2023年高三物理创新设计试题高中物理.docx

2023届新课标高考物理试题创新设计〔3〕 1．〔16分〕 所示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机〞，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在重力作用下落回深坑，夯实坑底。两个滚轮边缘的线速度恒为v=4 m／s，滚轮对夯杆的压力FN =2×104N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3，夯杆质量 m=1×103kg，坑深 h=6.4 m，取 g=10m／s2．求： 〔1〕夯杆自坑底开始匀加速上升，当速度增加到4 m／s时，夯 杆上升的高度； 〔2〕夯杆自坑底上升的最大高度； 〔3〕每次滚轮将夯杆提起的过程中，电动机对夯杆所做的功． V0 L q 2．〔18分〕 如以下图，一根长为L的绝缘刚性轻绳一端连接一质量为m、带电量为－q的小球，另一端与悬点A相连。如果在悬点A放一个电荷量为＋q的点电荷，要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，那么小球在最低点的速度最小值应为多少？ 3．〔8分〕【物理—物理3-3】 如以下图，气缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，活塞距缸口0.5m，活塞面积10cm2，大气压强1.0×105pa，物体重50N，活塞质量及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60J的热量。那么 〔1〕封闭气体的压强怎样变化？ 〔2〕气体的内能如何变化？变化了多少？ 4．〔8分〕【物理—物理3-4】 如以下图截面为矩形的平行玻璃砖，图中的MN垂直NP，一束单色光从MN上的一点进入玻璃砖后，又从NP上一点B返回空气中，入射角α和出射角β。 〔1〕求玻璃砖的折射率。 〔2〕假设n=，0≤α≤π/2，求β的最小值。 5．〔8分〕【物理—物理3-5】 一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3×107m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核．设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比为RB：RC=11:30．求： 〔1〕C核的速度大小； 〔2〕根据计算判断C核是什么． 〔3〕写出核反响方程式． 参考答案 1．【试题解析】〔16分〕 〔1〕夯杆自坑底开始匀加速上升，由牛顿第二定律得 〔3分〕 夯杆上升的高度 〔2分〕 解得h1=4 m 〔2分〕 〔2〕当夯杆底端到达坑口时，两个滚轮彼此分开，夯杆竖直上抛 〔2分〕 解得h2=0.8 m 〔2分〕 所以，夯杆自坑底上升的最大高度H=h+h2=7.2 m 〔1分〕 〔3〕电动机对夯杆所做的功等于夯杆增加的机械能，即 W=mgH=7.2×104 J 〔4分〕 2．〔18分〕 摆球运动到最高点时，受到重力mg、库仑力、绳的拉力T作用，根据向心力公式可得：，〔6分〕 由于,所以有： 〔4分〕 由于摆在运动过程中，只有重力做功，故机械能守恒。据机械能守恒定律得： 〔4分〕 解得：。〔4分〕 3．〔8分〕【物理—物理3-3】 〔1〕活塞缓慢移动，可以认为活塞在任意状态都处于平衡状态，对活塞受力分析，由平衡条件得，，故封闭气体的压强保持不变。〔4分〕 〔2〕气体体积变大，封闭气体推动活塞对外界作功，J；〔2分〕在此过程中封闭气体吸收了60J热量，由热力学第一定律知，气体的内能增加了35J。〔2分〕 4．〔8分〕【物理—物理3-4】 (1)根据题意可知： 　　　〔2分〕 ，解得　〔2分〕 (2)当α=90°时，β最小　　　　　　　　 〔1分〕 ，　〔2分〕 解得β=45°　　　　　　　　　　　　　　〔1分〕 5．〔8分〕【物理—物理3-5】 (1)设中子的质量为m，那么氮核的质量为14m，B的质量为 11m, C核的质量为4m 根据动量守恒可得：mv0=11mvB+3mvC，代入数值解得vc=3×106m/s2〔3分〕 (2) 根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式：R= 20231015 可得：　　〔2分〕 所以；又因为qC+qB=7e　　　　　　　　　　　　 解得：qC=2e，qB=5e，所以C核为24He　〔2分〕 20231015 (3) 核反响方程式　〔1分〕