河南省TOP二十名校2022-2023学年高三上学期12月调研考试 物理参考答案

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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，１ｋｇ
铀２３８有３
４发生了衰变，
又由于发生衰变的铀 ２３８均变成了铅
２０６，
所以矿石中含有铅的质量为 ｍ＝１×３
４×
２０６
２３８ｋｇ
≈０．６４９ｋｇ，
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ｍｇ＋
ｋｑ
ｃ
ｑ
４ｌ
２＝
ｋｑｑ
ｃ
ｌ
２，
对Ｂ受 力 分 析 得：
ｋｑ
２
ｌ
２＝ｍｇ＋
ｋｑｑ
ｃ
ｌ
２，
联 立 解 得：ｑ
ｃ＝
４
７
ｑ，ｌ＝ｑ３ｋ
７
槡
ｍｇ
，
故Ｃ错 误，Ｄ正 确，
对 整 体 受 力 分 析 得 弹 簧 弹 力 Ｔ＝３ｍｇ，
由 胡 克 定 律 得：Ｔ＝
ｋ
０
ｘ，
解得弹簧的伸长量 ｘ＝
３ｍｇ
ｋ
０
，
故ＢＣ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＝
ｋｑ
２Ｒ
２
ｃｏｓ６０°，
解得 Ｅ＝ｋＱ
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ｋＱｑ
０
Δ
ｌ
２
π
Ｒ
３，
方 向 Ａ
→Ｏ，
故Ｂ正确。
５．【
答案】　Ｄ
【
解析】　如 果细 线 与 ３０°
刻 线 重 合 ，
动 车 的 加 速 度 大 小 为 ａ＝ｇｔａｎ６０°槡
＝ ３ｇ，
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 ３０°
刻线 重 合 时 与 左 侧 ３０°
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
【
高三物理参考答案　（
第２　　　　页　共６
页）】
二定律得 Ｆ－ｍｇ＝ｍａ，
解得 ａ＝１０ｔ～１０ｍ／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－ｍｇｔ＝ｍｖ，Ｉ
Ｆ＝３Ｎ·ｓ，
解 得 ｖ＝５ｍ／ｓ，
故Ｃ正 确，Ａ错 误，
０～２ｓ
内重力的冲量 Ｉ＝ｍｇｔ＝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
ｘ
ｔ，Ｈ－
ｈ＝ｖ
２
ｙ
２ｇ
，Ｈ－ｈ＝１
２ｇｔ
２
，
小李对篮球做的功 Ｗ＝１
２ｍｖ
２
，ｖ
２＝ｖ
２
ｘ＋ｖ
２
ｙ联立解得：Ｗ＝ｍｇ（Ｈ－ｈ）＋
ｍｇｘ
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＋２Ｈ
槡
ｇ，
故Ｄ错误。
９．【
答案】　ＡＤ
【
解析】　小球由 Ａ
点运动到最低点，
根据机械能守恒定律 ｍｇＬｓｉｎ
θ
＝１
２
ｍｖ
２
，
在最低点 Ｔ－ｍｇｓｉｎ
θ
＝
ｍｖ
２
Ｌ，
解得 Ｔ＝
３ｍｇ
２，Ａ正 确 ；
小球由 Ａ
点运动到最高点，
根据机械能守恒定律 ｍｇＬｓｉｎ
θ
＝１
２
ｍｖ
２
０－
１
２
ｍｖ
２
，
最高点的临界速度 ｖ＝ｇＬｓｉｎ
槡θ
，
解得 ｖ
０＝３
ｇＬ
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 ＯＡ，Ｃ错误，Ｄ正确。
１０．【
答案】　ＡＣＤ
【
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 Ｕ
ＢＡ ＝
φ
０
，
电场 强 度 Ｅ
＝
φ
０
ｄ
，
粒子在在板间受到的电场力 Ｆ＝Ｅｑ＝
φ
０
ｑ
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＋ｎＴ时 刻 速 度 最 大 ，
φ
０
ｑＴ
４ｄ＝ｍｖ
ｍ解 得
ｖ
ｍ＝
φ
０
ｑＴ
４ｍｄ
，
故ＡＤ正 确 ，
在ｔ＝Ｔ
４
时刻释放该粒子，
粒子在 Ｔ
４－
３Ｔ
４时 间 内 一 直 向 Ｂ板 运 动 ，
３Ｔ
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３Ｔ
２时
【
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。
１１．【
答案】　ＢＣ
【
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 ｍ
Ｂ
ｇｈ＝ｍ
Ｂ
ｇＲｓｉｎα
２
＝２０×０．３×
０．１５
０．４Ｊ＝２．２５Ｊ，Ａ错 误 ；Ａ、Ｂ两 球 的 速 度 大 小 之 比 ｖ
Ａ
ｓｉｎ
α＝ｖ
Ｂ
ｃｏｓａ
２
，
ｖ
Ａ
ｖ
Ｂ
＝４
３
，Ｂ正
确；
若水平恒力 Ｆ＝５０Ｎ，
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 Ｆｓ＝ｍ
Ｂ
ｇＲ＋１
２（ｍ
Ａ＋ｍ
Ｂ）ｖ
２
，ｓ＝Ｒ＋Ｈ
２－（Ｈ－Ｒ）
槡２，
解 得：ｖ＝ ６＋ 槡
１０ １５
槡３ｍ／ｓ，Ｃ正
确，Ｄ错 误 。
１２．【
答案】　ＢＤ
【
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
２
ｍａｘ＝１
２ｍｖ
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：ｍｖ＝
（Ｍ＋ｍ）ｖ′，ｍｇｈ＝１
２ｍｖ
２－１
２（Ｍ＋ｍ）ｖ
′２
，
解 得 ｈ＝
２０
３ｃｍ ＜Ｒ，
所 以 小 球 上 升 的 最 大 高 度 为 ２０
３
ｃｍ
，
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ｍｖ＝ｍｖ
１＋Ｍｖ
２
；
１
２ｍｖ
２＝１
２ｍｖ
２
１＋１
２
Ｍｖ
２
２
，
解得 ｖ
２＝槡
２２
３ｍ／ｓ，
故Ｃ错误，Ｄ正 确 。
１３．（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）
①１
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 ｍｖ
１－ｍｖ
２＝－ｍｖ′
１＋ｍｖ′
２
，ｍｄ
Δ
ｔ
１
－ｍｄ
Δ
ｔ
２
＝－ｍｄ
Δ
ｔ
３
＋ｍｄ
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
２ｍｖ
２
１＋１
２ｍｖ
２
２＝１
２ｍｖ
′２
１＋１
２ｍｖ
′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。
１４．（９
分）
【
答案】　（１）３０．００　（２
分）
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