河南省焦作市2023届高三下学期高考模拟（第二次模拟考试）理综物理试题（原卷+解析）

河南省焦作市2023届高三下学期高考模拟（第二次模拟考试）理综物理试题

一、单选题

1．（2023·河南·统考二模）1964年10月16日，中国第一颗原子弹试爆成功。该原子弹核反应的主要成分是，天然是不稳定的，它通过7次α衰变和4次β衰变最终成为稳定的元素A，则下列说法正确的是（　　）

A．元素A为

B．元素A的中子数为123

C．α、β衰变过程中会释放能量

D．的比结合能大于A的比结合能

2．（2023·河南·统考二模）如图所示，园艺师对割草机施加方向与水平草地成37°角斜向下、大小为50N的推力，使割草机在水平草地上匀速前行。已知割草机的质量为30kg，取、重力加速度大小，则割草机对草地的压力大小为（　　）

A．330N B．340N C．350N D．360N

3．（2023·河南·统考二模）具有“主动刹车系统”的汽车遇到紧急情况时，会立即启动主动刹车。某汽车以28m/s的速度匀速行驶时，前方50m处突然出现一群羚羊横穿公路，“主动刹车系统”立即启动，汽车开始做匀减速直线运动，恰好在羚羊通过道路前1m处停车。汽车开始“主动刹车”后第4s内通过的位移大小为（　　）

A．0 B．1m C．2m D．3m

4．（2023·河南·统考二模）如图甲所示，电阻不计、间距为1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为3Ω的定值电阻R，虚线OO＇下方存在方向垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为2T的匀强磁场。现将质量为0.1kg、电阻为1Ω的金属杆PQ从OO＇上方某处由静止释放，金属杆PQ下落过程中始终水平且与导轨接触良好，其加速度a与下落时间t的关系图像如图乙所示。取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）

A．金属杆PQ进入磁场后P端的电势较高

B．金属杆PQ释放位置到OO＇的距离为0.1m

C．金属杆PQ在磁场中稳定时的速度大小为2m/s

D．a-t图像在横轴上、下方围成的面积之比为2：1

5．（2023·河南·统考二模）如图所示，半径为R的光滑半圆柱体固定在水平地面上，一可看作质点的小球从半圆柱面上由静止释放，释放点距地面的高度为H（H＜R），小球与半圆柱体分离时距地面的高度为h，则（　　）

A．小球下降过程中加速度大小不变

B．小球落地时的最大速度为

C．小球释放点与分离点满足

D．小球沿柱面滑行的最大弧长为

二、多选题

6．（2023·河南·统考二模）伴随着中国电力发展步伐不断加快，全国已经形成了多个跨省的大型区域电网，实现1000kV以上的特高压远距离输电，大量利用风力、太阳能、地热能、海洋能等发电厂并入电网，成为传统发电的有益补充。电网可以调剂不同地区电力供需的平衡，减小了断电的风险，使电力的供应更加安全、可靠，下列说法正确的是（　　）

A．高压输电的目的是提高输电效率

B．变压器工作时可以改变交变电流的频率

C．远距离输电线路上的电感、电容对输电没有影响

D．并入电网的交流电必须与电网中交流电的相位相同

7．（2023·河南·统考二模）两颗相距较远的行星A、B的半径分别为、，距行星中心r处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的线速度的平方随r变化的关系如图甲所示，两图线左端的纵坐标相同；距行星中心r处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的周期为T，取对数后得到如图乙所示的拟合直线（线性回归），两直线平行，它们的截距分别为、。已知两图像数据均采用国际单位，，行星可看作质量分布均匀的球体，忽略行星的自转和其他星球的影响，下列说法正确的是（　　）

A．图乙中两条直线的斜率均为

B．行星A、B的质量之比为1：2

C．行星A、B的密度之比为1：2

D．行星A、B表面的重力加速度大小之比为2：1

8．（2023·河南·统考二模）如图所示，真空中有两点，纸面内到两点的距离之比等于的点的集合为图中圆心为、半径为的圆，为圆上的三点，，两点为圆与直线的交点，显然，。在两点分别固定两点电荷、，点电荷所带电荷量为，点的电场方向恰好指向圆心。已知真空中带电荷量为的点电荷，在空间产生的电场中某点的电势，式中为该点到点电荷的距离，为静电力常量，下列说法正确的是（　　）

A．点的电场强度大小为

B．点的电场强度大小为

C．两点之间点的电场强度最小

D．球心为、半径为的球面上任意一点的电场方向均指向球心

9．（2023·河南·统考二模）一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均过原点O，气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是（　　）

A．过程中气体从外界吸热

B．过程中气体分子的平均动能不断增大

C．过程中气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断减少

D．过程中气体的温度升高了

E．过程中气体从外界吸收的热量小于

10．（2023·河南·统考二模）如图甲所示，简谐横波在均匀介质中以10m/s的速度向右传播，P、Q是传播方向上的两个质点，平衡位置间距为10m，当波刚传播到质点P开始计时，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．简谐横波的波长为0.4m

B．时，P、Q间有两个波峰

C．时，P、Q间有三个波谷

D．当质点Q处于波峰时，质点P一定处于波谷

E．质点Q刚开始振动时，质点P已通过的路程为1m

三、实验题

11．（2023·河南·统考二模）某实验小组在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，OO＇与轴线垂直并作为参考线，用两个材料相同、质量不同的滑块A、B验证动量守恒定律。实验步骤如下：

a.压缩弹簧将滑块A从P处沿PQ弹射，滑块A停止后，测出其右端到OO＇的距离，如图甲所示；

b.将质量较小的滑块B静置于轴线上，并使其左端与OO＇相切，如图乙所示；

c.将弹簧压缩至图甲中相同位置，确保滑块A到达OO＇线时具有相同的动量，滑块A在OO＇处与滑块B相碰，两滑块停止后，分别测出滑块A右端和滑块B左端到OO＇的距离、，如图丙所示。

（1）要验证两滑块碰撞过程中动量守恒，还需要测量______________________。

（2）若测量数据、、近似满足关系式______________________，说明滑块A、B发生了弹性碰撞。

12．（2023·河南·统考二模）某实验小组为了测量某定值电阻的阻值（约1000Ω）。使用的实验器材如下：

A．两个完全相同的电压表、（量程为0~3V，内阻约为3000Ω）；

B．待测电阻；

C．电阻箱；

D．电源（电动势恒定，内阻不计）；

E．开关、导线若干。

实验步骤如下：

（1）按图甲连接好电路，调节电阻箱如图乙所示，则电阻箱的阻值___________Ω。

（2）闭合开关，将单刀双掷开关拨向接线柱1，电压表的示数如图丙所示；然后再将单刀双掷开关拨向接线柱2，电压表的示数如图丁所示，则电压表的示数_______V，电压表的示数___________V。

（3）若电压表可看作理想电表，则待测电阻___________Ω，上述测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

四、解答题

13．（2023·河南·统考二模）如图所示，质量、长度的木板A静置在足够大的光滑水平地面上，质量、可视为质点的物块B放在木板A右端，现对木板A施加一水平向右的恒力F＝5N，两者由静止开始运动，作用一段时间后撤去恒力F，物块B恰好能到达木板A的左端。已知物块B与木板A间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：

（1）物块B与木板A间因摩擦产生的热量Q；

（2）摩擦力对物块B的冲量大小I。

14．（2023·河南·统考二模）真空中的平面直角坐标系xOy第一象限存在沿y轴正方向的匀强电场，其余象限存在垂直纸面向里的匀强磁场。如图所示，一质量为m、电荷量为）的带电粒子，从y轴上的P点以速度平行于x轴射入第一象限，然后从x轴上的Q点进入第四象限，经第三象限后通过x负半轴上的M点，之后从y轴上的点（图中未画出）再次进入匀强电场，又从x轴上的点（图中未画出）第二次进入第四象限。已知，，，点关于原点对称，不计粒子受到的重力。

（1）求匀强电场的电场强度大小E；

（2）求匀强磁场的磁感应强度大小B；

（3）试分析点有没有可能与P点重合，若不可能，点应该在P点上方还是下方？点有没有可能与Q点重合？若不可能，点应该在Q点左侧还是右侧？

15．（2023·河南·统考二模）大气层是地球最外部包围着海洋和陆地的气体圈层，可分为对流层、平流层和高层大气，厚度在1000千米以上，与液体中的压强类似，地球表面的大气压可认为是对流层空气受到地球的引力而产生的。地球可看作半径的均质球体，测得地球表面的大气压，空气的平均分子量为29，对流层空气的平均密度，已知阿伏加德罗常数，取重力加速度大小，求：

（1）对流层的厚度h（保留两位有效数字）；

（2）对流层空气分子间的平均距离d（保留一位有效数字）。

16．（2023·河南·统考二模）真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P间的距离为，平面镜与玻璃砖底面间的距离为，真空中的光速为c。求：

（1）玻璃砖的折射率n；

（2）光从P点传播到M点的时间t。

参考答案：

1．C

【详解】A．天然是不稳定的，它通过7次α衰变和4次β衰变最终成为稳定的元素A，则反应式为

元素A为，故A错误；

B．元素A的中子数为，故B错误；

C．不稳定，衰变过程中会释放能量，故C正确；

D．生成物的比结合能大于反应物的比结合能，故D错误。

故选C。

2．A

【详解】设割草机受到的支持力大小为，割草机对草地的压力大小与割草机受到草地的支持力大小相等，割草机匀速前进,根据平衡条件有

解得

故选A。

3．B

【详解】令x1=50m，x2=1m，汽车的刹车时间为t，刹车时的加速度大小为a，则有

，

解得

所以汽车开始“主动刹车”后第4s内通过的位移大小为3s~3.5s内通过的位移大小，有

解得

故选B。

4．D

【详解】A．根据楞次定律知，金属杆PQ进入磁场后Q端的电势较高，故A错误；

B．由题图乙可知，金属杆PQ刚进入磁场时的加速度大小

方向竖直向上，设金属杆PQ刚进入磁场时产生的感应电动势为E，则有

解得

所以金属杆PQ释放位置到OO＇的距离为

故B错误；

C．金属杆PQ在磁场中稳定时的速度大小为，则有

解得

故C错误；

D．题中a-t图像在横轴上、下方围成的面积表示速度的变化量，则a-t图像在横轴上方围成的面积为

S1=v1-0=2m/s

a-t图像在横轴下方围成的面积为

所以a-t图像在横轴上、下方围成的面积之比为2：1，故D正确。

故选D。

5．C

【详解】A．小球下降过程中所受支持力不断减小，与半圆柱体分离后仅受重力作用，选项A错误；

B．若小球从最高点释放，则有

解得

选项B错误；

C．如图所示，设分离点与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，小球下落的竖直距离为H-h，分离时的速度大小为v，则有

，，

解得

选项C正确；

D．若小球从顶点释放，滑行至高为处与半圆柱体分离，最大滑行角度满足

显然

选项D错误。

故选C。

6．AD

【详解】A．在输电功率一定的条件下，适当提高输电电压可以减小输电电流，减少输电线上产生的焦耳热，从而提高输电效率，故A正确。

B．变压器工作不能改变交变电流的频率，故B错误。

C．当输电电压过高或输电频率过高时，远距离输电线路上的电感、电容对输电的损耗可能大于电阻引起的损耗，故C错误。

D．若并入电网的交流电与电网中交流电的相位不同，轻则会使输电效率降低，严重时会损坏输电设备，故D正确。

故选AD。

7．ABD

【详解】A．根据万有引力提供向心力有

整理得

两边取对数得

题图乙中两条直线的斜率均为，故A正确；

B．根据已知条件有

解得

故B正确；

C．由题图甲可知，两行星的第一宇宙速度相等，有

解得

两行星的密度满足

、

解得

故C错误；

D．在星球表面

、

解得

故D正确。

故选ABD。

8．BD

【详解】A．设P点的电场强度大小为，两点电荷在P点产生的电场强度大小分别为、，如图所示

根据三角形相似有

，

解得

故A错误；

B．S点的电场强度大小

故B正确；

D．空间中到两点电荷距离之比等于2的集合为球面，所以两点电荷在此球面上任意一点对应的电势互为相反数，此球面上的任意一点的电势均为0，即此球面为等势面，故D正确；

C．M、N之间电场强度最小的点在等势面凸起的一侧，根据T点的等势面形状知，M、N之间电场强度最小的点在T点左侧，选项C错误。以下定量分析选项C：在M、N之间任取一点A，设A点的电场强度大小为E，该点到M点的距离为x，则有

对上式求导得

令得

显然电场强度最小的点在T点左侧，故C错误。

故选BD。

9．ADE

【详解】A．过程中气体的温度升高，体积增大，气体从外界吸热，故A项正确；

B．过程中气体的温度不变，分子的平均动能不变，故B项错误；

C．程中气体的温度降低，分子撞击器壁的平均力度减小，气体体积减小而压强不变，所以气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断增加，故C项错误；

D．由题图中几何关系知，过程中气体的温度升高了

故D项正确；

E．过程中气体做等温变化，气体内能保持不变，做出此过程的图像如图所示

图像与横轴所围面积表表气体对外界做的功，对应梯形面积为，故E项正确。

故选ADE。

10．CDE

【详解】A．由题图乙可知，简谐横波的周期，波长

故A错误；

B．时，质点Q由平衡位置开始向y轴正方向运动，质点P处于平衡位置向y轴负方向运动，它们之间有三个波峰、两个波谷，故B错误；

C．时，质点Q处于平衡位置向y轴负方向运动，质点P处于平衡位置向y轴正方向运动，它们之间有两个波峰、三个波谷，故C正确；

D．由于质点P、Q平衡位置间距为2.5个波长，当质点Q处于波峰时，质点P一定处于波谷，故D正确；

E．简谐横波从P传播到Q的时间为1s，质点Q刚开始振动时，质点P已运动了10个振幅，通过的路程为1m，故E正确。

故选CDE。

11．     两滑块的质量    

【详解】（1）[1]根据动能定理有

得

碰撞前、后瞬间滑块的速度大小与成正比，若滑块碰撞过程中动量守恒，则满足

所以还需要测量两滑块的质量、；

（2）[2]根据能量守恒定律有

解得

即

12．     1885     1.40     2.60     1015     等于

【详解】（1）[1]由题图乙可知，电阻箱的阻值为

（2）[2]电压表的分度值为0.1V，读数时要估读到分度值的下一位，所以电压表的示数

[3]电压表的示数

（3）[4]根据串联电路中电压与电阻的关系有

解得

[5]若考虑电压表内阻的影响，当开关拨向接线柱1时，电压表和待测电阻并联的总电阻为

则

同理，当开关拨向接线柱2时有

可得

故测量值与真实值相等。

13．（1）；（2）

【详解】（1）根据功能关系有

解得

（2）设物块B在木板A上滑动时的加速度大小为a，恒力F的作用时间为，撤去恒力F后物块B在木板A上滑动的时间为，恒力F撤去前、后木板A的加速度大小分别为、，则有

解得

14．（1）；（2）；（3）不可能，下方，不可能，右侧

【详解】（1）设带电粒子从P点运动到Q点所用时间为，则有

，

解得

（2）由于M点与Q点关于原点对称，因此粒子在磁场中运动轨迹的圆心一定在y轴上，设粒子在Q点时的速度大小为v，与x轴的夹角为θ，粒子在磁场中的轨道半径为R，则有

，，，

解得

（3）由于粒子运动轨迹的圆心一定在y轴上，因此粒子经过y轴上的点时速度方向与y轴垂直。假设点与P点重合，则粒子经过点时速度与y轴正方向所成的角一定为钝角（如图所示，轨迹的圆心一定位于第三象限），出现矛盾；假设点在P点上方，粒子经过点时速度与y轴正方向所成的角同样为钝角，综上点一定在P点的下方。

假设第一象限存在同样的匀强磁场，那么粒子经过点后将沿圆弧运动并一定经过Q点，而粒子的运动为从点开始的类平抛运动，与假设中的圆周运动的加速度大小相等，由于平抛运动轨迹的弯曲程度会越来越小，故抛物线会处于圆周的上方，所以点一定在Q点右侧。

15．（1）；（2）

【详解】（1）由于大气压与液体中的压强类似，所以有

解得

（2）对流层空气的摩尔质量

设单位体积内含有空气分子的个数为，每个空气分子占据的体积是边长为d的立方体，则有

解得

16．（1）；（2）

【详解】（1）光路图如图所示

结合几何关系可有

，，

玻璃砖的折射率

解得

（2）设光在玻璃砖中的传播时间为，在真空中的传播时间为，则有

，

光从P点传播到M点的时间

解得