四川省遂宁市高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）题型汇编-03解答题

四川省遂宁市高考物理三年(2021-2023)模拟题(三模)按

题型分类汇编-03解答题

一、解答题

1.(2021届四川省遂宁市高三(下)第三次诊断性考试理综物理试题)我国在建航母

采用了电磁弹射技术。原理如图1,飞机钩在滑杆上，储能装置通过导轨和滑杆放电，

产生强电流恒为4000A,导轨激发的磁场在两导轨间近似为匀强磁场，磁感强度8=10T,

在磁场力和飞机发动机推力作用下，滑杆和飞机从静止开始向右加速，在导轨末端飞机

与滑杆脱离。导轨长120m、间距为3m。飞机质量为2.0xl()4kg,在导轨上运动时所受

阻力恒为机重的0.1倍，假如刚开始时发动机已达额定功率，为4xl()6w0飞机在导轨

末端所受竖直升力与水平速度关系F=kV(WOOOkgZs)»如图2是在一次弹射过程中，

记录的飞机在导轨各个位置上的速度。滑杆的质量忽略，g取IOmZS2。求：

(1)飞机在导轨上运动30m处的加速度大小。

图1图2

2.(2021届四川省遂宁市高三(下)第三次诊断性考试理综物理试题)如图所示，光

滑绝缘的水平桌面上建有坐标∙wy,光滑直线轨道A。在X轴正上方、与桌面在。点平

滑对接。矩形边界MNRS区域内(含边界上)分布着磁感应强度为1T、垂直桌面向下

的匀强磁场，其中MN长Im、MS长1.6m,最初MS与)，轴重合、RS与X轴重合。在O

点静止放置一质量为7kg、电量为IC的带电小球Q；在AO轨道上距水平面高6=0.45m

处静止释放一个质量为1kg、不带电的小球P。已知小球P和Q碰撞时间极短，无动能

损失、无电量转移，g¾10m∕s2o

(1)小球P、Q碰后，小球Q的速度大小；

(2)小球Q被碰后，能够从磁场MN边射出，求4的大小范围。

(3)如果4=；,将矩形磁场沿X轴正方向移动一段距离，小球Q被碰后穿过磁场后刚

好通过坐标点[(L5+√3)∕w,(3-√3)w],求磁场移动的距离。

3.（2020届河南省六市高三（下）第二次联合调研检测物理试题（南阳市、驻马店市、

信阳市、溪河市、周口市、三门峡市））如图所示，在上端开口的汽缸内有两个厚度不

计、质量均为m=Ikg的绝热活塞A、B,A、B之间为真空并压缩一劲度系数为仁500N∕m

的轻质弹簧，A、B与汽缸无摩擦，活塞B下方封闭有温度为27C的理想气体。稳定时,

活塞A、B将汽缸等分成三等分。已知活塞的横截面积均为S=20cn√,L=0.6m,大气压

强poɪl.OXIO'Pa,重力加速度g取IOm⅛2,取绝对零度为-273°C。

（1）若汽缸是绝热的，现通过加热丝对B下方的气体进行缓慢加热，当活塞A刚好上升

到汽缸的顶部时，求封闭气体的绝对温度；

（2）若汽缸是导热的，从第（1）问中活塞A的末态位置开始，在活塞A上缓慢倒入沙子，

保持气体温度为第（1）问中气体末态的温度不变，直到活塞B回到加热前的位置，求此

时沙子的质量和活塞A、B间的距离。

■p匚■!）

AL

BL

i1

L

OOOOOO

4.（2021届四川省遂宁市高三（下）第三次诊断性考试理综物理试题）如图甲所示是

由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成6角射入，对射出的

折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。图丙是这种材料制

成的透明体，SinC=三角形ABC为等腰直角三角形，AB=BC,半圆弧AC的半径

n

为R,AC连线水平，平行细光束从面AB和面BC竖直射入该透明体。

（1）求这种材料的折射率

（2）光在丙透明体中从弧AC直接射出的弧长范围

试卷第2页，共6页

甲乙丙

5.（2022届四川省遂宁市高三（下）三诊理科综合物理试题）如图，光滑的圆锥桶AoB

固定在地面上，桶底中心为。，A8为过底面0'的一条直径，已知NAOo=37°,高

OO=2L,顶点。有一光滑的小孔。一根长为3L的细轻绳穿过0点处小孔，一端拴着

静止在桶外表面质量为机的尸球，另一端拴着静止在。,点、质量为2机的Q球。现让

小球P在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为g,不计一切摩擦阻力。

（1）尸球运动的角速度多大，P球恰对桶外表面无压力；

（2）P球运动的线速度多大，小球。对地面恰无压力；

（3）当P球以大于（2）问的线速度运动且保持Q球在。。之间处于静止状态时，突然

烧断细绳，求P球从飞出到落地过程中的最大水平位移。

∩

6.（2022届四川省遂宁市高三（下）三诊理科综合物理试题）如图，一倾角为e=37。的

固定斜面的顶端放有质量为叫=Ikg的U型导体框MNPQ,其PN边平行于斜面底边、

长为L,MN和PQ边足够长，电阻不计。宽为S的矩形区域XyZR内有垂直斜面向上的、

磁感强度为B的匀强磁场。一根质量为S=O∙5kg、长度略大于L的金属棒OK平行PN

放在导体框上面，与导体框构成矩形回路OKPN,回路电阻为R。斜面与导体框的摩擦

因数4=g,导体框与金属棒的摩擦因数4=；。f=0时刻静止释放金属棒和导体框，

4

r=ls时金属棒滑入磁场并在磁场中一直做匀速运动，f=§s时金属棒滑出磁场。此后，

当导体框PN边滑入磁场后，导体框也作匀速运动。g=10m∕s2,sin370=0.6求：

（1）金属棒OS时刻位置距磁场边界Xy的距离X；

（2）从金属棒开始运动到导体框PN边滑出磁场的过程中，回路产生的电热量；

（3）f=Os时刻金属棒距导体框PN边的距离d。

7.（2021届江西省鹰潭市高三（下）二模理综物理试题）如图，甲、乙两个容积均为

V=5L的导热汽缸用细管（容积可忽略）相连接，阀门长位于细管中部。甲、乙两汽缸

底部各有一个阀门K/、KJ,乙汽缸中有一可自由移动的轻质薄活塞。初始时，三阀门

均打开，活塞在乙的最上端。已知大气压强为po,室温为27℃。

（1）关闭阀门K2,用打气筒通过阀门K给甲汽缸充气，每次可将体积％=1L、压强为

P。的空气全部打入甲汽缸中，要使其甲汽缸内压强达到4加，需要打气多少次？

（2）当甲汽缸内气体压强达到4p°时，停止打气，阀门K关闭，打开阀门K2,等活塞

稳定后再缓慢加热汽缸内的气体，使其温度升高到87C,求此时活塞上方气体的压强。

8.（河南省顶级名校2019-2020学年高三开学考物理试题）如图所示为半径为R的半圆

柱形玻璃砖的横截面，O为该横截面的圆心.光线尸。沿着与AB成30。角的方向射入

玻璃砖，入射点Q到圆心。的距离为且R,光线恰好从玻璃砖的中点E射出，已知光

3

（1）求玻璃砖的折射率及光线从。点传播到E点所用的时间；

（2）现使光线PQ向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出（不考虑经半

圆柱内表面反射后射出的光）.

9.（2023届四川省遂宁市高三下学期第三次诊断考试理综物理试题）如图所示，在平

试卷第4页，共6页

面直角坐标系Xoy内，第二象限内存在沿X轴负方向的匀强电场，第一象限内存在边

长为2右£的正方形边界匀强磁场，正方形ABC。的A点位于X轴上，坐标为(5L0),

AZ)边与X轴的负方向成30。，匀强磁场方向垂直于坐标平面向外。一质量为加、电荷量

大小为4的带负电的粒子从X轴负半轴上的某点P(未画出)以速度如沿y轴正方向射

出，穿过y轴时，速度方向与y轴正向成60。，恰从。点进入匀强磁场，经一次磁场偏

转从C点离开。不计粒子重力，求：

(1)匀强磁场的磁感应强度的大小

(2)带电粒子从P点进入电场到从C点离开磁场的总时间

10.(2023届四川省遂宁市高三下学期第三次诊断考试理综物理试题)研究表明，两块

足够大的、正对的平行板电容器之间的静电力只与两板带电量有关，与两板间距无关。

如图1所示，A板固定在绝缘的地面上，与之正对的B板通过两根完全相同的轻质绝缘

弹簧相连，两弹簧对称且竖直。已知B板质量为〃?，两弹簧原长为3A、B板不带电

时两弹簧长度为养，A、B板带等量异种电荷时两弹簧长度变为冷。如图2所示，在

B板正中上方高为〃(后L)处静止释放一绝缘物块C,C的质量也为m,C下落后与B碰

撞时间极短，且碰后粘连在一起。已知当地的重力加速度为g;B与C碰前处于静止状

态；A、B板面积足够大，厚度不计；A、B板带电量保持不变。求：

(1)图1中两板之间的静电力大小；

(2)图2中C与B板碰撞后，C的最大速度。已知弹簧的弹力做功可以用初、末位置

的平均力做功来计算；

(3)如果C的质量变为〃〃，从距离B板高为2〃处静止开始下落，与B板碰撞后运动

到最高点时距地面高半。求”的大小。

c□

图1图2

11.（重庆市主城区六校2018-2019学年高二（下）期末联考物理试题）如图所示，一

端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管

中，当温度为280K时，被封闭的气柱长L=25cm,两边水银柱高度差〃=5cm,大气压

强Po=75cmHg.求：

（1）为使左端水银面下降∕υ=5cm,封闭气体温度应变为多少；

（2）封闭气体的温度保持（1）问中的值不变，为使两液面相平，需从底端放出的水银

柱长度为多少。

L

ψ

A

4

K什

12.（2023届四川省遂宁市高三下学期第三次诊断考试理综物理试题）如图甲所示，一

个边长为3d的匀质玻璃立方体内有一个三棱柱真空“气泡”，立方体置于水平桌面上，

其中某一截面图如图乙所示，8、C、D为正方形四个顶点，Q、N为底边的三等分

点，MN垂直于底边，Po平行于底边，。为QM的中点，NQMN=30,P位置有

相同的光源。真空中光速为c,不考虑光的反射。

（1）。处光源向。点发出一束光恰好不能进入‘'气泡"，求该玻璃的折射率;

（2）P处光源向。点发出一束光，求该束光第一次穿过“气泡”的时间。

试卷第6页，共6页

参考答案:

1.(1)10m∕s2;(2)3.25s

【详解】(1)分析飞机在30m处水平方向的受力有：发动机的推力

磁场的安培力

Fl=8〃间距②

阻力

Ff=O.Lng③

F1+F2-Ff=ma④

联立①②③④得:

a=10m∕s2

(2)飞机在导轨末端刚好达到起飞条件:

F=kv=mg⑤

由全过程的功能关系得:

2

Pt+F2X-Ffx=—mv⑥

联立⑤⑥得:

Z=3.25s

Aɔ1

2.(1)-----m/s；(2)—≤Λ≤-；(3)0.5m

1+2135

【详解】(1)对P,根据机械能守恒有：

mgh=~,ttv2①

在O位置与Q发生弹性碰撞有:

mv=mvp+λnιv^②

ɪ/wv2=；+^^机区③

联立①②③得:

vρ=-^-m∕s

Q1+2

(2)分析可知，Q要从MN边射出，临界情况是恰好从M点射出，和恰好与NR边相切

从M点射出:

答案第1页，共14页

λmvi尸X

%r④

得

R.=-^-=0.8m

'1+Λ

恰好与M?边相切有:

q%B=r-⑤

%

得

RT=Im

1÷Λ

即要从MN边射出则:

R∣≤R≤&⑥

联立④⑤⑥得:

A≤Λ≤1

135

R3=2m>R2

即。将从NR边射出，设磁场沿X轴移动距离为",作出轨迹如图：由几何关系得NSBH=30。

BU=√3m,US=(2-y∕3)m,UC=lm,RE=√3m

d+SR+RE=Q.5+Bm

答案第2页，共14页

解得

d=0.5m

3.(l)600K;(2)22kg,0.16m

【详解】(1)初态，气体温度为

T>(273+27)K=300K

体积为

Vi≈LS

当活塞A刚好达到汽缸顶部时，设气体温度为不，气体体积为

V2=ILS

该过程气体发生等压变化，有

1T2

T2=600K

(2)温度为刀时一，气体的压强为

Pl=Po+^∙=Llxl05Pa

设最后沙子倒入的质量为则活塞B回到初位置时，气体的压强为

此时气体的温度为

Ti=T2

由查理定律有

A=A.

1R

M=22kg

设弹簧又压缩了∆x,由胡克定律有

则稳定后A、B间的距离为

答案第3页，共14页

LΛB=L-∆x=0.16m

【详解】（i）由乙图可知，当公45。时，折射光线才开始出现，说明此时恰好发生全反射，

即该透明材料的临界角为

C=90o-45o=45o°

根据全反射临界角公式

SinC=I

n

得

∏=√2

（ii）作出光路图如图，由图示位置入射时/3=45。恰好发生全反射，则入射点上移就一定

因理N=√Σ,Nl=45。所以N2=30。，根据几何关系可知

sιnZ2

Z7=75o

所以/4=60。，根据对称性可知/8=60。，所以

Z5=60o

所以有光从弧AC直接射出的弧长为

CS=lC—×n2τrR=n-R---

63

【详解】（I）P对桶外表面无压力，对尸受力分析得此时重力与绳子拉力提供向心力。即

2

F合=mgtanθ—ιnωLsinθ

故

答案第4页，共14页

(2)8对地面刚好无压力，对B受力分析得此时绳子的拉力

T=2mg

对A受力分析，如图所示

斗

在竖直方向合力为零，故

Tcosθ=mg

解得

0=60°

对A球，根据牛顿第二定律有

解得

V=即

(3)设拉A的绳长为2L),由第2问分析知A球做匀速圆周运动时6=60°始终不变,

根据牛顿第二定律有

2

V*"

Tsinθ=m-----

xsin0

解得

V怎

A球做平抛下落的时间为则有

八1

2Δ-xcos0=-。

解得

答案第5页，共14页

2(2L--x)

g

水平位移为

s=vt=^3x(2L--x)

当x=2工时，位移最大为

SmOX=庖

6.(1)2m；(2)—J；(3)4m

3

【详解】(1)Os释放金属棒，根据牛顿第二定律得

rn2gsinΘ-ju2ιn2gcosθ=m2a2

a2=4m∕s

根据运动学公式0~ls内

x=-a2t^=2m

(2)OS释放导体框，根据牛顿第二定律得

"4gsin，+μ2∣n2gcosθ-μx{mλ+m2)gcosθ=mλaλ

2

ai=3m∕s

r1=即1=3m/s

v2=a2tl=4m/s

答案第6页，共14页

当金属棒进入磁场

tn2gsinθ=μ2ι∏2gcosθ+F长、

解得

噎=2N

当导体框进入磁场

肛gsin6+∕∕27771gcose=μλ(犯÷7∕z2)gcos^+F^2

解得

∕⅛2=3N

故

20

Q=E^s+Ei,2s=-J

4

(3)①0~不内

ʌʌɪɪ港+生能-g4«+力=gm

②导体棒滑出磁场到PN边滑入磁场

vɜ-v；=2q(∆4v+d—S)

③导体棒进入磁场

居1=/Ia=坦上=2N

如IR

导体框PN进入磁场

&2=八%=写i=3N

解得

d=4m

7.(1)15次；⑵24Po

【详解】(1)设打气次数为〃，以将打入的气体和甲中已有气体为研究对象

Pl=PO

V/=V+〃Vo

"2=4po

V2=V

答案第7页，共14页

山玻意耳定律得

P1V∣=P2V2

其中V=5L,V0=IL,代入数据解得

n=∖5

(2)打开K2后，活塞向下移动。设活塞上方气体与甲汽缸中气体的总体积为心气体压强

为P3由玻意耳定律得

P2Vr2=p,iV,i

活塞向下移动直到最下端时，V2=2V,解得

P3=2po

设加热后活塞上方气体的压强为0，气体温度由7∣=300K升高到T2=360K的等容过程，由查

理定律得

上=a

T1T2

代入数据得

P4=2.4Po

8.⑴竺■⑵竺W■R

c3

【详解】(1)光线尸。入射到玻璃砖表面，入射角α=60°,设对应折射光线。E的折射角为

β,如图所示：

根据折射定律有:

答案第8页，共14页

Sina

n=------

sinβ

解得：

n=Λ∕3

光线QE在玻璃砖内传播的速度为：

n

传播的距离为：

QE=-^-

COSβ

光线从Q点传播到E点所用的时间：

t_QE_2R

Vc'

(2)若使光线PQ向左平移距离X,折射光线Q'E,到达圆弧面的入射角恰好等于临界角C,

则：

Si•nC一=—1

n

在AQ/EO应用正弦定理有：

+X

Rr=3

sin(90o-∕7)sinC

联立解得：

2-√3„

X=--------R・

3

9.(1)更吗⑵(36+6%

3qL3v0

【详解】(1)出电场时，根据速度的分解有

V=———=2v

cos600°0

在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有

CDmy2

qvB=~τ

由几何关系得

∕J=2√3L

解得

答案第9页，共14页

B=6mvo

3qL

(2)由几何关系知D点距X轴的距离

‰=6L

在电场中和磁场中沿y轴正向分速度一直是%

故

tpθ=^=~

%1

进磁场后由儿何关系知圆心角θ=60

在磁场中的周期

T2πm

1=----

qB

则

θ2;Tm_∖∕3πL

360。qB-3%

10.(1)〃织；(2)*5gL；(3)3+向m

108

【详解】(1)设弹簧的劲度系数为3则A、B不带电时

〜L

2κ—=me

10

A、B带电时

2k(=mg+F电

答案第10页，共14页

解得

%=mg

(2)C做自由落体

v2=2gL

B、C相碰时有

mv=2∕nvl

C速度最大的位置为平衡位置

EiL+2mg=2k∙M

此过程静电力与重力做功为

wt=(∕⅛+2wιg)(Δr--∣)

弹簧弹力做功

W2=-ɪ(2⅛∆r+2⅛-∣)(∆x-y)

对B、C列动能定理得

Wl+W2=--2mvl-^∙2mv;

由以上公式解得

υ_IligL_y/55gL

(3)与B碰前C的速度为匕

v；=2g∙2h

B、C相碰

fnlv2=(机[+m)v3

因为开始弹簧压缩上,结束弹簧伸长故整个过程弹簧的弹性势能没变，弹簧做的功为0。

对B、C列动能定理

2]

一[心÷(,771+∕w)g]∙-/ʃɪɪθ——(/^I+/w)vɜ

得

2

4∕M1-3mm1-Inv=O

答案第11页，共14页

解得

3+√4Γ

m=----------

3λ8

II.(1)384K；(2)9cm

【详解】(1)对于封闭气体，初态压强为

〃]=〃()_〃=70cmHg

左端水银面下降/"=5Cm后，即末态压强为