安徽省合肥市2021届-2023届高考物理三年模拟（二模）按题型分类汇编-02解答题

安徽省合肥市2021届-2023届高考物理三年模拟（二模）按题型分类汇编-02解答题 一、解答题 1．（2021·安徽合肥·统考二模）如图所示，一带电粒子从平行板电容器上极板附近P点由静止释放，粒子经电场加速后，从Q点垂直AB边进入截面为正三角形的容器ABC中，容器中分布着垂直纸面向外的匀强磁场。粒子进入磁场后垂直击中器壁并发生弹性碰撞，最终又恰好回到P点，此后粒子重复上述运动。已知粒子的质量为m、电荷量为q，电容器两极板间距离为d，电压为U，Q为AB中点，容器的边长为L，不计平行板电容器下极板与AB间的间隙、空气阻力及粒子的重力，粒子的电荷量不变。 （1）求粒子离开平行板电容器时的速度大小； （2）若粒子在一个循环过程中与器壁发生两次碰撞，求粒子的运动周期； （3）若粒子在一个循环过程中与器壁发生八次碰撞，求磁感应强度大小。 2．（2021·安徽合肥·统考二模）如图a所示，一足够长的木板静置于水平地面上，木板最右端放置一小物块。在t=0时刻对木板施加一水平向右的恒力F，1s后撤去F，此后木板运动的v-t图像如图b所示。已知物块与木板的质量均为1kg，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2.求： （1）F的大小； （2）撤去F直至木板停下的过程中，物块所受摩擦力的冲量大小； （3）整个过程中木板与物块间因摩擦产生的内能。 3．（2021·安徽合肥·统考二模）一个足球的容积V=2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为V0=125mL，压强与大气压相同、温度与环境温度相同的气体打进足球内。如果在打气前足球就已经是球形且其内部气体的压强与大气压相同。已知外界环境温度 ，外界大气压P0=1.0×105Pa。 （1）不考虑足球内气体的温度变化及足球容积变化，求打气4次后，足球内气体的压强； （2）若某次打气结束后，足球的容积比原来增大了1%，足球内气体的压强变为2×105Pa，温度升高至 ，求打气的次数。 4．（2021·安徽合肥·统考二模）如图甲所示，S是水下深度为d处的一个点光源，它发出两种单色光a和b，水面上形成了一个被照亮的圆形区域，其中间为复色光形成的区域，周边的环状区域为单色光形成的，如图乙所示，A点为环状区域内某点（乙图中未标出）。已知水对a和b的折射率分别为n1和n2（n1>n2）。 (1)完善图甲中的光路图并分析判断环状区域是由哪种单色光形成的； (2)求环状区域的面积。 5．（2022·安徽合肥·统考二模）图甲为冰壶比赛场地的示意图，其中营垒区由半径分别为R、2R和3R三个同心圆组成，圆心为O。某次比赛中，B壶静止在营垒区M处，对方选手将A壶掷出，A壶沿冰道中心线PO滑行并与B发生正碰，最终二者分别停在O点和N点，如图乙所示。已知冰壶质量均为m，冰面与冰壶间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）碰后A壶刚停止时两壶间的距离； （2）碰撞过程中损失的机械能。 6．（2022·安徽合肥·统考二模）如图所示，在xOy坐标系中，I、IV象限有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一平行板电容器水平放置，板长为2L，板间距也为2L，电容器中心P点的坐标为（－4L，0），M点坐标为（0，3L）。一竖直放置的绝缘弹性薄挡板固定于Q（-2L，0）处，板长略小于3L，Q为挡板中心。一带电粒子以初速度v。沿x轴射入两板间，从M点进入磁场，最终返回出发点。已知带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变，沿x方向分速度反向，大小不变，带电粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力。求： （1）电容器两极板间所加的电压； （2）仅与挡板碰撞一次的粒子在磁场中运动的半径； （3）粒子与挡板碰撞且符合条件的磁感应强度大小。 7．（2022·安徽合肥·统考二模）如图所示，两端开口的U形玻璃管竖直放置，管中有一段水银柱。左侧管中活塞封闭一段长为10cm的空气柱，此时左右两侧水银面的高度相同，右侧水银面离管口的高度为20cm。已知大气压强，玻璃管粗细均匀，导热性能良好，环境温度不变。求： （1）缓慢下移活塞，当左右两侧液面高度差为4cm时，活塞下移的距离； （2）若先将右侧管口封闭，再缓慢下移活塞，当左右两侧液面高度差为4cm时，活塞下移的距离。（结果保留两位有效数字） 8．（2022·安徽合肥·统考二模）如图所示，阴影部分ABC为一由均匀透明材料做成的柱形光学元件的横截面，材料的折射率n=2，弧AC是一半径为R的圆弧，D为圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源，不考虑二次折射。求： （1）当光从AB中点E射出时，折射光的反向延长线交AD于F点，求AF的长度； （2）AB边有光射出的区域的长度。 9．（2023·安徽合肥·统考二模）蔬菜大棚通常靠通风来调节温度，某研