河南省许昌、济源、洛阳、平顶山四市2023届高三下学期高考模拟（第三次模拟考试）理综物理试题（原卷+解析）

河南省许昌、济源、洛阳、平顶山四市2023届高三下学期高考模拟（第三次模拟考试）理综物理试题

一、单选题

1．（2023·河南·统考三模）在核物理中，衰变是原子核的自发变化；用人工的方法使原子核发生变化属于人工核转变；把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为核裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变。下列核反应方程中，属于核聚变的是（　　）

A． B．

C． D．

2．（2023·河南·统考三模）在地月系统中，若忽略其它星球的影响，质量为M的地球和质量为m的月球运动情况如图所示。地球和月球在相互引力的作用下都绕某一定点O做匀速圆周运动，且两者的中心和O三点始终共线，两者始终分别在O点的两侧，测得月球做圆周运动的周期为T1。但我们在平常近似处理问题时，常常认为月球是绕地球中心做匀速圆周运动的；这种情况下得到月球绕地球中心做圆周运动的周期为T2。则下列关系正确的是（　　）

A． B． C． D．

3．（2023·河南·统考三模）如图所示为研究平衡摩擦力的一个实验。把一个木块A放在倾角为θ=45°的斜面体B上，斜面体固定在小车上。水平外力作用在小车上，使木块A和斜面体B一起水平向左随小车以加速度a匀加速运动。木块A和斜面体B在运动过程中始终相对静止。在某一次实验中，调整小车的加速度大小为a=g（g为重力加速度），则关于斜面B对物体A的摩擦力方向，下列说法正确的是（　　）

A．斜面B对物体A没有摩擦力

B．斜面B对物体A的摩擦力方向沿斜面向上

C．斜面B对物体A的摩擦力方向沿斜面向下

D．斜面B对物体A的摩擦力方向可能沿斜面向上、也可能沿斜面向下

4．（2023·河南·统考三模）如图所示，在平面直角坐标系Oxy的第一象限内，存在一个沿y轴正方向的匀强电场。一个带正电荷的粒子（不计重力），以某一速度从坐标原点O开始沿x轴正方向进入电场（此时t=0）。则电场力对粒子做功的功率P与粒子在电场中运动时间t的关系图像，下列可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

5．（2023·河南·统考三模）如图所示，一根两端开口的薄壁圆管竖直插入盛有水的薄壁圆柱体桶中。在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下无摩擦地滑动。开始时，圆管内外水面相齐，且活塞恰好触及水面，圆桶内水面距桶口高度差为h。现通过轻绳对活塞施加一个向上的拉力，使活塞缓慢向上移动（圆桶和圆管竖直固定不动，圆桶内水足够深）。已知圆管半径为r，圆桶半径为2r，水的密度为ρ，重力加速度为g，不计活塞质量。当活塞上升到和圆桶口相平的过程中（此时活塞仍触及水面）。关于绳子拉力所做的功W，下列关系正确的是（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

6．（2023·河南·统考三模）如图所示，两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内。两根导轨的间距为L，两导轨的左端连接一已充电的电容器。一质量为m的金属棒ab，放在两导轨的最右端，且和两导轨垂直，金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同，金属棒ab的两端分别用长度均为h的绝缘轻绳竖直悬挂在水平固定横梁上的O1、O2点，开始时，开关S是断开的，轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好。两导轨所在的平面处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当开关S闭合后，金属棒ab突然水平向右开始摆动，且刚好能够通过水平横梁的正上方。已知重力加速度为g。当开关S闭合后，通过金属棒ab横截面的电荷量为Q，金属棒ab所受安培力的冲量大小为I，下列关系正确的是（　　）

A． B． C． D．

7．（2023·河南·统考三模）如图所示，U型光滑导轨，水平放在光滑水平面上。一光滑细杆ab跨放在U型导轨上，且细杆ab始终与U型导轨垂直。一水平轻质弹簧，左端与U型导轨中点相连，右端与细杆ab中点相连，整体静止不动，轻质弹簧处于原长状态。现给细杆ab一个水平向右的初速度v，使其沿U型导轨向右开始运动，则从细杆ab沿U型导轨开始向右运动到弹簧伸长量最大的过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（　　）

A．U型导轨和细杆ab二者组成的系统机械能守恒

B．U型导轨和细杆ab二者组成的系统动量守恒

C．U型导轨、弹簧和细杆ab三者组成的系统能量守恒

D．细杆ab克服弹簧弹力做的功等于弹簧对U型导轨做的功

8．（2023·河南·统考三模）如图所示，在竖直平面中的矩形MNPQ区域内，分布着垂直该区域、且水平向里的匀强磁场。现有阻值一定的正方形线框abcd以某一水平速度、从左侧竖直边缘MN向右进入磁场，最后线框abcd的bc边刚好从下方水平边缘NP竖直向下离开磁场（线框在运动过程中，ab边始终竖直、bc边始终水平）。则当线框abcd的bc边刚好离开磁场时，关于线框abcd的可能位置，下列正确的是（　　）

A． B． C． D．

9．（2023·河南·统考三模）比较45℃的热水和100℃的水蒸气，下列说法正确的是（　　）

A．热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能小

B．热水的内能比相同质量的水蒸气的内能小

C．热水中的分子速率都比水蒸气中的分子速率小

D．水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈

E．热水的热量比水蒸气的热量少

10．（2023·河南·统考三模）在如图所示的平面内，两细束单色光a、b从真空中射入半圆形玻璃砖中，经过半圆形玻璃砖折射后，会聚到圆心O，从圆心O均沿光路OC又出射到真空中。关于单色光a、b的有关特点，下列说法正确的是（　　）

A．半圆形玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率

B．在真空中，a光的波长大于b光的波长

C．a光的频率大于b光的频率

D．在半圆形玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度

E．a光由真空射入到半圆形玻璃砖中，其频率不变

三、填空题

11．（2023·河南·统考三模）某探究小组做了这样一个实验：把一个压力传感器固定在地面上，把质量不计的弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。测出这一过程中压力传感器的示数F随时间t变化的图像如图乙所示。则在的时间内，小球速度最小的时刻为__________，小球加速度最大的时刻为__________。

四、实验题

12．（2023·河南·统考三模）某同学用伏安法测量一阻值约为几欧姆的电阻Rx，所用电压表内阻为1.00×103Ω，电流表内阻为0.50Ω。该同学采用两种测量方案，方案一是将电压表跨接在图甲所示电路的O、P两点之间，方案二是将电压表跨接在图甲所示电路的O、Q两点之间。

测量数据如下列表格：

方案一表格（电压表跨接在图甲所示电路的O、P两点之间）

方案二表格（电压表跨接在图甲所示电路的O、Q两点之间）

回答下列问题：

（1）在如图乙所示的坐标系中，画出两种方案分别对应的图线，并标注__。

（2）根据所用实验器材和图乙可判断出：把电压表跨接在__________之间（选填“O、P”或“O、Q”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为__________Ω（保留2位小数）。

（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对问题（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为_______Ω（保留2位小数）。

五、解答题

13．（2023·河南·统考三模）风洞实验室中可以产生水平向右、一系列短促的风力。如图甲所示，将一个质量为m的物体放入风洞实验室的光滑水平平台上静止不动。在t=0时，作用在该物体上一个水平向右的恒力F，为了让物体水平向右的速度尽快达到某一较大的值，在加上恒力F后，闭合风洞实验装置的开关，每间隔相等的时间t0作用一次风力的冲量，每次风力冲量的作用时间可忽略不计，每次风力冲量使物体速度大小增加Δv，Δv不变，其风力的冲量大小I随时间t的变化关系如图乙所示。求：

（1）在0~t0时间内，恒力F做的功；

（2）当作用在该物体上风力的冲量次数为n时，物体运动速度的大小。

14．（2023·河南·统考三模）如图所示，在水平面内的平面直角坐标系Oxy中，有两个光滑金属固定导轨OA和OC，二者相交于坐标原点O，导轨OC与x轴重合，导轨OA是一条抛物线，该抛物线的方程为y2=kx（k为常数、且k>0），两条导轨的电阻不计。在两条导轨之间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨所在平面竖直向上，AC为磁场的右边界，AC与y轴平行，距y轴间距为L。一质量为m、足够长的金属棒ab在水平向右的拉力作用下，以恒定的加速度a在导轨上从y轴由静止开始水平向右滑动（此时为t=0时刻），金属棒ab与两导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直。已知金属棒ab单位长度的电阻为r。求：

（1）当金属棒ab经过磁场边界AC前的瞬间，作用在金属棒ab上拉力的大小；

（2）金属棒ab从开始滑动到磁场边界AC的过程中，金属棒ab上产生的焦耳热和拉力做的功。

15．（2023·河南·统考三模）如图所示，一定质量的气体被活塞封闭在水平固定放置的圆柱体气缸中，一水平轻质弹簧的两端分别与气缸底部和活塞相连，弹簧的劲度系数为k，活塞静止不动时，活塞与气缸底部相距L。气缸和活塞绝热性能良好，气缸内部气体的热力学温度为T0、压强等于气缸外部的大气压强p0。现接通电热丝缓慢加热气体，活塞缓慢向右移动距离L后停止加热。已知活塞内部的横截面积为S，活塞和气缸内壁之间的摩擦不计，活塞厚度不计且不漏气，气缸内部的气体可视为理想气体。求：气缸内部气体的最终温度。

16．（2023·河南·统考三模）在均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在Oxy水平面内传播，波面为圆。t=0时刻，波面分布如图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷（图中只画出了一个波谷和一个波峰）。B处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向竖直向上。试求：

（1）该波从B点传播到D点所需的时间；

（2）t=8s时，E处质点的位移。

参考答案：

1．B

【详解】A．根据核裂变定义可知

此为核裂变，故A不符合题意；

B．根据核聚变的定义可知

此为核聚变，故B符合题意；

C．此为人工转变原子核的过程，用快速粒子穿透核内部，将核转变为另一个核的过程，故C不符合题意；

D．根据变化过程可知，此为原子核发生衰变的过程，故D不符合题意。

故选B。

2．D

【详解】设月球到O点的距离为，地球到O点的距离为；月球绕O点做匀速圆周运动时，有

地球绕O点做匀速圆周运动时，有

联立可得

若认为月球是绕地球中心做匀速圆周运动，则有

可得

联立可得

故选D。

3．A

【详解】若物体A只受重力和支持力，根据牛顿第二定律有

故选A。

4．C

【详解】粒子进度电场后做类平抛运动，x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动

则电场力对粒子做功的功率P为

故

故选C。

5．B

【详解】活塞上升距离为，设管外液面下降距离为，设

因液体体积不变，有

可得

由功能关系可知，拉力做的功全部转化为上升水的重力势能。则

故选B。

6．AC

【详解】设在开关S闭合的时间内通过的电流为，由电流的定义式得

对金属棒ab，设离开导轨时速度为，由动量定理得

金属棒ab刚好能够通过水平横梁的正上方，设速度为，由向心力公式得

从开始摆动到通横梁的正上方，根据动能定理

联立解得

故选AC。

7．BC

【详解】AC．整个过程中，弹簧弹力也做功，弹簧伸长量最大时，弹簧的弹性势能最大，所以U型导轨、弹簧和细杆ab三者组成的系统能量守恒，故A错误，C正确；

B．水平面光滑，弹簧弹力对U型导轨和细杆ab二者的弹力大小相等，方向相反，所以U型导轨和细杆ab二者组成的系统所受外力之和为零，满足动量守恒，故B正确；

D．细杆ab克服弹簧弹力做的功等于细杆ab的动能减少量，弹簧对U型导轨做的功等于U型导轨的动能增加量，根据能量守恒可知，细杆ab的动能减少量等于U型导轨的动能增加量和弹性势能增加量之和，则细杆ab克服弹簧弹力做的功大于弹簧对U型导轨做的功，故D错误。

故选BC。

8．AD

【详解】A．当正方形线框刚进入磁场时，ab边切割磁感线，产生感应电流。水平方向受到向左的安培力，做减速运动；竖直方向受到重力，上下两边的安培力抵消，做自由落体。若在cd边还未进入磁场时，线框在水平方向的速度已经减为0，则线框继续做自由落体运动，则A正确；

BC．若在cd边进入磁场后，线框具有水平方向的速度，线框整体进入后没有感应电流，不受安培力的所用，水平方向一定有速度，则BC错误；

D．在线框向右出磁场时cd边切割磁感线，受到向左的安培力，若在cd边还未出磁场时，线框在水平方向的速度已经减为0，线框继续做自由落体运动，则D正确。

故选AD。

9．ABD

【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越低，分子的平均动能越小，故A正确。

B．一定量物质的内能是其所有分子的热运动的动能和分子势能的总和。对于相同质量的上述水和水蒸气来说，水的温度比水蒸气低，所以水的分子总动能小于水蒸气分子的总动能，同时，水的分子平均距离小于水蒸气分子的平均距离，所以水的分子总势能和也小于水蒸气的分子总势能，所以水的内能比水蒸气的内能小，故B正确。

C．热水中分子的平均动能比水蒸气中分子的平均动能小，也就是热水中分子的平均速率比水蒸气中分子的平均速率小，但不表示水中每一个水分子的速率都比水蒸气中任何一个分子的速率小，故C错误。

D．分子热运动的速率越大，分子热运动越剧烈，水蒸气中的分子热运动平均速率比热水中的分子热运动平均速率大，所以水蒸气中的分子热运动更剧烈，故D正确。

E．热量多少与物质的量多少有关，故E错误。

故选ABD。

10．ACE

【详解】AC．根据折射定律

结合光路图的可逆性可知半圆形玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，即a光的频率大于b光的频率。故AC正确；

B．根据

可知在真空中，a光的波长小于b光的波长。故B错误；

D．根据

可知在半圆形玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度。故D错误；

E．a光由真空射入到半圆形玻璃砖中，其频率不变。故E正确。

故选ACE。

11．     t2     t2

【详解】[1]依题意，由图乙可知在时刻，小球与弹簧开始接触，此时小球加速度为g，方向竖直向下；在时间内，由于弹簧弹力开始小于重力，根据牛顿第二定律可知，小球加速度方向竖直向下，随着弹簧弹力的逐渐增大，加速度逐渐减小，即开始一段时间内，小球先做加速度逐渐减小的加速运动；当弹簧弹力等于重力时，小球加速度为零，速度达最大；接着小球受到的弹力大于重力，根据牛顿第二定律可知，小球加速度方向竖直向上，且随着弹簧弹力的增大，加速度逐渐增大，即小球做加速度逐渐增大的减速运动，直到t2时刻，小球速度为0，此时弹簧弹力最大。

[2]若小球从弹簧原长处释放，根据简谐运动特点，弹簧压缩到最短时，弹力，而小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放后，弹簧压缩到最短时，最大弹力，则t2时刻的加速度

则，所以t2时刻的加速度最大。

12．     见解析     O、P     5.00     5.03

【详解】（1）[1]如图所示

（2）[2][3]由于待测电阻阻值只有几欧姆，可知待测电阻远小于电压表内阻，则电流表采用外接法时，电阻测量值更接近真实值，即把电压表跨接在O、P之间得到的结果更接近待测电阻的真实值；结果为

（3）[4]考虑到实验中电表内阻的影响，问题（2）中电流表采用外接法，误差来源于电压表的分流，电阻测量值为待测电阻与电压表并联后的阻值，则有

代入，可得

13．（1）；（2）

【详解】（1）物体在恒力作用下运动，由牛顿第二定律可得

在t0时间内运动的位移为

在t0时间内恒力F做的功

解得

（2）根据动量定理可知

其中

解得

14．（1）；（2），

【详解】（1）当金属棒ab运动到边界AC时：设速度大小为v，设此时作用在金属棒ab上的拉力大小为F，金属棒ab切割磁感线的长度为、感应电动势为E、电阻为R、回路的电流为I

金属棒ab以恒定的加速度a在导轨上从y轴由静止开始水平向右滑动，有

当金属棒ab经过磁场边界AC前的瞬间，根据牛顿第二定律有

根据法拉第电磁感应定律有

感应电流为

根据安培力公式有

解得

，

（2）设金属棒ab位移为x时，安培力为，金属棒ab的速度大小为v、切割磁感线的长度为l1,回路的感应电动势为E1、电流为I1、电阻为R1，有

解得

因为安培力与位移x成正比，所以金属棒ab从开始滑动到磁场边界AC的过程中，安培力对金属棒ab做的功为

设金属棒ab从开始滑动到运动到磁场边界AC的过程中，设金属棒ab上产生的焦耳热为Q，由安培力做功与金属棒ab上产生的焦耳热之间的关系得

解得

金属棒ab从开始滑动到运动到磁场边界AC的过程中，设拉力做的功为W，由功能关系得

15．

【详解】假设气缸内部气体最终压强为p，最终温度为T，则

由理想气体状态方程可得

解得

16．（1）0.4s；（2）

【详解】（1）由甲图可知，波长为，由乙图可知振幅为，周期为，故波速为

故该波从B点传播到D点所需的时间为

（2）由几何关系可知

故OE两点之间间隔2.5个波长，t=8s时波源振动了20个周期，O点恰好处于波峰位置，故此时E处质点处于波谷，位移为。