河北省石家庄市三年（2021-2023）高考物理模拟题（一模）按题型分类汇编：02解答题

河北省石家庄市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题 一、解答题 1．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，固定的光滑四分之一圆弧轨道与水平面在P点平滑连接，质量分别为m1=3kg、m2=5kg的小物块甲、乙静止在水平面上，两物块中间夹有少许炸药，物块甲距P点的距离s=7.5m。已知物块乙左侧水平面光滑，右侧水平面粗糙，两物块与粗糙部分水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1。现点燃炸药，炸药爆炸甲、乙瞬间分离，甲在圆弧轨道能上升的最大高度h=1.25m。若爆炸过程中物块质量不变，释放的化学能全部转化为两物块的动能，所有碰撞均为弹性碰撞，重力加速度g取10m/s2，求： （1）炸药爆炸过程中释放的化学能； （2）两物块最终静止时相距的距离。 2．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，中间开有小孔O、O′，间距为3d的两正对金属板M、N水平放置，分别用导线与间距为L的平行金属导轨连接，导轨两端接入阻值均为R的两定值电阻，导轨电阻不计。导轨所在部分区域存在匀强有界磁场I、Ⅱ，两磁场相邻，宽度均为d，磁感应强度大小均为B，其中磁场I方向垂直纸面向外，磁场Ⅱ方向垂直纸面向里。阻值为R的金属杆ab与导轨垂直且接触良好，杆ab在外力作用下以速度v0向右始终匀速运动。某时刻杆ab进入磁场I，同时一带电量为+q的小球以一定速度自小孔O竖直向下射入两板间，杆ab在磁场I中运动时，小球恰好能匀速下落；杆ab从磁场I右边界离开时，小球恰好从孔O′离开，忽略极板间充放电时间。重力加速度为g。 （1）求杆ab在磁场I中运动时通过每个电阻R的电流； （2）求小球的质量m和小球从O点射入两板间的初速度大小； （3）将磁场I和Ⅱ的磁感应强度均增大到原来的k倍，杆ab进入磁场I的速度v0和小球从O点射入两板间的初速度均不变，发现小球一直竖直向下运动且从O′孔离开时的速度与其初速度相等，求k值。 3．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，某兴趣小组设计了一款测量水深的装置，内壁光滑的P、Q两汽缸通过容积可忽略的细管相连。汽缸P上端开口，横截面积为2S，汽缸Q下端封闭，横截面积为S，使用前用密闭良好的轻质活塞A和B在两汽缸内分别封闭一定质量的理想气体，稳定时活塞A距P底部距离为L，P内部气体压强为p0，活塞B恰好位于汽缸Q顶端且距汽缸底部为L，缸内气体压强为4p0。使用时将此装置置入深水中，根据测量活塞相对汽缸的位置可计算出装置所处位置的水深。已知外界大气压强始终为p0（p0相当于10m高的水柱产生的压强）缸中气体温度保持不变。 （1）若将该装置放在水面下10m处（L<<10m），求稳定后活塞A相对汽缸P向下移动的距离d； （2）求该装置可测量水深的最大值hm。 4．（2021·河北石家庄·统考一模）夜色斑斓迎客来，灯光旖旎惹人醉——城市夜生活是我们感受幸福的一种方式。某商场利用单色激光和横截面为梯形的透明介质制造出了“光瀑布”，其原理如图：梯形ABCD的边BC=L，∠B=60°。单色激光与水平方向的AB边成θ角斜向右下方射向透明介质的AB边时，BC边会有竖直向下的光射出，配合干冰产生的烟雾效果，就会有“光瀑布”的感觉。已知该介质对激光的折射率为。已知光在真空中的速度为c，不考虑光在介质BC边上的反射。 （1）要使BC边上所有区域都有光线竖直向下射出，求AB边上有光线射入的区域最短长度； （2）求光从AB边射入到从BC边射出，在透明介质中传播的最长时间。 5．（2022·河北石家庄·统考一模）“上至九十九，下至刚会走，吴桥耍杂技，人人有一手”，这句千年民谣生动反映了吴桥杂技文化的广泛性和深厚的群众基础。某次杂技表演的过程可进行如下简化：长的轻绳上端固定不动，一质量的男演员站在高台边缘拉紧轻绳下端，绷紧的轻绳与竖直方向的夹角男演员从静止向下摆动，同时地面上的质量的女演员沿男演员摆动方向加速奔跑，当男演员摆至最低点时，女演员速度达到5m/s，她迅速伸出双手抱住男演员后一起向上摆起，两演员均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）男演员在该表演过程中摆动到最低点被抱住前对轻绳的拉力大小； （2）两位演员一起摆到的最大高度。 6．（2022·河北石家庄·统考一模）科学研究的过程中常利用电磁场来控制带电粒子的轨迹。如图所示，在平面第Ⅲ象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小，第Ⅳ象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，在x轴上N点处有一垂直x轴的足够长的挡板。质量为m、带电荷量为+q的粒子从点由静止释放，经点进入第Ⅳ象限，此后经点进入第Ⅰ象限。不计粒子的重力，忽略粒子间相互作用，粒子打在挡板上立即被吸收。 （1）求第Ⅳ象限内匀强磁场磁感应强度B的大小； （2）若带