河北省唐山市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（含解析）

河北省唐山市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．（2023·河北唐山·统考二模）公园水池底部有一盏红灯，可视为点光源，红灯正上方漂浮一不透明的球体，球体半径为R，已知池水深度为2R，球体一半没入水中，水的折射率为，试求该红灯能照亮的水面面积为多少。 2．（2023·河北唐山·统考二模）两根平行细杆做成如图所示轨道，水平部分和倾斜部分夹角为，两部分长度相同，两杆间的距离。需要运送的圆柱形构件的截面半径为R，构件质量分布均匀，长度远小于轨道长度。将构件从轨道最高点自由释放，到达水平轨道最左端时速度恰好减到零，若不考虑构件从倾斜轨道到水平轨道连接处的能量损失。试求： （1）构件加速下滑时，其中一根细杆对构件的弹力与构件重力的比值； （2）滑杆与构件间的动摩擦因数μ（结果可带根号）。 3．（2023·河北唐山·统考二模）如图所示，有足够长的光滑水平导轨CDC′D′和EFE′F′，各段导轨均平行，左侧部分间距为0.5m，右侧部分间距为1m，两部分导轨间有磁感应强度大小为B=10T，方向相反的匀强磁场。有两根相同的金属棒a、b，质量均为2kg且分布均匀，电阻与棒长成正比。将金属棒a、b分别垂直放在左右两部分导轨上，开始时a棒位于图中DD′位置，b棒位于EE′位置。b棒用足够长的绝缘细线绕过光滑定滑轮和一物块c相连。物块c的质量为3kg，c开始时距地面的高度为h=8.55m。物块c由静止开始下落，触地后不反弹。物块c触地时a、b两棒速率之比1:3，物块c下落过程中b棒上产生的焦耳热为30J，设两棒始终在磁场中运动，整个过程中导轨和金属棒接触良好，且导轨光滑电阻不计，g=10m/s2。求： （1）物块c触地时，b棒的速度大小； （2）从b棒开始运动到c落地的过程中通过棒的电荷量； （3）从物块c触地后开始，到两棒匀速运动过程中系统产生的热量。 4．（2021·河北唐山·统考二模）平面直角坐标系xOy中，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，其上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，下方存在匀强电场，电场强度与x轴负方向的夹角为60°，如图所示。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度v从坐标原点沿y轴正方向进入磁场，经磁场偏转后由P点进入电场，最后由x轴上的Q点离开电场，已知O、P两点间距离为L，PQ连线平行于y轴。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）匀强电场的电场强度E。 5．（2021·河北唐山·统考二模）质量为m1的长木板A静止放在水平地面上，其左端位于O点，质量为m2的小滑块B放在木板的右端，如图所示，O点左侧的地面光滑，右侧的地面粗糙。质量为mo的物体C以初速度vo=8m/s从左侧向O点运动，与木板发生弹性碰撞。已知mo=1.0kg，m1=3.0kg，m2=1.0kg，长木板与滑块间的动摩擦因数μ2=0.4，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）物体C与木板A碰撞后瞬间木板的速度v1； （2）当木板A与滑块B共速之后有两种可能的运动情况，第一种运动情况是一起相对静止在地面上减速滑行，第二种运动情况继续发生相对滑动，直至都停下来。试分析发生第一种运动情况时，O点右侧地面动摩擦因数μ1的取值范围； （3）若最终滑块B停在木板A的左端，经测量木板的长度L=1.0m，若滑块可视为质点，请计算O点右侧地面与木板间的动摩擦因数μ1的数值。 6．（2021·河北唐山·统考二模）如图所示，内壁光滑的汽缸开口向上放置，在距离汽缸底部ho=12cm处有卡口可以阻碍活塞通过，质量均为m的活塞A、B分别静止于卡口的上方和下方，封闭了两部分高度均为h1=9cm的气体，此时封闭气体的温度均为T1=300K，汽缸和两个活塞中只有活塞B能够导热且导热性能良好，大气压强为po，汽缸的横截面积为S。现通过电热丝加热，使两部分气体温度缓慢上升到T2=500K，求： （1）此时下方气体 ... ...