四川省綿陽市高考物理三年（2021-2023）模擬題（三模）題型匯編-03解答題

四川省綿陽市高考物理三年（2021-2023）模擬題（三模）按

題型分類匯編-03解答題

一、解答題

1.（2023屆四川省綿陽市高三下學期三診理綜物理試題）紅綠燈指揮城市路口交通。

某城市道路汽車行駛限速%=15m∕s,如圖是該市一個十字路口前紅燈時的情況，第一

輛車的車頭與停止線齊平，該路口綠燈時間是Af=30s,己知每輛車長均為L=45m,

綠燈亮后，每輛汽車都以加速度α=1.5m∕s2勻加速到最大限速，然后做勻速直線運動；

為保證安全，前后兩車相距均為4=l?5m,綠燈亮時第一輛車立即啟動，每后一輛車

啟動相對前一輛車均延后為=Is。交通規(guī)則：黃燈亮時，只要車頭過停止線就可以通行。

（1）綠燈亮后，求經(jīng)過多長時間停止線后第3輛車車頭過停止線；

（2）綠燈亮后，通過計算判斷：停止線后第17輛車在本次綠燈期間能否通過該路口？

2.（2023屆四川省綿陽市高三下學期三診理綜物理試題）某型號純電動汽車，踩下驅(qū)

動踏板時電池給電動機供電，松開驅(qū)動踏板或踩下剎車時發(fā)電機工作回收能量。其工作

原理簡化為如圖所示的模型：長寬分別為右、右的矩形線圈，共〃匝，總電阻為r,處

于磁感應強度大小為8的勻強磁場中，可繞垂直于磁場的軸Oa轉(zhuǎn)動，在圖示實線位置

時線圈平面與磁場方向的夾角為45。；在線圈右側(cè)轉(zhuǎn)軸處接一電刷，電刷與單刀雙擲開

關連接，該開關是供電和回收能量轉(zhuǎn)換的理想化、簡化裝置。踩下驅(qū)動踏板，開關接1,

電池給線圈供電，線圈相當于電動機；松開驅(qū)動踏板或踩下剎車，開關自動切換接2,

線圈相當于發(fā)電機，給電容器充電，所接電容器電容為C,足夠大。通過電刷改變電流

方向，確保電池給線圈供電時線圈順時針轉(zhuǎn)動（沿。。看），充電時可確保充電電流方

向不變。

（1）線圈中電流方向改變時，線圈平面是垂直磁場方向還是平行于磁場方向？

（2）線圈在圖示實線位置時，若是電池給線圈供電，則線圈中電流方向怎樣？若是線

圈給電容器充電，則線圈中電流方向怎樣？（用“α→〃'或"→"''回答）

（3）在某下坡路段，松開驅(qū)動踏板，一段時間后，汽車穩(wěn)定勻速下滑，線圈以角速度。

勻速轉(zhuǎn)動，線圈給電容器充電達到平衡。認為電容器兩極板間電勢差等于線圈中交流電

壓的有效值。平衡時，求電容器儲存的電荷量及線圈從圖中實線位置轉(zhuǎn)到與磁場方向平

行的過程中平均感應電動勢的大小。

（4）在水平路段，汽車以匕=20m∕s勻速行駛時，單位行程耗能4=625J/m；以

匕=25m∕s勻速行駛時，單位行程耗能4=725J∕m.電動機驅(qū)動汽車勻速行駛，單位時

間耗能〃（單位為J∕s）與阻力的功率P成線性關系，即〃=人尸+傷（吊、&2為未知常

數(shù)），汽車所受阻力與速度大小成正比。求：汽車以多大速度勻速行駛時，單位行程耗

能最小。

qI,I[bJL

R

■E

3.（2023屆四川省綿陽市高三下學期三診理綜物理試題）自由潛水是指不攜帶氣瓶，

只通過自身調(diào)節(jié)腹式呼吸屏氣盡量往深潛的運動。2018年，“中國自由潛水第一人”王奧

林將中國自由潛水記錄刷新到水下IIOm。若標準大氣壓P。相當于深為R=IOm的水柱

產(chǎn)生的壓強,且標準大氣壓下人體肺部氣體的體積為治,肺部氣體溫度等于人體內(nèi)溫度,

視為不變，g取IOmZS2。求：

（1）水下IlOm時，肺部氣體的體積K；

（2）在上升過程中，在最大深度處通過吸入嘴里的空氣將肺部氣體體積恢復至0?5?j,

返回時為了避免到達水面后出現(xiàn)肺部過度擴張，即肺部氣體體積不超過2匕，需要在安

全深度40m時將多余氣體吐出，則吐出壓縮空氣的最小體積Vo

4.（2023屆四川省綿陽市高三下學期三診理綜物理試題）如圖是橫截面為半圓環(huán)的玻

璃磚，其圓心為O,A、B、0、C、O共線且水平，內(nèi)徑為/?,外徑為2R,一束單色光

在紙面內(nèi)平行于A8從P點以45。的入射角射入玻璃磚，經(jīng)過一次折射后，恰好與玻璃

磚內(nèi)壁相切。光在真空中的速度為c,求：

（1）玻璃磚對該單色光的折射率〃；

（2）若該單色光垂直于Ag射入玻璃磚，且入射點到圓心。的距離為√5R,則該單色

光在玻璃磚中傳播的時間K

試卷第2頁，共6頁

5.（2021屆四川省綿陽市高三（下）4月第三次診斷性考試理綜物理試題）2020年6

月21日，最大速度為600km∕h的高速磁浮試驗樣車在上海同濟大學磁浮試驗線上對多

項關鍵性能進行了測試。在某次制動性能測試中，樣車以最大速度勻速行駛，當發(fā)出制

動信號后，制動系統(tǒng)開始響應，響應時間為1.5s,在該時間內(nèi)制動力由零逐漸增大到最

大值并保持穩(wěn)定，之后樣車做勻減速直線運動至停下來。從制動力達到最大值開始計時,

測得樣車在第IS內(nèi)位移為120m,運動的最后IS內(nèi)位移為4m。已知樣車質(zhì)量為50t,

g=10m?2在響應時間空氣阻力不可忽略，在勻減速直線運動過程中空氣阻力可忽略。求:

（1）制動力的最大值；

（2）在響應時間內(nèi)，樣車克服制動力和空氣阻力所做的總功。（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

6.（2021屆四川省綿陽市高三（下）4月第三次診斷性考試理綜物理試題）如圖所示，

在真空中XOy平面內(nèi)，有四個邊界垂直于X軸的條狀區(qū)域I、II、III、IV,區(qū)域I、In

寬度均為d,內(nèi)有沿y軸負方向的勻強電場E-區(qū)域IhIV寬度均為2d,內(nèi)有垂直于Xoy

平面向里的勻強磁場分別是以和M是區(qū)域ΠI右邊界與X軸交點。質(zhì)量為機，電荷

量為+4的粒子甲以速度V從。點沿X軸正方向射入電場E,經(jīng)過一段時間后，沿X軸

正方向與自由靜止在M點的粒子乙粘合在一起，成為粒子丙進入?yún)^(qū)域IV,之后直接從

右邊界上Q點（圖中未標出）離開區(qū)域IV。粒子乙不帶電，質(zhì)量為2瓶，粘合前后無電

荷損失，粘合時間很短，E=畫支,粒子重力不計。

qd

（1）求粒子甲離開區(qū)域I時速度W大小和與X軸正方向夾角仇

（2）求勻強磁場B/的磁感應強度大小；

（3）若勻強磁場&磁感應強度大小不同，則粒子丙在磁場星中運動時間不同。求粒子

甲從。點到M點運動時間與粒子丙從M點到Q點運動時間之和的最大值

××××

B?

××××

m，qV0××M××

A

OX

××××

E××E××

、f

××××

IIIIIIIV

7.（2021屆四川省綿陽市高三（下）4月第三次診斷性考試理綜物理試題）如圖所示，

玻璃管長∕=100cm,一端開口，另一端封閉，內(nèi)有一段長度h=25cm的水銀柱封閉著一

定質(zhì)量的理想氣體，當玻璃管開口向下豎直放置時，氣柱長/∕=70cm,這時大氣壓強

p=75cmHg,氣體溫度為Γ=280K.

（1）保持氣體溫度不變，將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動到開口向上，求此時氣柱的長度；

（2）在玻璃管開口向上時對氣體加熱，當玻璃管中水銀恰好不溢出時，求此時玻璃管

中氣體的溫度。

8.（2021屆四川省綿陽市高三（下）4月第三次診斷性考試理綜物理試題）一列沿X軸

傳播的簡諧波在S時刻的波形如圖中實線所示，M+0?2S時刻的波形如圖中虛線所示。

（1）若波沿X軸正方向傳播，求振源振動的最大周期；

（2）若波速為17.5m∕s,求波的傳播方向。

試卷第4頁，共6頁

9.（2022屆四川省綿陽市高三（下）第三次診斷性考試理綜物理試題）電池技術作為

電動汽車的核心和瓶頸，是電動汽車研究的重點和熱點方向。國內(nèi)某公司研發(fā)的全氣候

電池，在低溫條件下，能實現(xiàn)充電時間縮短到Ih內(nèi)，自加熱速率達到7°C∕min,-1（ΓC

環(huán)境下電池總能量最多可釋放90%o搭載該型號電池的國產(chǎn)電動汽車作為交通服務用

車為北京冬奧會提供了交通保障。已知該型號電動汽車配置的全氣候電池總能量是

60kW?h,汽車電動機最大功率是160kW,最大車速是180km∕h,在平直公路上行駛過

程中受到阻的力F與車速V的關系式可以認為戶h2,女為比例系數(shù)。求：

（1）電動汽車以最大速度行駛時的牽引力和比例系數(shù)k?,

（2）電動汽車在電池充滿電后，在-I（TC的環(huán)境下，以54km∕h的速度在平直公路勻速

行駛時的最大續(xù)航里程（汽車電動機驅(qū)動汽車行駛的能量占電池釋放能量的80%）。

10.（2022屆四川省綿陽市高三（下）第三次診斷性考試理綜物理試題）如圖所示，電

阻不計，足夠長的光滑平行金屬導軌水平固定，間距A=2m；金屬棒甲質(zhì)量〃〃=2kg,

金屬棒乙質(zhì)量祖2=1kg,電阻均為R=2Q,垂直導軌置于導軌上，構(gòu)成矩形回路；虛線

6、c垂直于導軌，導軌內(nèi)的“右側(cè)和從C間區(qū)域有磁感應強度大小B=IT、垂直導

軌平面向上的勻強磁場；金屬棒甲與虛線。重合，金屬棒乙在虛線。右側(cè)某處，都靜止。

某時刻起，水平向左、平行于導軌的恒定外力F=4N作用在金屬棒甲的同時，相同方

向、大小未知的另一個恒力作用在金屬棒乙，甲達到虛線匕的同時乙也剛好離開虛線α,

乙離開虛線”的速度大小為lm∕s,此時撤去作用在乙上的外力，再經(jīng)過一段時間，當乙

達到虛線。時，撤去作用在甲上的外力。已知虛線6間距離X他=Im,虛線仄C間

距離;‰=4m;金屬棒甲和乙與導軌始終垂直且接觸良好。

（1）求金屬棒甲與虛線匕重合時受到安培力的大小；

（2）通過計算判斷：金屬棒乙與人重合時，金屬棒甲是否離開虛線以若離開，求離開

時金屬棒甲速度大?。蝗魶]有離開，求此時刻（金屬棒乙與6重合）金屬棒甲速度大小

與金屬棒甲與虛線b間距離大小的關系。

11.（2022屆四川省綿陽市高三（下）第三次診斷性考試理綜物理試題）一質(zhì)量M=6kg、

橫截面積S=2xl（P∏f的汽缸豎直放在水平地面上,汽缸左側(cè)下部有氣孔。與外界相通;

質(zhì)量m=4kg的活塞封閉了汽缸內(nèi)上部一定質(zhì)量的理想氣體，勁度系數(shù)上=2xl03N∕m的

輕彈簧連接地面與活塞，保持豎直。當汽缸內(nèi)氣體溫度為。=127°C時，彈簧為自然長

度，缸內(nèi)氣柱長度L=20cm°已知大氣壓強po=l.θxlθ5pa,?^=10m∕s2,缸體始終豎

直，活塞不漏氣且缸壁無摩擦力。缸內(nèi)氣體溫度從T/開始緩慢上升，升到某一溫度72

以上后，封閉氣體做等壓膨脹。求Tz為多少K?

12.（2022屆四川省綿陽市高三（下）第三次診斷性考試理綜物理試題）如圖所示，P、

Q是在X軸上的兩個波源，其橫坐標分別為X∕>=Tm,4=8m。f=0時刻波源尸開始

沿著y軸正方向起振，波源Q開始沿著），軸負方向起振，兩波源都一直做簡諧運動，產(chǎn)

生的兩列簡諧橫波沿X軸相向傳播。已知兩波源振動周期均為T=2s,波速均為v=2m∕s,

振幅均為A=Im。求：

（1）在0~3.5s時間內(nèi)，位于x=3m處的質(zhì)點C通過的路程。

（2）P、。之間（不含P、Q）振動減弱點的個數(shù)及每個減弱點的橫坐標。

八y/m

1-

PCQ

8

X/m

試卷第6頁，共6頁

參考答案：

1.(1)6s；(2)第17輛車本次綠燈能通過該路口

【詳解】(1)在綠燈亮后，設第三輛車等待時間為力，運行時間為⑵則

Z1=2%=2s

2(L+4)="

解得

八=4s

停止線后第3輛車車頭過停止線的時間

z=∕1+∕2=6s

(2)綠燈亮后，設第17輛車經(jīng)過時間白啟動，車頭與停止線距離為制，則

/?=16∕n=i6s

xl=16(?+Ln)=96m

設第17輛車經(jīng)過時間〃速度達到限速l?=15m∕s,通過的距離為X2,則

%=也

12

解得

J=IOs

x2=75m

在黃燈亮前，第17輛車勻速運動的時間為以設通過的距離為刈，則

t5=?t-t3-t4=4s

X3=*=6°m

綠燈亮后，黃燈亮前，第17輛通過的總距離為則

x4=x2+x3=135m

由于

x4=135m>x1=96m

所以，第17輛車本次綠燈能通過該路口。

判斷方法一

答案第1頁，共12頁

綠燈亮后，第17輛通過的總距離為則

x4=x2÷A?=135m

由于

x4=135m>x1=96m

所以，第17輛車本次綠燈能通過該路口。

判斷方法二

因為

x3>xl-x2=21m

所以，第17輛車本次綠燈能通過該路口.

判斷方法三

勻速時間

,6=?Z^=I4S<4

%

所以，第17輛車本次綠燈能通過該路口.

2.(1)電刷改變電流方向時，線圈平面是垂直磁場方向；(2)電池給電動機供電，電線圈

中電流方向〃一”;給電容器充電，電線圈中電流方向“一"(3)E=/互蛆必；(4)10m∕s

π

【詳解】(1)電刷改變電流方向時，線圈平面是垂直磁場方向。

(2)電池給電動機供電，電線圈中電流方向bτ”;

給電容器充電，電線圈中電流方向“τb.

(3)線圈以角速度Cy勻速轉(zhuǎn)動，設感應電動勢最大值為￡■,電容器兩極板板間電勢差為U,

平衡時電容器儲存的電荷量為Q，則

Em=nBLIL2ω

Q=CU

U=-U

2

解得

Q=^-nBLlL2Ca>

線圈從圖中實線位置轉(zhuǎn)到與磁場方向平行的過程中，設磁通量的變化量為ΔΦ,平均感應電

動勢大小為左，則

答案第2頁，共12頁

A①=O-BLJ2sin45=一立竽?

（回吐也正確）

2

E=n——

加

T

Nt=一

8

T=生

ω

解得

—_2y∕2nBLyL2ω

匕—

π

（4）設汽車速度為V,所受阻力大小為/,由題意有

戶H

P=β）

μ=k,1P+k2

即

2

μ=kkyv+k1

由單位時間耗能與單位行程耗能的關系得

μZ=λ?5

即

μ=λv

即

2

λv=kklv+k..

將（打，力）和（V2,不）代入有

20×625=400Π,+k2

25X725=625%+k2

解得

…+理

V

則當v?lθm/s時，單位行程耗能Z最低。

3.(I)?Vo;(2)0.8V0

12

【詳解】（1）人體肺部氣體初狀態(tài)壓強p/=p。，體積V/=%,人下潛到最大深度時氣體的體

答案第3頁，共12頁

積吻，設氣體壓強為P2,設下潛的最大深度為〃2,則

It

Pi=Po+T2-P

%0

解得

12

P2=Po

氣體溫度不變，由玻意耳定律得

PM=PM

解得

匕=W

(2)在安全深度加=4Om處時

%

P3=Po+fPo

%

解得

5

P2=Po

在最大深度時肺部氣體壓強P2=12p°,肺部氣體體積為0.5W,返回到安全深度時，肺部壓

強為P3,體積為氣體溫度不變則

PN3=P2v2

解得

%=1?2%

人回到水面時肺部氣體的壓強”=p。，體積匕=2%,氣體溫度不變，由玻意耳定律得

PM=PM

解得

V3=0.4VO

在安全深度處空氣的最小體積

^=V3-Vi=l.2V0-0.4%=0.8匕

4.(1)√2i(2)t=^-

C

【詳解】(1)單色光從尸點以45。入射時，折射光線恰好與玻璃磚內(nèi)壁相切于E點，如圖所

示

答案第4頁，共12頁

45°Λ^

?s--Λ-i

l；2R-2

解得

H=√2

（2）當單色光從距離。點為血的尸點射入玻璃磚后，不發(fā)生折射，照射到外壁的G位置,

此時入射角為?

s?r?er=

口=60。

sinC=-

C=45o

因為α>C所以單色光在G位置發(fā)生全發(fā)射，照射到"點時，入射角還是等于α,繼續(xù)發(fā)

生全發(fā)射，照射到/點，并再次在/點發(fā)生全發(fā)射，最終從CO垂直射出玻璃磚，其光路圖

如圖所示，單色光在玻璃磚中傳播的路程為s,光在截止中的傳播速度也傳播時間為才

H

AFBOCJD

s=l=6R

V=—

n

解得

6垃R

答案第5頁，共12頁

5.(1)F=4×105N;(2)W≡3×1O8J

【詳解】(1)設制動力的最大值為凡樣車在勻減速直線運動過程中加速度大小為“，運動

最后Arl=IS內(nèi)的位移χ∕=lm,已知樣車質(zhì)量∕n=5xl()4kg,貝∣]

2

xl=∣<j(?z,)

F=ma

解得

F=4×105N

(2)樣車最大速度為

v∕=600km∕h=m/s

3

設響應時間結(jié)束時即開始做勻減速直線運動時速度為V2,在運動第Is內(nèi)時間為A4=Is的位

移X2=120m,在響應時間內(nèi)樣車克服制動力和空氣阻力所做的功為W,則

W=?mv^—?mv1

2

χ2=v2?r2--∣α(?r2)

解得

V^3×108J

6.(1)vl=2v0,?60°；(2)B1=2??.(3)(18+2&+27;T)E

qd9%

【詳解】(1)設粒子甲在電場日中的加速度為可，運動時間為力，離開區(qū)域I時速度大小

為VI,與X軸正方向夾角為。，刃沿)，軸負方向的大小為呼，則

qE∣=ma∣

d=Voti

vy=a∣tι

vy=votan^

v,?

CoSe

解得

v∕=2vo,0=60°

(2)粒子甲運動到”點時速度沿X軸正方向，由運動的對稱性，粒子甲在勻強磁場以中做

勻速圓周運動軌跡關于區(qū)域∏垂直于X軸的中線對稱，設軌道半徑為〃，則

d=∏sinθ

答案第6頁，共12頁

解得

B二鬲/

,qd

(3)設粒子甲在磁場8/中做勻速圓周運動的周期為刀，運動時間為⑵則

,2θτ

*'F

T九

F2m

解得

2√3Λ?<∕

'Lb

設粒子甲在從。點到M點運動時間為t3,則

t3=2tl+t2

解得

_2dJ2&d

''%9t?

設粒子甲在M點與粒子乙粘合前速度大小為也，粒子丙在M點速度大小為火，則

V2-VO

mv2=3mvj

粒子丙在磁場上中以速度巧做勻速圓周運動，且從右邊界上Q點離開，則當勻速圓周運動

的半徑r2=2〃時，粒子丙在磁場員中運動時間最長，設為〃，則

設粒子甲在從。點到M點運動時間與粒子丙從M點到。點運動時間之和的最大值為tm,則

T,n=t3+t4

解得

tm=M+竺㈣+膽=(18+2Gr+27Λ?)4

?加υn9υ0

7.(1)/2=35cm(2)600K

【詳解】(1)設氣體柱橫截面積為s,對封閉氣體柱，

管口向下時

p∕=pσ-Pgh=50cmHg

V∣=sh

答案第7頁，共12頁

T∕=280K

管口向上時

P2=po+'gh=100CmHg

V2=sl2

72=280K

由玻意耳定律

p∣V∣=p2V2

解得

/2=35Cm

(2)設玻璃管中氣體的溫度升高到八時，水銀恰好不溢出，對封閉氣體柱

P3=P2=100CmHg

V3=s(ZO-A)

由蓋-呂薩克定律

K=匕

T2T3

解得

TJ=600K

8.(1)ξ,,=-^s;(2)沿X軸正方向傳

【詳解】(1)若波沿X軸正方向傳播，設波速為V,在A∕=0.2s內(nèi)傳播距離為?x∕,周期為T,

波長為2=2.0m,則有

Δx∕=(πz+I.5)m=(2〃+1.5)m(n=0f1,2,3,........)

又

ZU∕=vΔ/

A

V=-

T

解得

Cn=Of1,2,3,……)

當〃=0時，周期最大，設為乙”則

T74

Lf=-s

(2)若波速v=17.5m∕s,設A∕=0.2s內(nèi)傳播距離為Δx2,則有

答案第8頁，共12頁

△x2=VAu3.5m=%+—λ

4

所以波沿X軸正方向傳播。

9.(1)3200N；=1.28N∕m2.s-2；(2)540km

【詳解】(1)設汽車電動機最大功率為尸，以最大速度必“行駛時的牽引力為凡則

當汽車以最大速度運行時的牽引力等于阻力，則

F=f=研、

解得

F=3200N,A：=—=1.28NZm2.S-2

25

(2)設電池總能量為E=60kW?h,汽車發(fā)動機將電池能量轉(zhuǎn)化為汽車動力的能量E/,則

E∕=Ex90%×80%=1.5552×108J

電動汽車在一10。C的環(huán)境下，在平直高速公路上以速度為

v∕=54km∕h=15m∕s

勻速行駛，設牽引力為B,阻力為力，續(xù)航里程為S,則

K=X=Hj

El=f1S

解得

5=540km

10.(1)F∕=2N;(2)沒有離開；v0=4-i?

【詳解】(1)金屬棒甲從虛線α到。做初速度為零的勻加速度運動，設加速度為α/,與虛線

人重合時速度為刃，感應電動勢的大小為0,受到安培力的大小為則

F=mial

片=24Xat)

El=BLvx

K=BL?丸

'2R

解得

a∕=2m∕s2

答案第9頁，共12頁

vz=2m∕s

E∕=4V

F∕=2N

（2）由于B=2N小于恒外力F=4N,所以，金屬棒甲進入A。后先做加速運動，如果時間

足夠長，且乙沒有進入氏C間，甲最后做勻速運動。設勻速運動速度為ι?,則

B2L2V

F=-------E

2R

解得

V∕w=4m∕s

金屬棒乙從α到b做勻速運動，設經(jīng)過的時間為力，則

V2

解得

t∣=↑S

假設金屬棒甲達到虛線C時剛好開始做勻速運動，設在AC間經(jīng)過時間為，2,則

c.B-I）χbc

Fh———=^v3-∕n,vl

Zn

解得

?=2s

由于f2=2s大于f2=ls,所以金屬棒乙與6重合時，金屬棒甲沒有達到虛線C。即離開虛線以

再假設金屬棒乙與匕重合時，即經(jīng)過時間力，金屬棒甲剛好開始做勻速運動，設甲在氏C

間通過的距離為X/,則

Fti—-=m1v3-ZW1V,

ZA

解得

X1=O

不合理，所以，金屬棒乙與b重合時，金屬棒甲沒有做勻速運動。

設此時刻（金屬棒乙與6重合