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书书书 【 高三物理参考答案 ( 第 1    页 共 6页) 】 2 0 2 2- 2 0 2 3学年高三年级 T O P二十名校十二月调研考 高三物理参考答案 1 . 【 答案】  C 【 解析】  地球同步倾斜轨道卫星绕地球做匀速圆周运动, 以地心为圆心, 可以经过北京的上空, 由于地球自转方向与地球同步倾斜轨道卫星的运行方向不一致, 故地球同步倾斜轨道卫星不可 以相对静止在北京上空, A错误; 第一宇宙速度为发射卫星的最小发射速度, 需要增大发射速度 才能发射更高轨道的卫星。因此, 地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度, 故 B错误; 由于 倾斜地球同步轨道卫星的周期和地球自转周期相等, 因此, 倾斜轨道同步卫星一天 2次经过赤道 正上方同一位置, 故 C正确; 地球同步倾斜轨道卫星相对地面运动轨迹为“ 8 ” 字形, 但地球对卫 星的万有引力未偏离了地心, 故 D错误。 2 . 【 答案】  B 【 解析】  经过两个半衰期, 1k g 铀 2 3 8有 3 4发生了衰变, 又由于发生衰变的铀 2 3 8均变成了铅 2 0 6 , 所以矿石中含有铅的质量为 m= 1×3 4 × 2 0 6 2 3 8k g ≈0 . 6 4 9k g , 故选 B 。 3 . 【 答案】  D 【 解析】  对 C球受力分析可知, A 、 B球对 C的库仑力方向相反, 由于 A 、 B球带电量相同, 所以 B 球对 C的库仑力竖直向上, 大小等于 A对 C的库仑力与 C的重力之和, 故 C带正电, 选项 A错 误; 设相邻小球的间距为 l , 则 m g+ k q cq 4 l 2 = k q q c l 2 , 对 B受力分析得: k q 2 l 2 =m g+ k q q c l 2 , 联立解得: q c= 4 7 q , l =q 3 k 7 槡 m g , 故 C错误, D正确, 对整体受力分析得弹簧弹力 T=3 m g , 由胡克定律得: T= k 0x , 解得弹簧的伸长量 x = 3 m g k 0 , 故 B C错误。 4 . 【 答案】  B 【 解析】  由于圆环所带电荷量均匀分布, 所以长度为 Δ l 的小圆弧所带电荷量 q =Q Δ l 2 π R , 没有取走 电荷时圆心 O点的电场强度为零, 取走 B 、 C两处的电荷后, 圆环剩余电荷在 O点产生的电场强 度大小等于 B 、 C处弧长为 Δ l 的小圆弧所带电荷量在 O点产生的场强的叠加, 方向相反, 即 E= k q 2 R 2c o s 6 0 ° , 解得 E=k Q Δ l 2 π R 3, 方向 O→A , 所以试探电荷在 O点受到的电场力大小为 k Q q 0Δ l 2 π R 3, 方向 A →O ,故 B正确。 5 . 【 答案】  D 【 解析】  如果细线与 3 0 ° 刻线重合, 动车的加速度大小为 a=g t a n 6 0 ° 槡 = 3 g , 故 A错; 由于不知 道动车的行进方向, 只知道加速度方向, 不能确定动车是加速还是减速, 也不能确定车是进站还 是出站, B错; 细线与右侧 3 0 ° 刻线重合时与左侧 3 0 ° 刻线重合时, 动车的的加速度大小相等, 方 向相反, 故 C错; 根据公式结合正切函数的特征可知, 当加速度较大时与水平方向所成夹角较 小, 会导致加速度较大情况下的测量误差较大, 故 D正确。 6 . 【 答案】  C 【 解析】  t = 1s 时, F= 2N , 所以钩码在 0- 1s 内处于静止状态, 1s 后钩码开始运动, 由牛顿第 1 【 高三物理参考答案 ( 第 2    页 共 6页) 】 二定律得 F-m g=m a , 解得 a= 1 0t ~ 1 0m/ s 2, 所以钩码 1s 后做变加速直线运动, B错误, 由动 量定理得 2s 时钩码的速度 v 为: I F-m g t =m v , IF= 3N ·s , 解得 v = 5m/ s , 故 C正确, A错误, 0~ 2s 内重力的冲量 I =m g t = 4N ·s , 故 D错误。 7 . 【 答案】  B 【 解析】  由电场线的指向和电场线的密集程度可判断, 左边电荷带正电, 且所带电荷量多, 故 A 正确; 根据粒子的轨迹一定夹在速度和加速度之间, 可判断带电粒子受力方向与电场线相反, 故 粒子带负电, 由于 b点靠近正电荷所以 b点电势更高, 负电荷在电势高的地方所具有的电势能 小, 所以带电粒子在 b 点的电势能小, 故 B错误, C正确; b处的电场线更加密集, 电场强度较大 所以带电粒子在 a点的加速度小于在 b 点的加速度, D正确。选 B 。 8 . 【 答案】  A 【 解析】  篮球在竖直速度刚好为零时落进篮筐, 根据逆向思维, 篮球做平抛运动, 则: x =v xt , H- h=v 2 y 2 g , H-h=1 2g t 2, 小李对篮球做的功 W =1 2m v 2, v2 =v 2 x+v 2 y联立解得: W =m g ( H-h )+ m g x 2 4 ( H-h ) , 故 A正确, B错误; 篮球与篮筐碰撞后的速度大小为碰前的 1 2v x, 碰后至落地的时间 t ′ = 2 H 槡 g, 所以篮球落地点距离篮筐的水平距离 x ′ = v x 2t ′ > v x 2t = x 2, 故 C错误, 篮球从抛出到落 地的时间为 2 ( H-h ) 槡 g + 2 H 槡 g, 故 D错误。 9 . 【 答案】  A D 【 解析】  小球由 A点运动到最低点, 根据机械能守恒定律 m g L s i n θ =1 2m v 2, 在最低点 T-m g s i n θ = m v 2 L, 解得 T= 3 m g 2 , A正确; 小球由 A点运动到最高点, 根据机械能守恒定律 m g L s i n θ =1 2m v 2 0- 1 2m v 2, 最高点的临界速度 v = g L s i n 槡 θ , 解得 v 0= 3 g L 槡 2 , B错误; 小球由 A运动到最低点的过程 中, 重力的功率先由零逐渐增加到最大, 然后逐渐减小至零, 重力功率最大时小球沿斜面向下的 合力为零, 即沿斜面向下的速度最大, 故小球所受合力平行于 O A , C错误, D正确。 1 0 . 【 答案】  A C D 【 解析】  由于 B板接地, 所以 φ B= 0 , 那么平行板电容器板间电压大小为 UB A=φ0, 电场强度 E = φ 0 d , 粒子在在板间受到的电场力 F=E q= φ 0q d, 所以粒子受到的电场力与时间 t 为线性关系, 根据动量定理得在 t = 0时刻释放的粒子, 粒子在 t =T 2、 T 2 +n T时刻速度最大, φ 0q T 4 d =m v m解得 v m= φ 0q T 4 m d , 故 A D正确, 在 t =T 4时刻释放该粒子, 粒子在 T 4 - 3 T 4时间内一直向 B板运动, 3 T 4时刻 粒子速度为零, 后重复以上运动如果此时粒子未能到达 B板, 则粒子接下来向 A板运动, 所以 粒子不可能在 t =T时刻到达 B板, 故 B错误; t =T 2时刻释放该粒子, 粒子在 T 2 -T时间内粒子 向 A板做加速度增大的加速运动, T- 3 T 2时间内粒子向 A板做加速度减小的减速运动, 在 3 T 2时 2 【 高三物理参考答案 ( 第 3    页 共 6页) 】 刻粒子速度为零, 故 C正确。 1 1 . 【 答案】  B C 【 解析】  当 A球运动到 O点正上方时, 如图所示, B球重力势能的增加量为 mBg h=mBg R s i nα 2 = 2 0× 0 . 3× 0 . 1 5 0 . 4 J = 2 . 2 5J , A错误; A 、 B两球的速度大小之比 v As i n α=vBc o sa 2, v A v B =4 3, B正 确; 若水平恒力 F= 5 0N , 当两球速度大小相等时, 小球 B运动到了半圆轨道的最高点, 根据能 量守恒 F s =mBg R+1 2( m A+mB) v 2, s =R+ H 2-( H-R ) 槡 2, 解得: v = 6+ 槡 1 0 1 5 槡 3 m/ s , C正 确, D错误。 1 2 . 【 答案】  B D 【 解析】  由于水平面光滑, 所以小球与弧形物体组成的系统水平方向合力为零, 水平方向动量 守恒, 竖直方向系统所受合力不为零, 故竖直方向动量不守恒, 由于所有接触面均光滑, 故系统 机械能守恒, 故 A错误; 由 a-x 图像知, 小球与弧形物体作用前的速度为: 1 2m a x = 1 2 m v 2, 解得 v 槡 = 2m/ s , 若小球没有从 1 4圆弧飞出, 当小球上升最高时小球与弧形体水平方向共速, 则: m v = ( M+m) v ′ , m g h=1 2 m v 2 -1 2( M+m) v ′ 2, 解得 h=2 0 3c m<R , 所以小球上升的最大高度为 2 0 3 c m , 故 B正确, 当小球与弧形体分离后, 弧形体速度最大, 设分离后小球速度为 v 1, 弧形体速度 为 v 2, 则 m v =m v1+Mv2; 1 2 m v 2=1 2 m v 2 1+1 2Mv 2 2, 解得 v2=槡 22 3 m/ s , 故 C错误, D正确。 1 3 . ( 6分) 【 答案】  ( 1 ) 轻推物块, 遮光片通过两光电门的遮光时间相同 ( 2 ) ① 1 Δ t 1 - 1 Δ t 2 =- 1 Δ t 3 + 1 Δ t 4  ② 1 【 解析】  ( 1 ) 若轻推物块, 遮光片通过两光电门的遮光时间相同, 则可判断气垫已调水平。 ( 2 ) 根据动量守恒 m v 1-m v2=-m v ′1+m v ′2, m d Δ t 1 -m d Δ t 2 =-m d Δ t 3 +m d Δ t 4 , 可得 1 Δ t 1 - 1 Δ t 2 =- 1 Δ t 3 + 1 Δ t 4 ; 根据能量守恒 1 2 m v 2 1+1 2 m v 2 2=1 2 m v ′ 2 1+1 2 m v ′ 2 2, 可得 1 Δ t 1 2+ 1 Δ t 2 2= 1 Δ t 3 2+ 1 Δ t 4 2, 计算可 得Δ t 1 Δ t 4 = 1 。 1 4 . ( 9分) 【 答案】  ( 1 ) 3 0 . 0 0  ( 2分) 3 【 高三物理参考答案 ( 第 4    页 共 6页) 】 ( 2 ) R R 1 R 2 ( 3分) ( 3 )4 ρ R 2 π d 2R 1 ( 2分) ( 4 ) 8 2 ( 8 0~ 8 3均可) ( 2分) 【 解析】  游标卡尺为 2 0分度游标尺, 最小分度为 0 . 0 5m m , 所以玻璃管内径为 3 0 . 0 0m m , 调节 电阻箱, 使电压表示数为零, 可得: R R 2 = R x R 1 , 解得 R x= R R 1 R 2 , R x= ρ L S= 4 ρ L π d 2= R R 1 R 2 , R= 4 ρ R 2 π d 2R 1 L , 所以 图像的斜率 k =4 ρ R 2 π d 2R 1 , 根据表中数据可得 Δ R Δ L= ( 4 . 6 3 2- 1 . 1 4 5 )× 1 0 3Ω ( 7 . 5 4 0- 1 . 5 5 0 )× 1 0 -2m= 3 . 4 8 7 5 . 9 9 × 1 0 5Ω/ m , 解 得 ρ = 8 2Ω·m 。 1 5 . ( 1 3分) 【 答案】  ( 1 ) 6m/ s    ( 2 )8 3 m 【 解析】  ( 1 ) 设木板和物块的质量为 m , 物块与木板间的动摩擦因数为 μ 1, 木板与地面间的动 摩擦因数为 μ 2, 则物块的加速度大小 a1=μ1g= 1m/ s 2 ( 1分)………………………………… 木板的加速度大小为 a 2= μ 1m g+ 2 μ2m g m = 5m/ s 2 ( 2分)………………………………………… 经 t 1二者共速: v0-a2t1=a1t1 ( 2分)……………………………………………………………… 共速后, 由于 μ 1<μ2, 所以二者分开运动, 物块的加速度大小仍为 a1=μ1g= 1m/ s 2 ( 1分)… 则共速之前和共速之后, 小物块的运动是对称的。如果物块的运动时间不超过 2s , 则加速时间 不超过 1s , 即 t 1≤1s , ( 1分)……………………………………………………………………… 所以 v 0≤6m/ s , 木板的初速度 v0的最大值为 6m/ s 。 ( 1分)…………………………………… ( 2 ) 二者共速之前物块相对于木板向左运动, 共速之后相对于木板向右运动, 物块相对木板向左运动的位移 x 1=v0t1-1 2a 2t 2 1-1 2a 2t 2 2= 3m ( 1分)………………………… 物块相对木板向右运动时, 木板的加速度大小为 a ′ 2= μ 1m g- 2 μ2m g m = 3m/ s 2 ( 1分)………… 共速速度 v =a 1t1= 1m/ s ( 1分)…………………………………………………………………… 物块相对木板向右运动的位移 x 2= v 2 2 a 1 - v 2 2 a ′ 2 =1 3 m( 1分)…………………………………… 物块相对于木板的位移 x =x 1-x2=8 3 m( 1分)………………………………………………… 1 6 . ( 1 9分) 【 答案】  见解析 【 解析】  ( 1 ) 导体棒切割磁感线, 产生的感应电动势 E=1 2B L 2ω ( 2分)……………………… 根据闭合电路欧姆定律 I = E R 1+R2+R , 2 n π ω ~ ( 2 n+ 1 ) π ω ( n= 0 , 1 , 2 , 3 ) 时间内, 根据右手定则知 导体棒 a感应电流方向为 O→B , 电容器板间电场强度方向竖直向下, 由题意可知等离子体在平 行板电容器内做匀速运动, 所以电场力与洛伦兹力等大反向, 根据左手定则可知电容器内磁场 4 【 高三物理参考答案 ( 第 5    页 共 6页) 】 方向为垂直纸面向里; ( 2 n+ 1 ) π ω ~ ( 2 n+ 2 ) π ω ( n= 1 , 2 , 3 ) 时间内电容器内磁场方向垂直纸面向 外, 电容内板间电压 U=I ( R 1+R2) , ( 2分)……………………………………………………… 设交变磁场的大小为 B x, U q d =q v 0Bx ( 2分)……………………………………………………… 解得 B x= B L 2ω 3 d v 0 ( 1分)……………………………………………………………………………… ( 2 ) 当带电粒子的轨迹与环形磁场的内边界相切时, 粒子的半径最大, 此时粒子恰好不会穿过 环形磁场内边界, 设带电粒子的半径为 R m, 由几何关系得: R 2 m+ 4 r 2=( R m+r ) 2 ( 2分)……………………………………………………… 解得 R m= 1 . 5r ( 1分)……………………………………………………………………………… 此时磁场有最小值, 根据 q v 0Bm i n=m v 2 0 R m ( 1分)…………………………………………………… 解得 B m i n= 2 m v 0 3 q r ( 1分)……………………………………………………………………………… 所以环形磁场的磁感应强度 B 环≥ 2 m v 0 3 q r ( 1分)…………………………………………………… ( 3 ) 由于等离子体由阴阳离子组成, 所以带电粒子的轨迹关于虚线对称。在环形磁场里面, 设 发光区域对应的圆心角为 4 θ , 则: t a n θ = 1 . 5 r 2 r =3 4, 所以 θ = 3 7 ° ( 2分)………………………… 因此发光的长度 l = 4 θ 3 6 0 ° ·4 π r( 2分)…………………………………………………………… 解得 l = 1 . 6 4 π r ( 2分)……………………………………………………………………………… 1 7 . ( 1 5分) 【 答案】  ( 1 ) B C E   ( 2 ) 1 0c m 【 解析】  由题图 1可知, ②中速率大的分子占据的比例较大, 则说明②对应的平均速率较大, 故②对应的温度较高, 温度高则分子速率大的占多数, 即高温状态下分子速率大小的分布范围 相对较大, 故 A错误、 B正确; 图 1中两条图线与横轴包围的面积相同, 都为 1 , 故 C正确; 图 2 中阴影部分面积表示分子势能差值, 势能差值与零势能点的选取无关, D错误; 分子势能与分子 间距的关系图像中, 图线切线斜率的绝对值表示分子间作用力的大小, E正确。 5 【 高三物理参考答案 ( 第 6    页 共 6页) 】 【 解析】  ( 2 ) 对活塞 A 、 B和理想气体整体分析: k x 1=( mA+mB) g s i n α ( 1分)………………… 对活塞 B : k x 1+p0S=mBg s i n α+p1S ( 1分)……………………………………………………… 再次平衡后, 对活塞 A : F+p 2S=mAg s i n α+p0S ( 2分)………………………………………… 对活塞 A 、 B和理想气体整体分析: k x 2+F=( mA+mB) g s i n α ( 2分)…………………………… 对理想气体根据理想气体状态方程: p 1S l1=p2S l2 ( 2分)………………………………………… 解得: Δ l =x 1-x2+l2-l1= 1 0c m ( 2分)………………………………………………………… 1 8 . ( 1 5分) 【 答案】  ( 1 ) A D E   ( 2 ) 见解析 【 解析】  由 v -t 图像可知物块与木板之间的摩擦力 F f=m a= 1N , t = 0时刻, 木板水平方向受 向右的摩擦力, 所以木板向右运动, 弹簧弹力增加, 当 F f=k x0时, 木板加速度为零, 速度最大, 此 时弹簧形变量 x 0= 0 . 1m , 然后木板继续向右运动, 到 B点木板速度为零。设木板距离 O点为 x 时, 对其受力分析: k ( x +x 0)-Ff=k x , x 方向指向 O点, 木板左端偏离 O位移 x 水平向右, 所以 满足 F 回 =-k x , 因此在物块在木板上滑动阶段, 木板的运动为简谐运动, 振幅 A= 0 . 1m , O点 为木板的平衡位置, 此时木板速度最大, 当木块滑到木板最右端时, 木板完成了一个完整的全振 动, 故 A D正确, 2s 时物块速度为零, 木板速度也为零, 弹簧处于原长, 所以 2s 物块与木板一起 静止, 加速度为零, 物块与木板之间没有摩擦力, 故 B C错误, 当木板左端运动到 B点时, 弹簧弹 性势能最大, 此时弹力 F= 2N , 所以弹簧的最大弹性势能为 E p=F 2·2 x 0= 0 . 2J , 故 E正确。 ( 2 ) ( i ) 由题意可知简谐波周期满足如下关系: n T= 1 . 2s ,( 2分)……………………………… λ=v T ( 2分) ,……………………………………………………………………………………… 解得: λ= 1 2 n c m ( n= 1 , 2 , 3 …)( 2分)……………………………………………………………… ( i i ) 若波长大于 1 0c m , 根据( i ) 中分析 λ= 1 2 n c m( n= 1 , 2 , 3 …) , 此时 n= 1 , 所以 λ= 1 2c m , 质 点 A B之间的距离 Δ x = 8c m=2 3λ , ( 2分)………………………………………………………… 由于 A在波峰, 所以质点 B距离波谷 λ 6, 所以 B的位移为 - 1c m 。 ( 2分)…………………… 6
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