河北省邯鄲市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）按題型分類匯編-02解答題

這是一份河北省邯鄲市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）按題型分類匯編-02解答題，共17頁。試卷主要包含了解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
河北省邯鄲市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）按題型分類匯編-02解答題 一、解答題1．（2021·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖所示，寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域和寬度的勻強(qiáng)電場區(qū)域相互平行，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向垂直于紙面向里，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小、方向與區(qū)域邊界平行。一與邊界垂直的直線，與磁場和電場區(qū)域邊界的交點分別為。一質(zhì)量、電荷量的帶負(fù)電粒子，從M點以速率沿與成角垂直射入磁場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后最終通過直線上的a點（圖中未標(biāo)出），不計粒子受到的重力。求：（1）帶電粒子離開磁場時到直線的距離；（2）帶電粒子在電場中運(yùn)動的時間t及加速度大小a。2．（2021·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）距光滑水平平臺的右端處有一木塊A（視為質(zhì)點），緊靠平臺右端的水平地面上放置一右側(cè)帶擋板（厚度不計）的水平木板B，木板的質(zhì)量，長度，且木板的上表面與平臺等高。木塊A在水平向右、大小的拉力作用下由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)木塊A運(yùn)動到平臺右端時立即撤去拉力。已知木塊A與木板B、木板B與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為取重力加速度大小。（1）若木塊A的質(zhì)量，求木塊A與木板B右側(cè)擋板碰撞前的速度大小；（2）若木塊A的質(zhì)量，木塊A與木板B的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間極短，求木板B向右運(yùn)動的最大距離；（3）若木塊A與木板B碰撞后粘在一起，為使碰撞后整體向右運(yùn)動的距離最大，求木塊A的質(zhì)量m及木板運(yùn)動的最大距離。3．（2021·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖所示，一豎直放置的汽缸內(nèi)上下兩活塞（質(zhì)量均可忽略不計）之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸頂部豎直連接有橫截面積為汽缸橫截面積的足夠長圓筒，圓筒上端與大氣相通，活塞A上方的汽缸和圓筒內(nèi)均裝有水銀，活塞B固定。當(dāng)汽缸內(nèi)氣柱長時，水銀柱的高度分別為和。兩活塞與筒壁間的摩擦不計，外界大氣壓始終為，環(huán)境的熱力學(xué)溫度。求：（1）解除活塞B的固定，并用力緩慢推活塞B，若汽缸內(nèi)氣體溫度不變，當(dāng)水銀剛好完全進(jìn)入圓筒時，汽缸內(nèi)氣柱的長度；（2）若保持活塞B不動而給氣體加熱，當(dāng)水銀剛好完全進(jìn)入圓筒時，汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T。4．（2021·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖所示，邊長為L的等邊三棱鏡面鍍有反光膜（厚度不計）。一單色光從面上的D點與面成角射入三棱鏡，經(jīng)鏡面反射后，從邊上的E點射出。已知B點到D點的距離點到E點的距離，光在真空中的傳播速度為c。求：（1）三棱鏡的折射率；（2）該單色光從邊射出時的折射角及其在三棱鏡中的傳播時間。5．（2022·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖所示，帶等量異種電荷的平行金屬板M、N水平正對放置，兩金屬板間的距離為d，邊長為L的正方形CDEF區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場，C點與N板的右端重合，CF邊與N板在同一水平面上。一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子從M板的左端以大小為的速度沿平行兩板的方向射入板間，剛好從C點進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)磁場時速度方向與水平方向的夾角為30°，粒子從CD邊的中點離開磁場，不計粒子受到的重力。求：（1）平行金屬板間的電場的電場強(qiáng)度大小；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。6．（2022·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖所示，傾斜軌道的AB段光滑、BC段粗糙，圓?。ò霃?/span>OC豎直）軌道CD光滑，整個軌道固定在同一豎直平面內(nèi)，傾斜軌道和圓弧軌道通過一小段長度不計的光滑弧形軌道相連，已知AB長，BC長，傾斜軌道的傾角，圓弧軌道的半徑，O為圓弧軌道的圓心。小物體P和Q（均可視為質(zhì)點）的質(zhì)量均為，小物體Q靜止在B點，將小物體P從A點由靜止開始釋放，P運(yùn)動到B點時與Q發(fā)生彈性碰撞，且碰撞時間極短。若P、Q與軌道BC間的動摩擦因數(shù)均為，取重力加速度大小，，，。求：（1）小物體P運(yùn)動到B點時的速度大??；（2）小物體Q運(yùn)動到圓弧軌道上的C點時對圓弧軌道的壓力大??；（3）最終小物體Q停在傾斜軌道上的位置到小物體P的距離。7．（2022·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管的一端開口，另一端封閉，管的橫截面積，沿水平方向放置時，一段長的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，管內(nèi)氣柱長度，大氣壓強(qiáng)恒為，室內(nèi)熱力學(xué)溫度恒為?，F(xiàn)將玻璃管沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°。取。（1）求穩(wěn)定后管內(nèi)氣柱的長度；（2）使玻璃管的封閉端浸入冰水混合物中，管內(nèi)氣體的溫度緩慢降低，求管內(nèi)氣體的溫度降低的過程中，水銀柱對管內(nèi)氣體做的功。8．（2022·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）某半球形透明介質(zhì)的截面圖如圖甲所示，AB為截面半圓的直徑，O為球心，從O點左側(cè)的D點射入一單色光，單色光在半球形介質(zhì)上表面的入射角恰好等于其發(fā)生全反射的臨界角。（1）求半球形介質(zhì)的折射率n；（2）若用與半球形介質(zhì)相同的材料制成一直角三棱鏡放置在真空中，如圖乙所示，其截面三角形的直角邊FG的長度為d，，該單色光從FG側(cè)面的中點垂直FG入射，光在真空中的傳播速度為c，取，，求該單色光從進(jìn)入棱鏡到第一次從棱鏡射出所經(jīng)歷的時間。9．（2023·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，一質(zhì)量的木板A靜置在足夠大的光滑水平面上，時刻在木板上作用一水平向右的力，力在內(nèi)隨時間均勻變大，之后保持不變，如圖乙所示。在時將質(zhì)量的滑塊B輕放在木板A右端，最終滑塊B恰好沒有從木板A左端掉落。已知滑塊B與木板A間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小，求：（1）內(nèi)力對木板A做的功；（2）木板A的長度。10．（2023·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）如圖所示，真空中有一透明圓柱體，其截面是半徑為的圓，截面內(nèi)有兩條間距為的平行光線和（過圓心），分別從B、D兩點射入透明圓柱體，射出后匯聚于圖中的點。已知圓柱體的折射率，光在真空中的傳播速度為，，求：（1）點到圓心的距離；（2）光從點傳播到點所用的時間；（3）光從點傳播到點所用的時間。11．（2023·河北邯鄲·統(tǒng)考一模）四塊相同的金屬薄板M、N、P、Q如圖所示，其中M、N（正中間開有小孔）豎直平行放置，P、Q水平平行放置，板長均為，金屬板M帶正電，N帶等量負(fù)電，電壓為；P、Q兩板之間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，右下方有一圓形檢測板（圖中未畫出）。比荷為的帶正電粒子從小孔飄入金屬板M、N（初速度近似為零），粒子經(jīng)電場加速后進(jìn)入金屬板P、Q之間，偏轉(zhuǎn)后從右側(cè)射出時速度方向的偏轉(zhuǎn)角為，并沿直線打到檢測板的圓心處。不計粒子受到的重力，忽略極板的邊緣效應(yīng)。（1）求粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大小；（2）求金屬板P、Q間的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小；（3）撤去金屬板P、Q間的勻強(qiáng)電場，在板間施加一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，粒子離開磁場時速度方向的偏轉(zhuǎn)角仍為，且能打在檢測板上，求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及檢測板的最小半徑。
參考答案：1．（1）1m；（2）；【詳解】（1）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有解得過M點做粒子運(yùn)動速度方向的垂線與磁場右側(cè)邊界交點為O，由幾何關(guān)系有可得分析可知O為粒子在磁場中運(yùn)動軌跡的圓心，且圓心角為，粒子離開磁場時，與邊界垂直，且到的距離（2）粒子垂直邊界進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動，在電場中的加速度大小得在電場中運(yùn)動的時間可得2．（1）；（2）；（3）；【詳解】（1）由動能定理可知，A到達(dá)平臺右端時的動能對B受力分析可知由于地面對B的最大靜摩擦力大于A對B的滑動摩擦力，所以A與B相碰前B保持靜止由動能定理可知，A到達(dá)B上滑行的過程中有解得（2）A與B的碰撞為彈性碰撞，由動量守恒定律及能量關(guān)系有得對A受力分析有對B受力分析有當(dāng)A、B速度相等時有得可得A、B速度相等時的速度大小得相對運(yùn)動過程中，B的位移大小為得之后對A、B整體分析，有A、B一起向右運(yùn)動有得B向右運(yùn)動的最大距離解得（3）由動能定理可知，A與B碰撞前有A、B碰撞粘連，由動量守恒定律有由動能定理有可得令，可得當(dāng)時，即時，最大距離3．（1）；（2）【詳解】（1）由題意可得初始狀態(tài)時，氣體的壓強(qiáng)當(dāng)水銀剛好完全進(jìn)入圓筒時，氣體的壓強(qiáng)由玻意耳定律解得（2）由理想氣體狀態(tài)方程解得4．（1）；（2）【詳解】（1）根據(jù)題意，由反射光線的對稱性畫出光路圖如圖所示由幾何關(guān)系可知，入射角由B點到D點的距離點到E點的距離可知，三角形和三角形均為等邊三角形，折射角根據(jù)折射定律得，解得三棱鏡的折射率（2）由幾何關(guān)系可知，光在邊上射出時的入射角根據(jù)折射定律得，解得光在棱鏡中的傳播速度大小，光在棱鏡中的傳播距離光在棱鏡中的傳播時間5．（1）；（2）【詳解】（1）粒子在兩板間做類平拋運(yùn)動，水平方向做勻速運(yùn)動，豎直方向做勻加速運(yùn)動，則出電場時的速度大小則電場力做功解得（2）粒子從CD邊的中點離開磁場，由幾何關(guān)系有洛倫茲力提供粒子做圓周運(yùn)動的向心力，有解得6．（1）；（2）33N；（3）【分析】本題考查機(jī)械能守恒定律和動量守恒定律，目的是考查學(xué)生的分析綜合能力。【詳解】（1）小物體P從A點運(yùn)動到B點的過程中，機(jī)械能守恒，有解得（2）小物體Р、Q碰撞過程中，動量守恒，機(jī)械能守恒。設(shè)碰后小物體Р、Q的速度分別為、，取沿斜面向下為正方向，由動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有解得由于故碰撞后小物體P將靜止在傾斜軌道上B點。設(shè)小物體Q滑到C點時的速度大小為，在從B點運(yùn)動到C點的過程中，由動能定理有解得對小物體Q，在圓弧軌道上C點時，由牛頓第二定律有解得由牛頓第三定律知，小物體Q運(yùn)動到圓弧軌道C點時對圓弧軌道的壓力大小為33N。（3）小物體Q從圓弧軌道回到C點時的速度大小仍為，設(shè)小物體Q沿傾斜軌道向上運(yùn)動的距離為，由動能定理有解得小物體Q停在傾斜軌道上的位置到小物體P的距離解得7．（1）；（2）【分析】本題考查氣體實驗定律，目的是考查學(xué)生的分析綜合能力。【詳解】（1）設(shè)穩(wěn)定后管內(nèi)氣柱的長度為，對管內(nèi)封閉氣體初態(tài)時末態(tài)時根據(jù)玻意耳定律有解得（2）設(shè)穩(wěn)定后管內(nèi)氣柱的長度為氣體發(fā)生等壓變化，有可得水銀柱對管內(nèi)氣體做的功解得8．（1）；（2）【詳解】（1）根據(jù)全反射條件有解得半球形介質(zhì)的折射率（2）畫出該單色光在三棱鏡中傳播的光路，如圖所示。當(dāng)光線到達(dá)三棱鏡的GH邊時，在GH邊發(fā)生全反射，因為截面三角形的直角邊FG的長度為d，K為FG邊的中點，，由幾何關(guān)系有因為，所以，又由幾何關(guān)系可知該單色光在三棱鏡中的傳播速度大小則該單色光從進(jìn)入三棱鏡到第一次從三棱鏡射出所經(jīng)歷的時間9．（1）；（2）【詳解】（1）設(shè)內(nèi)力對木板A的沖量大小為IF，時木板的速度大小為，結(jié)合動量定理、動能定理有解得（2）滑塊B在木板A上滑動時，A、B間的滑動摩擦力大小滑塊B的加速度大小設(shè)滑塊B在木板A上滑動的時間為，此過程中木板A的加速度大小為，則有，，解得10．（1）；（2）；（3）【詳解】本題考查光的折射，目的是考查學(xué)生的推理能力。（1）作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系有折射率并根據(jù)解得（2）從點射入的光在透明體中傳播的距離為，有解得（3）在和中，有，則時間解得11．（1）；（2）；（3），【詳解】（1）根據(jù)動能定理有解得（2）設(shè)粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間為，則有，，解得（3）設(shè)粒子經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)后的側(cè)移量為，經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后的側(cè)移量為，粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為，當(dāng)粒子的速度與檢測板垂直時，存在最小半徑，結(jié)合幾何關(guān)系有，，，，解得，