間的速度為V,碰后A的速度分別為山、vs,對B由動能定

理

T?212

-μtn1gL=-nι2v--w2v0

A與B碰撞過程，對A、B組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律

m2v=mtvA-Wi2Vfl

由以上各式解得

VA=2m∕s

方向水平向左

(2)對A受力由于

Eq=m`g

碰后A向左做勻速直線運動，進入磁場做勻速圓周運動周期

T_2兀叫

qB

答案第7頁，共15頁

3

由幾何知識，A在磁場中運動了二周期

4

E

在磁場中時間

在磁場中

qvB=m

Ar1

在磁場中半徑

R=皿

qB

出磁場后運動時間

R=vAt2

A從進入磁場到再次回到桌面上所用的時間

t=h+h

由以上各式解得

13

-+-≈1.8s

π2

(3)碰后B反彈，在桌面上向右作勻減速運動，速度減少為零的時間為不根據(jù)牛頓第二

定律

Hmlg=m2a

速度

V=vs-ati

解得

答案第8頁，共15頁

t3=0.25s

碰撞后B運動時間小于A運動時間，由此可知A、B相遇時，B己經(jīng)停止運動，所以A、B

相遇的位置為B停止運動的位置，也是A豎直向下再次回到桌面的位置

B向右勻減速的位移

1

?=2vβr3

A距桌邊P的距離

X=R-XB

由以上各式解得

21八一

X=-------≈0.5Im

π8

9.+(POS+mg)h

〃Po,

【詳解】開始時活塞位于。處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。

設此時汽缸中氣體的溫度為。，壓強為0,根據(jù)查理定律有

τ0T1

根據(jù)力的平衡條件有

PlS=PoS+mg

聯(lián)立可得

7=(1+氣幾

POS

此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達h處，設此時汽缸中氣體的溫度為

T2；活塞位于4處和人處時氣體的體積分別為力和根據(jù)蓋一呂薩克定律有

匕=W

工T2

式中

Vi=SH

V2=S(H+∕z)

聯(lián)立③④⑤⑥式解得

7ζ=(l+?(l+?7;,

HPoS

從開始加熱到活塞到達匕處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為

答案第9頁，共15頁

W=(P()S+mg)h

10.(1)√3;(2)sini'=^γ^

【詳解】(1)光路圖及相關量如圖所示.光束在AB邊上折射，山折射定律得

式中〃是棱鏡的折射率.由幾何關系可知

α+yδ=60o..............②

由幾何關系和反射定律得

6=/T=ZB=30。.......③

聯(lián)立①②③式，并代入，=60。得

n=?∣3................④

(2)設改變后的入射角為乙折射角為優(yōu)，由折射定律得

依題意，光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角區(qū),且

sin?=?..................⑥

n

由幾何關系得

?=a'+30o...................⑦

由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦為

Sini'=丹也.......⑧

11.(1)4m∕s2;(2)36√2N

【詳解】(1)由題意可知：A恰好不滑動時，所受摩擦力為

f=mg=20N

當B的質量為6kg時，對AB整體

mig-f=(M+mλ)a

答案第10頁，共15頁

聯(lián)立解得

=4m∕s2

（2）對A,根據(jù)牛頓第二定律

F二f=Ma

解得

F=36N

細線對滑輪的作用力為

「=√F2+F2=36√2N

12.(1)畫￡；(2)v0>2λ∕?Λ

q

【詳解】（1）根據(jù)小球在平衡位置M點的受力分析可得

qE=?∣3mg

r8"g

LL.------------

q

（2）重力和電場力的合力

F=Img

在等效最高點臨界需有

?v-,5

=tn一

R

解得

v=y∣2gR

從A點到等效最高點根據(jù)動能定理有

一2限IR=M2一如;

答案第11頁，共15頁

解得

vtl=2y∣2gR

即%的取值范圍

v0>2λ∕?Λ

13.(I)6端電勢高，3.5N；(2)0.0825J；(3)0.4m

【詳解】(1)由右手定則可判斷，金屬桿中感應電流由α流向6方相當于電源的正極，故

8端電勢高，當金屬桿勻速運動時，由平衡條件得

F=mgsin37°+F安

由法拉第電磁感應定律有

Em=BLVta

閉合回路中的感應電流

lm?-?-

mR+r

金屬桿所受安培力

F安=BLL

由圖乙可知

vnl=1.0m∕s

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

F=3,5N

(2)從金屬桿開始運動到剛達到穩(wěn)定狀態(tài)，由動能定理得

1,

(F-mgsin37°)S-W,i=—mv^m

克服安培力所做的功等于整個電路產(chǎn)生的焦耳熱，即

Q=%

兩電阻產(chǎn)生的焦耳熱與阻值成正比，故金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱為

β=√-β

R+r

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

Qr=0.0825J

答案第12頁，共15頁

(3)金屬桿做加速度減小的加速運動，由動量定理有

o

-mgsin37)t-BILt=mvl-O

根據(jù)法拉第電磁感應定律有

-ΔΦBLx

E=----=------

△tt

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

由圖乙可知

vl=0.6m∕s

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得金屬桿滑過的位移

X=0.4m

14.(1)5.83cm；(2)3cm

【詳解】(1)設玻璃管的橫截面積為S,右側氣體初狀態(tài)體積