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動，重力加速度

g=IOmZs2,求:

（1）詞典在桌面上運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系XQy,在第I象限內(nèi)有平行

于），軸的勻強電場，方向沿），軸正方向；在第IV象限內(nèi)有勻強磁場，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。以大小為%的速度沿X軸

正方向射入，通過磁場后到達y軸上的尸（。，-3），點，不計粒子所受的重力。

（1）求勻強磁場的磁感應強度B；

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

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

的位置和粒子從Q點運動到N點的總時間。

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

的體積。

（i）某實驗小組在學習氣體實驗定律后，設計了“吹氣球法'’的小實驗來粗測肺活量，

如圖。甲同學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)空氣的壓強為

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

4

V=?jτrr?求甲同學的肺活量是多少？

（i?）某游泳運動員的肺活量為6L。在標準誰狀態(tài)下?？諝獾哪栿w積為224I√mol,

阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.0χl023moL,則該運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A到。點的水

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

一款智能送餐機器人進行送餐（如圖甲）。該款機器人的最大運行速度為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，機器人到達餐桌時速度剛好為0。現(xiàn)把送餐過程簡化為如圖的直線情境

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

%=6m,餐桌A和餐桌F相距L=16m,機器人、餐桌都能看成質(zhì)點，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，機器人從。開始勻減速恰好到A停下，求機器人

在此過程加速度”的大小。

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

從A送餐到F,求機器人運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)都存在勻強磁場，方向均垂直于紙面向內(nèi)，右側(cè)磁場的磁感應強度為瓦

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，這過程中粒子有兩次進

入左側(cè)磁場區(qū)運動。不計粒子的重力。

（1）求左側(cè)磁場的磁感應強度；

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

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

的場強E的可能值；

（3）在第（2）問的前提下，討論粒子從。點射出到返回。點的最短時間與磁感應強

度B的關系。

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

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

強等于外界大氣壓強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，坐標為x=8m處的質(zhì)點在乙=。時刻運動方

向沿y軸負方向。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，電子將做螺旋運動，重新會

聚在另一點。這種發(fā)散粒子束會聚到一點的現(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,磁感應強度為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?，F(xiàn)對A施加水平向右的恒定推力，當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的大小；

（2）當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點與原點。距離W=jd，t=￡+1~~

qd223Jv0

【詳解】(1)粒子從。點進入磁場運動到P點，有

qvaB=m—

%

d=2%

解得磁感應強度

B=也也

qd

(2)粒子從Q點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。

粒子進入磁場運動，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點與原點。距離

八3j

yN=r+rcosθ=-d

答案第2頁，共10頁

粒子在磁場中運動的周期T和時間F

_2πr

1=-----

V

1Tπd

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

^33%

因此粒子從。點運動到N點的總時間

f√3πd_

t=tx+t1=------1—

23，%

323

3.(i)V0=2πr,(ii)n=1.6×10(個)

【詳解】(i)甲同學呼出氣體作等溫變化，設肺活量為％,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)設光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為巧，到O點的水平距離為為，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點到A點，由運動公式

解得

0-v242.4.

a=------=------m∕s2~=——m∕s~2

2x02×63

答案第4頁，共10頁

Λ

機器人在此過程加速度”的大小。

(2)要想用時間最短，則機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)粒子有兩次進入左側(cè)磁場區(qū)運動，最后再次經(jīng)過。點，則軌跡如下圖所示

由幾何關系可知，設粒子在左右兩邊磁場中運動的半徑分別為R和r,則

2R=3r

根據(jù)

qvnB=m-^

可得左側(cè)磁場的磁感應強度

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電場，若所加的勻強電場方向

水平向左，要能返回。點，而且所用時間比原來變短。則運動軌跡可能如下圖所示

答案第5頁，共10頁

設粒子進入左側(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

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

答案第6頁，共10頁

設粒子進入左側(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)若所加的勻強電場方向水平向左，粒子從O點射出到返回。點運動的時間為

1πmπmCL

tι=----+一+2——

qBqB'匕+%

2

其中

4

?=-?

解得，粒子從。點射出到返回。點的時間為

lπm12L

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

1

2qB7v0

若所加的勻強電場方向水平向右，粒子運動的時間為

πmπmCL

t=一+—+2-----

2qBqB,%

2

其中

2

匕二”

解得，粒子從O點射出到返回O點的時間為

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8>胃手時，粒子從O點射出到返回。點的最短時間為

24qL

lπm12￡

Λ=-------1------

,

2qB7v0

當B<W2答時，粒子從O點射出到返回。點的最短時間為

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】坐標為x=8m處的質(zhì)點在a=O時刻運動方向沿y軸負方向，根據(jù)“同側(cè)法”可知,

該波沿X軸正向傳播;

波速表達式

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