河南省TOP二十名校2023届高三9月摸底考试物理试题 参考答案

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【
高三物理参考答案　（
第１　　　　页　共６
页）】
２０２２－２０２３
学年高三年级 ＴＯＰ
二十名校九月摸底考试
高三物理参考答案
１．【
答案】　Ｂ
【
解析】　由于 Ｂ缓慢向上运动，
可知 Ａ
也缓慢在半球上运动，Ａ、Ｂ都 处于动态 平 衡 过 程，
对Ａ受
力分析，
如图所示，
做出力的矢量三角形，
由几何关系得，
三角形 ＯＡＢ与 力 的 矢 量 三 角 形 相 似，
可
得：
ｍｇ
ＯＢ＝Ｔ
ｌ＝
Ｆ
Ｎ
ＯＡ
，Ｂ缓 慢 向 上 运 动，ＯＢ变 大 ，
绳 长 ｌ、
半球半径 ＯＡ不 变 ，
所 以 Ｆ
Ｎ减 小，Ｔ减 小 ，
故
Ｂ正确，Ｃ错 误；
对Ｂ列 平 衡 方 程 得 Ｆ＝Ｍｇ＋Ｔｃｏｓ
θ
，
θ为绳与轻杆的夹角，Ｂ向 上 运 动 ，
θ减 小，
ｃｏｓ
θ变大，Ｔ
减小，
所以 Ｔｃｏｓ
θ无 法 确 定 如 何 变 化 ，
因此 Ｆ的 变 化 情 况 无 法 确 定 ，
对整体受力分析
可得，
地面对半球的支持力变化无法确定，
由于整 体 没 有 水 平 方 向 上 的 力，
那 么 地 面 对 半 球 没 有
摩擦力，
故ＡＤ错误。
２．【
答案】　Ｂ
【
解析】　上抛时间 ｔ＝
ｖ
０
ｓｉｎ
θ
ｇ，
由对称性可知下落时间也为 ｔ＝
ｖ
０
ｓｉｎ
θ
ｇ故水平射程 ｘ＝２ｖ
０
ｔｃｏｓ
θ
，
解得
ｘ＝
２ｓｉｎ
θ
ｃｏｓ
θ
ｖ
２
０
ｇ＝
ｖ
２
０
ｓｉｎ２
θ
ｇ，
可知 θ
＝４５°
时水平射程最远。
３．【
答案】　Ｂ
【
解析】　根据楞次定律可知，
金 属丝中电流沿逆 时 针 方 向，Ａ点电势高于 Ｂ点；
根 据 法 拉 第 电 磁
感应定律可知金属丝中电动势 Ｅ＝
ΔΦ
Δ
ｔ
＝ｋＬ
２
，
由 于 金 属 丝 粗 细 均 匀，Ａ、Ｂ两 点间 的 电 势 差 为 电 动
势的一半，
选项 Ｂ正确。
４．【
答案】　Ｄ
【
解析】　北极位 置 的 重 力 加 速 度 为 ｇ，
在 北 极 质 量 为 ｍ的 物 体 万 有 引 力 与 重 力 是 一 个 力，
所 以
ＧＭｍ
Ｒ
２＝ｍｇ
即地球的质量 Ｍ＝
ｇＲ
２
Ｇ，
故Ａ错误；
神州十四号飞船绕地球做圆周运动，
设飞船的质量为
ｍ，
周期为 Ｔ，
由 牛 顿 第 二 定 律 得：ＧＭｍ
（Ｒ＋ｈ）
２＝（Ｒ＋ｈ）
４
π
２
Ｔ
２ｍ＝ｍｖ
２
Ｒ＋ｈ
，
解 得 Ｔ＝４
π
２
（Ｒ＋ｈ）
３
槡ＧＭ ＝
４
π
２
（Ｒ＋ｈ）
３
ｇＲ
槡２，ｖ＝ｇＲ
２
Ｒ＋
槡ｈ
故Ｂ错误，Ｄ正 确 ，
飞船尽管 绕 地 球 做 圆 周 运 动，
仍然受重力，
飞 船 受
到的万有引力就是重力，
故Ｃ错误。
５．【
答案】　Ｄ
【
解析】　滑动变阻器的滑片由 ａ
向ｂ
滑动，
滑 动变 阻 器 接 入 电 路 的 电 阻 变 小 ，
并 联 电 阻 变 小 ，
并
联分压变小，
电流表示数变小，Ｂ错；
干路 电 流 变 大，
又 因 为 电 流 表 示 数 变 小，
滑 动 变 阻 器 所 在 支
路电流变大，
因此 Ｒ
２
两端电压表变大，Ａ错；
由于 干 路 电 流 变 大，
根 据 Ｐ＝Ｉ
２
ｒ
可 知 电 源 的 内 阻 消
耗的功率变大，Ｃ错；
由于干路电流变大，
根据 Ｐ＝ＥＩ
可知，
整个电路消耗的功率变大，Ｄ正确。
【
高三物理参考答案　（
第２　　　　页　共６
页）】
６．【
答案】　Ｃ
【
解析】　水对“
火 箭 ”
的 作 用 力 与 “
火 箭 ”
对 水 的 作 用 力 等 大 反 向，
水 对 “
火 箭 ”
的 冲 量 和 “
火
箭”
对 水的 冲 量 等 大 反 向 ，
选 项 Ａ错 误 ；
水 对 “
火 箭 ”
的 作 用 力 做 功 ，
增 加 了 水 火 箭 的 机 械 能 ，
若
水对“
火箭”
做的功与“
火箭”
对 水 做 的 功 大 小 相 等 符 号 相 反 则 水 火 箭 的 机 械 能 不 可 能 增 加 ，
选
项Ｂ错误；
火箭上升到最高点时动能不为 ０，
根据动能定理可知，
水对“
火箭”
做的功大于“
火箭”
的重力对“
火箭”
做的功，
选项 Ｃ正 确 ；
水 对 “
火 箭 ”
的作用力和重力对“
水 火 箭 ”
做 功 之 和 等 于
“
水火箭”
的动能变化，
选项 Ｄ错误。
７．【
答案】　Ｄ
【
解析】　剪断 ＯＡ
间弹簧瞬间，
连接 Ｂ球与 Ｃ球的弹簧弹力不会突变，
但ＯＡ间弹簧弹力瞬间突
变为零，
连接 Ａ
球与 Ｂ球间轻绳上的力发生突变，
设 小球 质量 为 ｍ，
剪 断 ＯＡ间 弹 簧 瞬 间 ，Ｃ球 受
力不变，
所 以 Ｃ球加速度为零，
假 设 连 接 Ａ球 与 Ｂ球间轻绳上弹力突变为零，
则Ｂ球 加 速 度 为
２ｇ，Ａ
球加速度为 ｇ，
可见轻绳弹力不为零，
则Ａ、Ｂ球的加速度相同，
对Ａ、Ｂ球整体受力分析，
由
牛顿第二定律得：３ｍｇ＝２ｍａ，
解得 ａ＝３
２ｇ。轻绳上拉力为 Ｔ，
则Ｔ＋ｍｇ＝ｍａ，Ｔ＝１
２ｍｇ，
故ＡＢＣ
错误，Ｄ正 确 。
８．【
答案】　Ｃ
【
解析】　电场力与重力合力 Ｆ与ＭＮ夹角为 ３０°
斜向左下，
如图所示，
设 轻 杆 与 ＯＮ方向夹角为
α
，
小球的位 移 为 ｌ＝ｄ
ｃｏｓ
α
，
沿 杆 方 向 加 速 度 为 ａ＝
Ｆｃｏｓ６０
０－
( )
α
ｍ，
则ｔ＝２
ｄｍ
Ｆｃｏｓ
α
ｃｏｓ６０°－
( )
槡α，
根
据三角函数知识，
可得当 α＝３０°
时，
时间最短为 ０．４ｓ，
对应小球位移为 ｌ＝槡
２３
５ｍ
。
９．【
答案】　ＡＣ
【
解析】　根据同向电流相互吸引和左手定则可以判断甲图中 Ｑ有 向左 运动 并 扩 大 的 趋 势 ，
丙 图
中Ｑ有扩大的趋势，
选项 Ａ、Ｃ正 确 ；Ｂ、Ｄ错误。
１０．【
答案】　ＢＣ
【
解析】　由Ｅ－ｘ
图象可知，
在ｘ
轴 上，
电 场 强 度 的 方 向 水 平 向 右，
沿 着 电 场 线 电 势 降 低，
所 以
球心位置电势最高故 Ａ错误，Ｅ－ｘ
图象与 ｘ
轴包围的面积表示两点的电势差，
所 以球 心与 球 体
外表面的电势差为 ｋＱ
２Ｒ
，
故Ｂ错误；
根据题意，
距球心 ２Ｒ位置的电场强度等同于电荷量为 Ｑ的点
电荷在 ２Ｒ位置产生电场相同，
由点电荷的场强场强公式得 ｘ＝２Ｒ位置的电场强度大小为 ｋＱ
４Ｒ
２
，
故Ｃ正确，ｘ
轴上从 ｘ＝Ｒ到 无穷 远 电场 强度 分 布 不 是 线 性 关 系 ，
所 以 从 ｘ＝Ｒ到无穷远电场强
度的平均值不是 ｋＱ
２Ｒ
２
，
故Ｄ错误。
１１．【
答案】　ＡＣ
【
解析】　圆盘缓慢转动，ａ、ｂ
两 物块 做匀 速 圆周 运动 的 向心 力均 由 静摩 擦力 或 静 摩 擦 力 与 细 线
的拉力的合力提供，
由对称性可知，
两物块所 受 摩 擦 力 大 小 相 同，
会 同 时 达 到 最 大 值，
故ａ、ｂ
同
【
高三物理参考答案　（
第３　　　　页　共６
页）】
时开始滑动，Ａ正 确 ，Ｂ错误，Ｄ错 误 ；ａ、ｂ
与圆盘间的最大静摩擦力均为 μｍｇ，ａ、ｂ
滑动前，
静摩
擦力达到最大。由于细线不可伸长，
所以两物块 会 垂 直 细 线 方 向 向 圆 盘 外 测 滑 出，
以ｂ
为 例 静
摩擦力方向如图所示，
木块受到的合力 Ｆ
合也 达到 最 大 ，
圆 盘 转 动 的 角 速 度 最 大，
根据几何关系
θ
＝３０°，μ
ｍｇ
ｃｏｓ３０°
＝ｍ
ω
２
ｍｌ，
解得 ω
ｍ＝槡
２３μ
ｇ
３
槡ｌ，Ｃ正 确 。
１２．【
答案】　ＡＣＤ
【
解析】　导体棒 Ｐ由ＣＥ处释放后，Ｐ棒 受 到 向 左 的 安 培 力 减 速 ，Ｑ受到向右的安培力加速度，
回路电流相同，
两棒所受安培力等大 反 向，
两 棒 组 成 的 系 统 动 量 守 恒，
导体棒 Ｐ经 过 ＣＥ后，
导
体棒 Ｐ在安培力作用下做减速运动，
导体棒 Ｑ做 加 速 运 动 ，
由 动 量 守 恒 得：ｍｖ
０＝ｍｖ
Ｐ＋ｍｖ
Ｑ，
由
题可知当 ｖ
Ｐ＝１
２
ｖ
０时，ｖ
Ｑ＝１
２
ｖ
０
，
此时两棒产生的电动势相同，
回路中电流为 ０，
两棒加速度均为
０，
当ＰＱ速 度 为 ｖ
０
２时，
此 时 放 上 第 三 个 棒，
干 路 中 电 流 为 Ｉ＝
Ｂｄｖ
０－１
２
Ｂｄｖ
０
Ｒ＋１
２
Ｒ
＝
１
２
Ｂｄｖ
０
３
２
Ｒ
＝
Ｂｄｖ
０
３Ｒ，ＰＱ
两棒加速度为 ａ＝
１
２
ＢＩｄ
ｍ＝
Ｂ
２
ｄ
２
ｖ
０
６ｍＲ ，
选项 Ｂ错误；
当ｖ
Ｐ＝１
２ｖ
０时，Ｑ棒 的 速 度 第 一 次 达 到 最 大，
此
时另 一 导 体 棒 （
设为 Ｍ）
滑上导轨，
此后 Ｍ棒减速，Ｐ、Ｑ两棒在安培力作用下加速，
故导体棒 Ｐ
的速度最小为 ｖ
０
２
，
选项 Ａ正确；
导体棒 Ｍ中的电流为 Ｐ、Ｑ中的 ２
倍，Ｍ受到的安培力与导体棒
Ｐ、Ｑ受到的安培力的合力等大反向，
导体棒 Ｍ、Ｐ、Ｑ组成的系统动量守恒，
当 三 者 共 速 时 另 一
导体棒（
设为 Ｎ）
滑上导轨后，
四个导体棒所 受 合 外 力 仍 为 ０，
系 统 动 量 守 恒，
选 项 Ｃ正 确；
每 滑
上一个导体棒，Ｑ棒都会加速，
故Ｑ棒 的速 度可 以 达 到 ｖ
０
，
根 据 动 量 定 理 得 Ｂｄｑ＝ｍｖ
０
，
解 得 ｑ＝
ｍｖ
０
Ｂｄ
，
选项 Ｄ正确。故选 ＡＣＤ。
１３．（６
分）
【
答案】　（１）ａ＝
ｓ
３＋ｓ
４－ｓ
１－ｓ
２
６Ｔ
２（２
分）
（２）
不需要（１
分）
（３）
不需要（１
分）
（４）１
Ｍ＋ｍ
（２
分）
【
解析】　（１）
整个系统做匀加速直线运动，
所 以 ｓ
３－ｓ
１＝３ａＴ
２
，ｓ
４－ｓ
２＝３ａＴ
２
，
联 立 解 得：ａ＝
ｓ
３＋ｓ
４－ｓ
１－ｓ
２
６Ｔ
２；（２）
由 于被 从气 垫 桌上 小孔 喷 出的 气 体 托 起，
木 盒 与气 垫 桌 之 间 没 有 摩 擦 力，
故
不需 要 平 衡 摩 擦 力 ，
所以不需要将气垫桌一端垫高；（３）
从 砂 桶 取 出 的 细 砂 放 入 了 木 盒 内 ，
整 个
系统 的 质 量 不 变 ，
对砂桶（
含细砂）
受力分析，
由 牛 顿 第 二 定 律 得 ｍｇ－Ｔ＝ｍａ，
对木盒由牛顿第
二定律得 Ｔ＝Ｍａ，
联立得：ｍｇ＝（Ｍ＋ｍ）ａ，ａ＝１
Ｍ＋ｍ
ｍｇ
，
因 此本 实验 不 需 要 知 道 绳 上 拉 力 ，
那 么
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