新疆烏魯木齊市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）匯編-02解答題

新疆烏魯木齊市高考物理三年(2021-2023)模擬題(一模)

按題型分類匯編-02解答題

一、解答題

1.(2023?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)2022年11月3日，中國空間站夢天實驗艙順利完

成轉(zhuǎn)位，標志著中國空間站“T”字基本構型在軌組裝完成。若中國空間站繞地球做勻速

圓周運動，已知空間站距地面的高度為從地球半徑為R,地球表面的重力加速度大小

為g，引力常量為G,求：

(1)中國空間站的加速度α的大??；

(2)中國空間站的運行周期T。

2.(2023?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)如圖所示，空間內(nèi)勻強電場的方向豎直向下，S為

點光源，MN為豎直墻壁，S到MN的距離為L。一可視為質(zhì)點的帶電小球A,其質(zhì)量為

相、所帶電荷量為q(?>0)o將小球A從點光源S處以大小為Vo的初速度向右水平拋出，

小球A最終打在墻壁上。己知電場強度大小為E=},重力加速度的大小為g,不計

空氣阻力，求：

(1)小球A在空間運動時的加速度”的大小：

(2)小球A運動時間，時，小球在墻壁上的影子的速度丫的大小。

、

Svo$

E:

IIIi

3.(2023?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)如圖所示，一半徑為R的光滑圓軌道固定在豎直平

面內(nèi)，兩小球A、B從與圓心。等高處同時由靜止開始釋放，釋放后兩小球沿圓軌道運

動。兩小球第一次發(fā)生彈性正碰后，小球A靜止，小球B繼續(xù)沿圓軌道運動。已知小

球B的質(zhì)量為如重力加速度大小為g,小球A、B可視為質(zhì)點且碰撞時間極短。求：

(1)兩小球第一次發(fā)生彈性碰撞后的瞬間，小球B的速度口的大??；

(2)小球B第一次通過圓軌道最高點時，軌道對小球B的作用力尸的大小。

AOB

4.(2023?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)如圖所示為自動卸貨礦車的示意圖。緩沖彈簧下端

固定在斜面軌道底端，上端連接輕質(zhì)裝置P,P靜置于B點。礦車從斜面軌道上A處由

靜止開始下滑，撞擊P后與P一起壓縮彈簧，當?shù)V車速度減為零時裝置P自動鎖定，卸

下全部貨物后，裝置P解除鎖定，礦車借助彈簧的彈力作用，恰能返回到A點。已知斜

面軌道的傾角(9=37。，軌道A、B間的距離L=99.5m,礦車在軌道A、B間運動時受到的

阻力為礦車重力的0.4倍，緩沖彈簧的勁度系數(shù)?=4.0xl05N∕m,允許的最大壓縮量為

x,,,=0.5m,彈簧彈性勢能表達式為耳=g后2,重力加速度大小g取IOm∕s2,sin37o=0.60

(1)試估算礦車從A處開始下滑到速度減為零時所需要的時間r(誤差不超過0.1s)：

(2)求礦車將斜面軌道A處旁邊質(zhì)量為MO=2t的貨物從A處運送至C處，需要運送的

最少次數(shù)

5.(2023?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)一質(zhì)量為，小所帶電荷量為g(√>0)的帶電粒子，

由靜止開始經(jīng)一電場加速，粒子在電場中運動的距離為3L,所經(jīng)過的各點的電場強度

如圖所示。經(jīng)過電場加速的粒子從A點垂直于磁場方向進入平行四邊形勻強磁場區(qū)域。

粒子從A點開始在磁場區(qū)域中做勻速圓周運動時，先后經(jīng)過C、。兩點。已知線段

AC=AD=L,ZCAZ)=120°,不計粒子重力。求：

(1)粒子在磁場中運動的速度V的大小；

(2)穿過平行四邊形勻強磁場區(qū)域的磁通量的最小值①min。

試卷第2頁，共6頁

6.（2021?新疆烏魯木齊.統(tǒng)考一模）我國“嫦娥五號”軌道器與返回器的組合體在某段時

間內(nèi)繞月球做勻速圓周運動。已知組合體離月球表面高度∕∣=2.0xl05m,月球半徑

Λ=1.7×106m,月球表面的重力加速度go=1.6m∕s2求：

（1）組合體運行時的向心加速度α的大小（結果保留兩位有效數(shù)字）；

（2）組合體運行時的線速度1，的大?。ńY果保留兩位有效數(shù)字）。

7.（2021?新疆烏魯木齊.統(tǒng)考一模）如圖所示，矩形區(qū)域I和正方形區(qū)域H內(nèi)分別有水

平向右和豎直向下的勻強電場，電場強度大小均為E,區(qū)域I的寬度為d,區(qū)域〃的邊

長為2”,區(qū)域I左邊界上O點距區(qū)域∏下邊界的距離為4。將一質(zhì)量為〃?、電荷量為+q

的粒子（不計重力）從。點由靜止釋放，粒子經(jīng)過區(qū)域I并最終穿出區(qū)域求：

（1）粒子穿出區(qū)域I時的速度大??；

（2）粒子從區(qū)域II穿出時距離。點的豎直距離。

8.（2021?新疆烏魯木齊.統(tǒng)考一模）如圖所示，一傾角?37。的固定斜面AB段光滑，BC

段粗糙。用一輕桿固定的兩小球RQ（均可視為質(zhì)點）放置在斜面AB段上，小球Q

位于斜面上8點。將兩小球由靜止釋放后，將兩小球沿斜面加速下滑，最終小球。運

動到斜面上C點。已知兩小球的質(zhì)量均為m=lkg,兩小球與斜面之間的動摩擦因數(shù)均

為“=0.25,輕桿長度d=0.4m,斜面BC段長度Z?=0.88m,重力加速度g=10m∕s2求：

（1）小球尸剛運動時的加速度大小；

（2）小球Q從B點運動到C點的時間。

A

9.(2021?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)如圖所示，平面內(nèi)有一半徑為”的圓形區(qū)域，A、C、

D、E、F、G為圓上均勻分布的六個點，圓形區(qū)域內(nèi)無磁場，區(qū)域外有垂直紙面向外的

勻強磁場，磁感應強度大小為瓦一質(zhì)量為m、電荷量為+4的粒子，以某一速度沿AC

方向從A點射入圓形區(qū)域，粒子在該平面內(nèi)做周期性運動，每個周期內(nèi)粒子通過A、C、

D、E、F、G點各一次，不計粒子重力。

(1)請定性畫出粒子運動一個周期的軌跡；

(2)求粒子的速度大小及運動周期。

?????????

?????????

???>C.......DP???

::/.V：:

???O√:??

,???.....??

?????????

?????????

10.(2021?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)如圖所示，靜止在水平地面上的兩小物塊A、B之

間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側的豎直墻壁距離L=L5m.第一次適當壓縮微型

彈簧，釋放后A、B瞬間分離，運動過程中A、8未發(fā)生碰撞并同時靜止在水平面上；

第二次仍在兩小物塊最初靜止的位置緊壓微型彈簧，釋放后A、8在運動過程中僅發(fā)生

一次碰撞，且碰撞前瞬間物塊A的速度大小為v=4m∕s°已知兩小物塊4、B的質(zhì)量分別

為"z=0.2kg,“7=O.8kg,A與地面之間的動摩擦因數(shù)為AA=O.4,重力加速度g=10m∕s2,A、

B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。求：

(I)B與地面之間的動摩擦因數(shù)”8；

(2)A、B在發(fā)生碰撞后瞬間的速度大?。?/p>

(3)第二次壓緊微型彈簧后彈簧的彈性勢能。

11.(2022?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)在高山上的一片水平草地上，一只雪豹正在獵殺一

只野山羊，雪豹咬住野山羊前瞬間它們的速度方向相同，且雪豹的水平速度大小

試卷第4頁，共6頁

v∕-15m∕s,野山羊的水平速度大小v2=6m∕s,咬住后它們一起沿水平草地滑行了一段距

離后停下。雪豹和野山羊的質(zhì)量分別為如=60kg、,"2=30kg,它們滑行時與水平草地間

的動摩擦因數(shù)〃=0.8,重力加速度g取Iom/s2。求：

（1）雪豹咬住野山羊后瞬間共同的速度大小v；

（2）雪豹咬住野山羊后一起向前滑行的距離X。

12.（2022?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模）如圖所示，用絕緣細線懸掛一帶電小球，整個裝置

處于場強方向水平向右的勻強電場中，小球靜止時細線與豎直方向的夾角。=30。，若電

場突然反向，場強大小不變，小球開始運動。已知小球質(zhì)量為〃?，重力加速度的大小為

8。求：

（1）小球所受電場力的大小產(chǎn)；

（2）小球速度最大時細繩拉力的大小FT。

13?（2022?新疆烏魯木齊.統(tǒng)考一模）如圖所示，我國北斗導航系統(tǒng)中，衛(wèi)星A與衛(wèi)星B

在同一軌道平面內(nèi)均繞地心。做逆時針方向的勻速圓周運動。若衛(wèi)星A的運動周期為T,

衛(wèi)星B的軌道半徑為衛(wèi)星A軌道半徑的2倍。從某次衛(wèi)星A、B距離最近時開始計時,

求0、A、B三者間第一次和第二次構成直角三角形分別經(jīng)歷的時間。

14.（2022?新疆烏魯木齊.統(tǒng)考一模）如圖所示，在直角坐標系X0），的第一象限內(nèi)存在勻

強電場場強方向與X軸正方向的夾角，=45。；在第四象限內(nèi)存在勻強磁場，磁感應強度

方向垂直于紙面向外。A點是X軸上的一點，到O的距離為一質(zhì)量為〃?，電荷量為

q的帶正電的粒子以初速度Vo垂直于電場方向從。點進入電場區(qū)域，繼而通過A點進入

磁場區(qū)域，然后再次進入電場區(qū)域。不計重力，求：

（1）電場強度的大小R

（2）磁感應強度的最小值川加

15.(2022?新疆烏魯木齊?統(tǒng)考一模)如圖所示，在一傾角為。=37。的山坡AQ上發(fā)生了

泥石流，有可視為質(zhì)點的兩水泥板M、N以同一速度*IomZS沿山坡AB段勻速下滑，

此過程中兩水泥板相距/∕=20m°M從經(jīng)過B點開始到速度再次變?yōu)閂O的過程中運動了

s=36m,用時∕=6s,M的速度再次變?yōu)槿鐣r，M、N間的距離為∕2=28m0兩水泥板在

BC段和CZ)段滑行時受到的阻力分別為其重力的Q倍和七倍，且3公。重力加速度g

取10m∕s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求：

(1)一和」的值;

(2)整個下滑過程中，水泥板M、N之間的最小距離心

試卷第6頁，共6頁

參考答案:

R2/(R+4

1.(1)g；(2)2π

(R+%)2VgR2

【詳解】（1）設地球的質(zhì)量為何，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得

「Mm

G充=mg

「Mm

G---------7=ma

(R+好

解得

R2

a=--------7

(R+/?)-

（2）根據(jù)牛頓第二定律得

_Mm

G--------7=tn

(Λ+A)

解得

/、gL

2.(1)2g；(2)—

%

【詳解】（1）由牛頓第二定律可得

qE+mg=tna

解得

a=2g

（2）帶電小球A做類平拋運動，如圖所示，設小球A在r時刻水平位移為々,豎直位移為力,

小球A在墻壁上的影子的位移為V,則

答案第1頁，共13頁

L

?l=%f

?,2

y=2

x1_￡

y∣y

y^—t

%

可知小球A在墻壁上的影子做勻速直線運動，可得小球A在墻壁上的影子的速度

一些

%

3.(1)2y]2gR;(2)3mg

【詳解】(1)設小球A、B第一次運動到軌道最低點時的速度大小為%,小球A的質(zhì)量為根A,

根據(jù)機械能守恒定律和動量守恒定律可得

ιngR=^mv1

mAv0-mv0=mv

1m21212

-AV0+-mv-=-mv-

解得

v=2λ∕?Λ

(2)設小球B第一次通過圓軌道最高點的速度大小為匕，根據(jù)機械能守恒定律和牛頓第二

定律得

12C.12

—mv~=∕ng×2R+-mv]

2

c.V1

r+mg=m—

解得

答案第2頁，共13頁

F=3mg

4.(1)IOs(IOS~10.1s均得分)；(2)10次

【詳解】(1)設礦車含貨物總質(zhì)量為礦車從A處開始勻加速下滑到B點的加速度為α,

到達B點時的速度為V,礦車從B處到速度減為0時所需要的時間為乙

Mgsin，-OAMg=Ma

解得

a=2m∕s2

若將全程看做勻加速直線運動，由

y=2α(L+xnι)

可得

V=20m∕s

若將8到C的過程看做勻減速直線運動，則

V

?

xm=-i

解得

Z1=0.05s<0.Is

故估算時間時可以將全程看做是勻加速直線運動

(L+%)=g4產(chǎn)

解得

f=10s(IoS~10.1s均得分)

(2)設礦車空載時的最大質(zhì)量為機。，每次裝載貨物的最大質(zhì)量為機，根據(jù)動能定理得

礦車下滑過程

(∕M+∕Mo)?(?+xm)sin0-O,4(∕n+wo)?(Z,+Λm)--?=O

礦車上行過程

?叱-恤g(L+/)sin6-0.4〃?Og(A+xιn)=°

〃=經(jīng)

m

解得

"=10次

答案第3頁，共13頁

5.(1)2.1^^；(2)(4+2省)匹￡

Vtn]∣q

【詳解】(1)帶電粒子在電場中加速運動，￡-X圖線與坐標軸所圍的面積為電勢差U，由

動能定理得

U=E0L+^En×2L

..12

qu=-mv~

解得

V=2匡^

Vm

(2)設勻強磁場的磁感應強度為8,平行四邊形區(qū)域的最小面積為S,帶電粒子在磁場中

做勻速圓周運動，軌跡如圖所示

由幾何關系可得，AoC為正三角形，由牛頓運動定律得

R=L

9

v-

qvB=m-

如圖所示，當軌跡圓與平行四邊形的三條邊均相切且平行四邊形為矩形時，區(qū)域的面積S最

小，磁通量最小，由幾何關系可得

%=BS

S=2L理L+L

解得

6.(1)1.3m∕s2；(2)1.6×103m/s

答案第4頁，共13頁

【詳解】（1）在月球表面，根據(jù)

CMm

G~^=mg°

組合體繞月球做勻速圓周運動

-Mm

G---------7=nm

(h+R)2

解得

a=1.3m∕s2

（2）根據(jù)

CMmv2

G---------τ=m---------

("Rf(h+R)

解得

v=1.6×103m∕s

7.（1）%亟；（2）"

Vm

【詳解】（1）在區(qū)域I內(nèi)，根據(jù)動能定理得

一1?

Eqa=-mv~

解得

V

。乒Vm

（2）加速粒子從區(qū)域II的右邊界射出，則有

2d=v0t

Eq

V——/2

-2m

解得

y=d

粒子從區(qū)域II的右下角射出，假設成立，所以粒子從區(qū)域II穿出時距離O點的豎直距離為d.

8.（l）5m∕s2;（2）0.6s

【詳解】（1）開始運動時，對P。的整體

2mgsinθ-μmgcosθ=2mai

解得

2

al=5m∕s

答案第5頁，共13頁

(2)小球Q下滑d=0.4m時的速度

vl=y∣2ald=2m∕s

時間為

ty=IL=o.4s

?1

兩球都進入BC區(qū)域時的加速度

2mgSine-〃?Imgcosθ=2ma1

解得

2

a2=4m∕s

則當Q球下滑到C點時根據(jù)

r.12

L-d=vtt2+-a2t2

即

1,

0.48=2r2+-×4?

解得

∕2=0.2S

則小球。從B點運動到C點的時間

t=t]+t2=0.6so

9.⑴見解析;⑵V=春，T=號

【詳解】(I)軌跡如圖

⑵由幾何關系可知

根據(jù)牛頓第二定律得

答案第6頁，共13頁

2

V

qvB=m—

解得

_CqBU

3m

粒子在磁場中運動一周的時間為

2πr

t?=一

V

在圓形區(qū)域運動的時間為

3a

t2=~

V

所以粒子運動的周期為

τ

=t}+t2

解得

T2π+3√3

T=-----------m

qB

10.(1)0.1；(2)-0.8m∕s:2.2m/s；(3)6J

【詳解】(1)第一次釋放彈簧的瞬時，兩物體動量守恒，則

mmv

AV0A=BOB

兩物體同時停止，則運動時間相等，對物體A

%A=%=4g/

對物體B

VOB=aBt=BBgt

解得

NB=θ?l

(2)兩物體在水平面上運動的加速度

%=4g=4m∕s2

%=%g=lWs2

設經(jīng)過時間〃兩物體第一次碰撞，則

vvat

A=0A-A?

答案第7頁，共13頁

%=%∕f-α筋

2

Wl~^aBt?+^=Wl'^aAti

其中

vOA=4%B

解得

Z1=(√3-l)s

V40=4√3m∕s

vβ0=?/?m/s

vβ=lm∕s

兩物體碰撞時滿足

恒A+"%以="∕A+Z?以

~^,nAvA=~^mAvA+~^mBvB

解得

VA=-0.8m∕s

方向向左；

VB=2.2m∕s

(另一組％=4m∕s%=lm∕s不合題意)

(3)第二次壓緊微型彈簧后彈簧的彈性勢能

Ep=Jm"o+gw?l?=6J

II.(1)I2m∕s;(2)9m

【詳解】(1)雪豹咬住野山羊瞬間動量守恒

/H1V1+ni1V2=(〃?]÷7Z22)V

解得

r=12m∕s

(2)對雪豹和野山羊受力分析可知

答案第8頁，共13頁

∕√(w1+nι1)g=(ml+m2)a

解得

a=8m∕s2

雪豹咬住野山羊后一起做勻減速直線運動

-2ax=O-/

解得

X=9m

12.(1)—mg-,(2)4*"g

【詳解】(1)小球平衡時受力分析可得

F=mgtanθ

解得電場力的大小

?√3

F=-mg

(2)如圖所示，電場反向后，設重力和電場力的合力入，綜與豎直方向夾角為30。，則有

當絕緣細線與入共線時小球速度最大，由動能定理可得

2FLs?nθ=-mv'-0

2

由牛頓運動定律可得

FT-Fo=m工

聯(lián)立解得

3

答案第9頁，共13頁

4+√24+√2

l?.t=--------/;L=--------/

,l2114

【詳解】設衛(wèi)星A的軌道半徑為R,衛(wèi)星B周期為丁，由萬有引力定律和牛頓第二定律可

得

G哈=M等2R

Mm/2不、2CC

G-----n7="%(—×2R

(2R)2bΓ

由題意可知，當NoAB=9(Γ時，0,A,B三者第一次構成直角三角形，此時ZAO8=60,

如圖所示

2萬2π、π

)

--T------T-7%=-3

聯(lián)立解得

同理，當ZΛO8=90時，O,A，B三者第二次構成直角三角形，設經(jīng)過時間為有

2π2ππ

T^rrZ2=i

解得*

14.(1)2國片,⑵(26+揚〃%

qa2qa

【詳解】(1)如圖所示，設粒子在電場中做類平拋運動的加速度為即，有

答案第10頁，共13頁

qE=ma0

QSine=v(/

zl12

acosθ=-a0t

聯(lián)立解得

E,2√?

qa

(2)如圖所示，當磁感應強度3最小時，粒子在磁場中運動軌跡與y軸相切，設此時粒子

在磁場中運動軌跡半徑為R,粒子通過A點時速度為V,與VO方向的夾角為α,由平拋運動

規(guī)律可得

tana=2tan

在勻強磁場中，由幾何關系可得

R+Rsin(a-Θ)=a

解得

Pιo-√io

R=-------a

9

根據(jù)

V2

qvBmin=m-

%

V=——

CoSa

聯(lián)立解得

(2√5÷V2)∕nv0

Dmin=-----------：-------

答案第H頁，共13頁

15.（1）0.8；0.2；（2）—m

【詳解】（1）M、N運動情況相同，設經(jīng)過同一位置時，M比N運動時間滯后加,有

Ar=3