廣東省汕頭市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）匯編-02解答題

廣東省汕頭市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）按

題型分類匯編-02解答題

一、解答題

1.（2021?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）如圖甲所示，一本詞典放置在水平桌面上，詞典的總厚

度”=6cm,總質(zhì)量M=I.8kg,將一張白紙（質(zhì)量和厚度均可忽略）夾在詞典最深處,

白紙距詞典上表面的高度為∕z=4cm,如圖乙所示，白紙上下表面與書頁間，詞典與桌

面間的動摩擦因數(shù)均為〃=03,各接觸面間的最大靜摩擦力可視為等于滑動摩擦力，

白紙受到的壓力大小等于壓在白紙上方那部分詞典的重力，且詞典的質(zhì)量隨高度均勻分

布。用大小合適的水平拉力向外拉白紙，可帶動詞典在桌面上運(yùn)動，重力加速度

g=IOmZs2,求:

（1）詞典在桌面上運(yùn)動時桌面對詞典的摩擦力和白紙與詞典間的最大摩擦力;

（2）詞典在桌面上運(yùn)動的最大加速度。

圖甲

2.（2021.廣東汕頭.統(tǒng)考一模）如圖所示的平面直角坐標(biāo)系XQy,在第I象限內(nèi)有平行

于），軸的勻強(qiáng)電場，方向沿），軸正方向；在第IV象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，方向垂直于Xoy平

面向內(nèi)。一質(zhì)量為〃八電荷量為一虱4＞（））的粒子、從原點(diǎn)。以大小為%的速度沿X軸

正方向射入，通過磁場后到達(dá)y軸上的尸（。，-3），點(diǎn)，不計粒子所受的重力。

（1）求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（2）將該粒子改在y軸上的Q（Ojd）點(diǎn)同樣以速度%平行于X軸正方向射入電場中，

已知電場場強(qiáng)大小E=8%,粒子最后從y軸上N點(diǎn)（圖中未畫出）離開磁場，求N點(diǎn)

的位置和粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的總時間。

3.（2021?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）肺活量是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓A）=Iatm下人一次盡力呼出空氣

的體積。

（i）某實驗小組在學(xué)習(xí)氣體實驗定律后，設(shè)計了“吹氣球法'’的小實驗來粗測肺活量，

如圖。甲同學(xué)通過氣球口用力一口氣向氣球內(nèi)吹氣（吹氣前氣球內(nèi)部的空氣可忽略不

計）。氣球沒有被吹爆，此時氣球可近似看成球形，半徑為r,球內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為

P=l?5atm,空氣可看作理想氣體，設(shè)整個過程溫度保持不變，球體體積計算公式為

4

V=?jτrr?求甲同學(xué)的肺活量是多少？

（i?）某游泳運(yùn)動員的肺活量為6L。在標(biāo)準(zhǔn)誰狀態(tài)下。空氣的摩爾體積為224I√mol,

阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.0χl023moL,則該運(yùn)動員一次能呼出的空氣分子數(shù)為多少？（計

算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

4.（2021?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）如圖所示。在深九=4百m的湖底。處有一激光光源。

一桅桿頂部高出湖面H=5m的帆船靜止在湖面上，從。點(diǎn)發(fā)出一束激光從水面出射后

恰好照射到桅桿頂端。該出射光束與豎直向的夾角為45。，己知桅桿頂點(diǎn)A到。點(diǎn)的水

平距離為X=9m。

試卷第2頁，共6頁

（1）該湖水的折射率是多少？

（2）當(dāng)激光束方向與豎直方向的夾角為多少度時，將沒有光從水面射出？

5.（2022?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）疫情期間，為了減少人與人之間的接觸，一餐廳推出了

一款智能送餐機(jī)器人進(jìn)行送餐（如圖甲）。該款機(jī)器人的最大運(yùn)行速度為4m∕s,加速度

大小可調(diào)節(jié)在Im∕s2≤α≤3m∕s2范圍內(nèi)，要求：送餐過程托盤保持水平，菜碟與托盤不

發(fā)生相對滑動，機(jī)器人到達(dá)餐桌時速度剛好為0。現(xiàn)把送餐過程簡化為如圖的直線情境

圖（如圖乙），已知機(jī)器人恰好以最大運(yùn)行速度v=4m∕s通過。處，。與餐桌A相距

%=6m,餐桌A和餐桌F相距L=16m,機(jī)器人、餐桌都能看成質(zhì)點(diǎn)，送餐使用的菜碟

與托盤之間的動摩擦因數(shù)為〃=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度

=10m∕s2o

（1）在某次從。到餐桌A的過程中，機(jī)器人從。開始勻減速恰好到A停下，求機(jī)器人

在此過程加速度”的大小。

（2）完成（1）問中的送餐任務(wù)后，機(jī)器人馬上從A繼續(xù)送餐到凡若要求以最短時間

從A送餐到F,求機(jī)器人運(yùn)行最大加速度明和加速過程通過的位移?,。

v=4m∕s

餐桌Z餐桌產(chǎn)

—??—>γ<----------L------------>5

圖甲圖乙

6.（2022?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）如圖所示，PQ.MN是相互平行、間距為L的長直邊界,

在兩邊界外側(cè)都存在勻強(qiáng)磁場，方向均垂直于紙面向內(nèi)，右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦

一質(zhì)量為相、電荷量為q（q>0）的帶電粒子從MN邊界的0點(diǎn)以大小為％的初速度垂直

于邊界沿紙面射入右側(cè)磁場區(qū)，一段時間后粒子再次經(jīng)過。點(diǎn)，這過程中粒子有兩次進(jìn)

入左側(cè)磁場區(qū)運(yùn)動。不計粒子的重力。

（1）求左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）在尸。、MN邊界之間的區(qū)域加上方向垂直于邊界的勻強(qiáng)電場，然后使粒子從。點(diǎn)

以同樣的條件射出，結(jié)果粒子同樣能返回。點(diǎn)，而且所用時間比原來變短。求勻強(qiáng)電場

的場強(qiáng)E的可能值；

（3）在第（2）問的前提下，討論粒子從。點(diǎn)射出到返回。點(diǎn)的最短時間與磁感應(yīng)強(qiáng)

度B的關(guān)系。

QN

7.（2022.廣東汕頭.統(tǒng)考一模）如圖為某品牌酒精消毒液按壓泵頭結(jié)構(gòu)圖，它主要由進(jìn)

液閥門、彈簧、排氣閥門、活塞組成，兩閥門間形成一個體積為V的封閉空間。若不

計進(jìn)液閥門小球的質(zhì)量，每次按壓活塞最多只能將封閉空間體積壓縮為原來一半，為使

該按壓頭正常工作，排氣閥門處小球質(zhì)量不能超過多少。（已知封閉空間內(nèi)氣體初始壓

強(qiáng)等于外界大氣壓強(qiáng)P。，排氣閥門小孔有效橫截面積為S,重力加速度為g,環(huán)境溫度

保持不變）

排氣閥門

活塞

進(jìn)液閥門

酒精

8.（2022?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）一列簡諧橫波沿X方向傳播，如圖所示，其中實線和虛

線分別為乙=0和與=0.5s兩時刻的波形圖，坐標(biāo)為x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在乙=。時刻運(yùn)動方

向沿y軸負(fù)方向。試判斷這列波的傳播方向；如果周期T>05s,求波速。

試卷第4頁，共6頁

9.（2023?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）1897年，湯姆遜利用電磁偏轉(zhuǎn)的方法，測量了電子的荷

質(zhì)比。20世紀(jì)初，考夫曼用磁聚焦法也測量出粒子的荷質(zhì)比，并且該實驗還是狹義相

對基礎(chǔ)實驗之一。如圖為磁聚焦法簡化原理圖。電子從電子槍K出發(fā)，初速度為零。

雖然由于各種原因在。處會出現(xiàn)散開一個角度，但可以認(rèn)為經(jīng)過加速電場MN的做功,

所有電子均獲得相同的軸向速度。如圖方向的磁場作用下，電子將做螺旋運(yùn)動，重新會

聚在另一點(diǎn)。這種發(fā)散粒子束會聚到一點(diǎn)的現(xiàn)象與透鏡將光束聚焦現(xiàn)象十分相似，因此

叫磁聚焦。已知加速電壓為U,磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,Q處角度為2仇電子的軸向速度為%,

不計重力以及電子之間的相互作用，求:

（1）求電子的比荷依

10.（2023?廣東汕頭?統(tǒng)考一模）如圖，L形滑板A靜止在粗糙水平面上，在A上距離

其左端為3/處靜置小木塊B,AB之間光滑；水平面上距離A右端/處靜止著一滑塊C,

A和C與水平面之間的動摩擦因數(shù)均為〃。ABC的質(zhì)量均為根，AB、AC之間的碰撞

都屬于完全非彈性碰撞且不粘連。現(xiàn)對A施加水平向右的恒定推力，當(dāng)AC相碰瞬間撤

去，碰撞后瞬間AC的速度VAC=4病，由于A板足夠長，所以不考慮BC的相碰。

已知重力加速度為g。求：

（1）水平推力F的大?。?/p>

（2）當(dāng)AC都停下時C離A板右端的距離d。

31

試卷第6頁，共6頁

參考答案：

2

1.(1)5.4N,7.2N；(2)α=lm∕s

【詳解】(1)詞典在桌面上運(yùn)動時桌面對詞典的摩擦力

fl=NMg

代入數(shù)據(jù)解得

Z=5.4N

白紙上方詞典的質(zhì)量

h..

m=-M

H

白紙與詞典間的最大摩擦力

力,”=〃-2，陽

代入數(shù)據(jù)解得

以=7?2N

(2)詞典運(yùn)動的最大加速度4滿足

f.f?=Ma

代入數(shù)據(jù)解得最大加速度

a=lm∕s2

2.(1)B=產(chǎn)：(2)N點(diǎn)與原點(diǎn)。距離W=jd，t=￡+1~~

qd223Jv0

【詳解】(1)粒子從。點(diǎn)進(jìn)入磁場運(yùn)動到P點(diǎn)，有

qvaB=m—

%

d=2%

解得磁感應(yīng)強(qiáng)度

B=也也

qd

(2)粒子從Q點(diǎn)射入電場直到離開過程，有

qE=ma

3,1

—d=—at,2

421

答案第1頁，共10頁

X=v0tl

將E=B%代入可解得

√3J

t?=~一

2%

X=——a

2

粒子離開電場時的速度大小和速度方向與X軸正方向的夾角。滿足

y=?/.+(G)2=2v0

cos0=-??

V2

即

9=60。

粒子進(jìn)入磁場運(yùn)動，有

V2

qvB=m—

r

解得半徑

r=d

因為

?A瓦

rsιnd=——a=X

2

所以圓周軌道的圓心A在y軸上，如圖所示。

N點(diǎn)與原點(diǎn)。距離

八3j

yN=r+rcosθ=-d

答案第2頁，共10頁

粒子在磁場中運(yùn)動的周期T和時間F

_2πr

1=-----

V

1Tπd

t->=-I-.....

^33%

因此粒子從。點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的總時間

f√3πd_

t=tx+t1=------1—

23，%

323

3.(i)V0=2πr,(ii)n=1.6×10(個)

【詳解】(i)甲同學(xué)呼出氣體作等溫變化，設(shè)肺活量為％,有

Po%=Pv

將p=1.5p(,代入可得

%=2πr3

(?i)6L空氣的摩爾數(shù)

m??mol

22.4

含有的分子數(shù)

n=-^-×6.0×1023fφ)

22.41)

解得

答案第3頁，共10頁

n=1.6×1023(個)

4.(1)π=√2;(2)大于或等于45。時，將沒有光從水面射出

-A

5m45

【詳解】

√Jm

(1)設(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為巧，到O點(diǎn)的水平距離為為，激光束在水

中與豎直方向的夾角為a,由幾何關(guān)系有

x2=h2=5m

x-x

tana=-----3=l

%

解得

CZ=30°

由折射定律有

sin45°

n=--------

sin30°

得

n=?f2

(2)光射到水面上時的臨界角夕滿足

sin0=—

yn

解得

0=45°

則當(dāng)激光束方向與豎直方向夾角為大于或等于45。時，將沒有光從水面射出。

5,(1)∣m∕s2;(2)2m∕s2;4m

【詳解】(1)從O點(diǎn)到A點(diǎn)，由運(yùn)動公式

解得

0-v242.4.

a=------=------m∕s2~=——m∕s~2

2x02×63

答案第4頁，共10頁

Λ

機(jī)器人在此過程加速度”的大小。

(2)要想用時間最短，則機(jī)器人先以最大加速度加速，然后勻速一段時間，再以最大加速

度做減速到零。最大加速度為

=Pg=2m∕s2

加速的位移為

6?⑴觸；⑵E為鬻方向水平向左'或E為鬻,方向水平向右；⑶見解析

【詳解】(1)粒子有兩次進(jìn)入左側(cè)磁場區(qū)運(yùn)動，最后再次經(jīng)過。點(diǎn)，則軌跡如下圖所示

由幾何關(guān)系可知，設(shè)粒子在左右兩邊磁場中運(yùn)動的半徑分別為R和r,則

2R=3r

根據(jù)

qvnB=m-^

可得左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

β'=tβ

(2)在PQ、MN邊界之間的區(qū)域加上方向垂直于邊界的勻強(qiáng)電場，若所加的勻強(qiáng)電場方向

水平向左，要能返回。點(diǎn)，而且所用時間比原來變短。則運(yùn)動軌跡可能如下圖所示

答案第5頁，共10頁

設(shè)粒子進(jìn)入左側(cè)磁場時的速度為V,則

q??B'=m

(7v0B=m

R∣=2r

可得

4

vι=T?

粒子在電場中加速的加速度為

qE、=mal

根據(jù)消時公式有

2

vl-v*=2αl?

解得

7〃就

EI=,方向水平向左

18qL

若所加的勻強(qiáng)電場方向水平向右。要能返回。點(diǎn)，而且所用時間比原來變短。則運(yùn)動軌跡

答案第6頁，共10頁

設(shè)粒子進(jìn)入左側(cè)磁場時的速度為V,則

qv2B'=m-3-

/?2=r

可得

2

v2=-?

粒子在電場中減速的加速度為

qE2=tna2

根據(jù)消時公式有

=2a2L

解得

5mvθ

E=,方向水平向右

218qL

(3)若所加的勻強(qiáng)電場方向水平向左，粒子從O點(diǎn)射出到返回。點(diǎn)運(yùn)動的時間為

1πmπmCL

tι=----+一+2——

qBqB'匕+%

2

其中

4

?=-?

解得，粒子從。點(diǎn)射出到返回。點(diǎn)的時間為

lπm12L

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

1

2qB7v0

若所加的勻強(qiáng)電場方向水平向右，粒子運(yùn)動的時間為

πmπmCL

t=一+—+2-----

2qBqB,%

2

其中

2

匕二”

解得，粒子從O點(diǎn)射出到返回O點(diǎn)的時間為

答案第7頁，共10頁

5πm?2L

1------

2t2=-------

2qB5v0

若％=%則有

5πm?2Llπm12L

-------1------=-------T-------

2qB5v0IqB7V0

解得

Ii-35

-24qL

則最短時間為

7πm12L144?

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

2qB7v035v0

若…,則有

5πm?2Llπm?2L

-------1------>--------1------

2qB5v02qB7v0

化簡可得

R>35」加%

24qL

因此，當(dāng)8>胃手時，粒子從O點(diǎn)射出到返回。點(diǎn)的最短時間為

24qL

lπm12￡

Λ=-------1------

,

2qB7v0

當(dāng)B<W2答時，粒子從O點(diǎn)射出到返回。點(diǎn)的最短時間為

24qL

5πm?2L

7.?7=—

g

【詳解】初態(tài)：p∣=po體積：Vi=V

末態(tài)：壓強(qiáng)滿足

p2S=p0S+mg

體積為

匕=?

^2

根據(jù)玻意耳定律可得

PM=生匕

解得

答案第8頁，共10頁

m=幽

g

8.沿X軸正向傳播；4m∕s

【詳解】坐標(biāo)為x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在a=O時刻運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向，根據(jù)“同側(cè)法”可知,

該波沿X軸正向傳播;

波速表達(dá)式

πλ+28〃+2八/.../.,_?

V=--------=--------=(16H+4)ΓΠ∕S(H=0>1>2、3)

t0.5

因

T=-=---S>0.5s

V16/2+4

可知〃只能取0,則波速為

v=4m∕s

4%U

(2)

BVo

【詳解】(1)電子經(jīng)過加速電場加速，由動能定理可得