2023年河南省许昌、济源、洛阳、平顶山四市高考物理第三次质检试卷（含答案解析）

2023年河南省许昌、济源、洛阳、平顶山四市高考物理第三次质检试卷

1.  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.  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。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。则下列关系正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

3.  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.  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。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.  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，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.

6.  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、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.  如图所示，U形光滑导轨，水平放在光滑水平面上。一光滑细杆ab跨放在U形导轨上，且细杆ab始终与U形导轨垂直。一水平轻质弹簧，左端与U形导轨中点相连，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形导轨向右开始运动，则从细杆ab沿U形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形导轨和细杆ab二者组成的系统机械能守恒
B. U形导轨和细杆ab二者组成的系统动量守恒
C. U形导轨、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形导轨做的功

8.  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.  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。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______ 。已知
 

10.  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，电流表内阻为。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。

测量数据如表表格：
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：
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。
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______ 保留2位小数。
考虑到实验中电表内阻的影响，需对问题中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为______ 保留2位小数。

11.  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，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：
在时间内，恒力F做的功；
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。
 

12.  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，该抛物线的方程为为常数、且，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：
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；
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。

13.  比较的热水和的水蒸气，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

14.  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、压强等于气缸外部的大气压强。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。

15.  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
 

16.  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。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：
该波从B点传播到D点所需的时间；
时，E处质点的位移。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：根据核裂变定义可知，，此为核裂变，故A错误；
B.根据核聚变的定义可知，此为核聚变，故B正确；
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错误；
D.根据变化过程可知，此为原子核发生衰变的过程，故D错误。
故选：B。
理解核聚变和核裂变的特点，结合题目选项逐一完成分析。
本题主要考查了轻核的聚变和重核的裂变，理解聚变和裂变的特点即可完成分析，难度不大。
 

2.【答案】D 

【解析】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，根据牛顿第二定律可得：

地球绕O点做匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律可得：

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ABC错误，D正确。
故选：D。
分别对月球和地球的圆周运动，根据牛顿第二定律联立等式得出两者的周期关系。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解星体做圆周运动的向心力来源，结合牛顿第二定律即可完成分析。
 

3.【答案】A 

【解析】解：如图所示，假设物体A只受重力和支持力，由题意和牛顿第二定律有


故
故假设正确，斜面B对物体A没有摩擦力。故A正确；故BCD错误。
故选：A。
物体A做匀加速直线运动，其合力水平向左，假设物体A只受重力和支持力，根据力的合成法则可算出两力构成的水平向左的合力大小、进而求出两力产生的水平加速度大小，将其与物体A的实际运动加速度比较，可判断假设是否成立，进而可判断A是否受摩擦力。
用极端假设法处理问题，能够得到特定条件下的结果，将其与已知条件作比较，即可验证假设是否成立。
 

4.【答案】C 

【解析】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：，沿电场线方向的速度：
则电场力对粒子做功的功率P为：，故，所以图象是一条可原点的直线，故ABD错误，C正确。
故选：C。
粒子射入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式、功率的公式综合求解。
本题是带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的功率问题，能熟练运用运动的分解法研究类平抛运动，结合牛顿第二定律、功率公式求解。
 

5.【答案】B 

【解析】解：活塞上升距离为h，设管外液面下降距离为，且设
因液体体积不变，有，解得：
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，则有，故ACD错误，B正确。
故选：B。
对于水和活塞这个整体，绳子拉力所做的功W等于整体机械能的增量。根据功能关系求解。
本题考查功能关系的应用，要注意绳子拉力是变力，求变力做功通常根据功能关系或动能定理求解。
 

6.【答案】AC 

【解析】解：设在开关S闭合的时间内通过电流为i，由电流定义式
对金属棒ab，设离开导轨时速度为v，以速度v为正方向，由动量定理
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
从开始摆动到通横梁的正上方，根据动能定理
联立解得，故AC正确，BD错误。
故选：AC。
由电流的定义式，求电流，由动量定理、向心力公式列式，再从开始摆动到通横梁的正上方，根据动能定理列式，求电荷量和冲量。
本题考查学生对电流的定义式、动量定理、动能定理的掌握，是一道中等难度题。
 

7.【答案】BC 

【解析】解：水平面光滑，整个过程中，弹簧弹力做功，弹簧伸长量最大时，弹簧弹性势能最大，所以U形导轨、弹簧和细杆ab三者组成的系统能量守恒，但U形导轨和细杆ab二者组成的系统机械能不守恒，与弹性势能相互转化，故A错误，C正确；
B.水平面光滑，弹簧弹力对U形导轨和细杆ab二者的弹力大小相等，方向相反，所以U形导轨和细杆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形导轨做的功等于U形导轨的动能增加量，根据能量守恒，细杆ab的动能减少量等于U形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形导轨做的功，故D错误。
故选：BC。
根据题意和机械能能量守恒条件，分析系统机械能能量是否守恒；
水平面光滑，U形导轨和细杆ab二者组成的系统所受外力之和为零，满足动量守恒；
根据能量守恒，细杆ab的动能减少量等于U形导轨的动能增加量和弹性势能增加量之和。
本题考查学生对机械能能量守恒条件、动量守恒条件的掌握，是一道基础题。
 

8.【答案】AD 

【解析】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，水平方向受到水平向左的安培力，做减速运动；竖直方向受到重力，上下两边所受的安培力抵消，做自由落体运动。
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，故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，离开磁场时速度斜向右下方，故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，故D正确。
故选：AD。
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，做自由落体运动。根据线框的运动情况分析。
解答本题的关键要正确分析线框的受力情况，运用正交分解法分析水平方向和竖直方向的运动情况。
 

9.【答案】   

【解析】解：在的时间内，当弹簧弹力最大时，小球到达最低点，速度最小，则小球速度最小的时刻为时刻；
小球接触弹簧后，受重力和弹簧的弹力，设弹簧的形变量为x，则弹簧的弹力
当时，由牛顿第二定律得：
小球向下运动，x逐渐增大，小球的加速度a逐渐减小；
当时，小球的加速度为0；
当时，由牛顿第二定律得：
小球向下运动，x逐渐增大，小球的加速度a逐渐增大，小球到达最低点时，由简谐运动的对称性可知，小球到达最低点的加速度大于g，则小球加速度最大的时刻为。
故答案为：，。
小球到达最低点时，速度最小，结合图像分析即可；对小球受力分析，根据牛顿第二定律和简谐运动的对称性分析即可。
本题考查牛顿第二定律和简谐运动的相关知识，解题关键是对小球做好受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度，结合简谐运动的对称性分析即可。
 

10.【答案】O、 

【解析】解：如图所示

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：

考虑到实验中电表内阻的影响，问题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
故答案为：如上图所示；、P；；
将表中的数据描于坐标纸上，用一条直线尽可能地穿过更多的点，不在直线上的点尽量均匀地分布在直线两侧，误差较大的点舍去；
根据待测电阻与电压表内阻的关系得出合适的测量方法，结合图像得出待测电阻的阻值；
根据欧姆定律结合电路构造列式得出待测电阻的真实值。
本题主要考查了伏安法测电阻的相关实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合图像的特点和欧姆定律即可完成分析。
 

11.【答案】解：物体在恒力作用下运动，由牛顿第二定律可得：

在时间内运动的位移为：

在时间内恒力F做的功
解得：
选择向右的方向为正方向，根据动量定理可得：

其中
解得
答：在时间内，恒力F做的功为；
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为。 

【解析】根据牛顿第二定律得出物体的加速度，结合运动学公式和功的计算公式得出恒力做的功；
根据动量定理列式得出物体运动速度的大小。
本题主要考查了动量定理的相关应用，理解图像的物理意义，结合动量定理即可完成分析。
 

12.【答案】解：当金属棒ab运动到边界AC时，设速度大小为v，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l、感应电动势为E、电阻为R、回路的电流为I。
结合抛物线的方程得：
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，则有
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
联立解得，。
设金属棒ab位移为x时，安培力为，金属棒ab的速度大小为、切割磁感线的长度为，回路的感应电动势为、电流为、电阻为，则有
 
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
由运动学公式有
联立解得
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
  
答：当金属棒ab经过磁场边界AC前的瞬间，作用在金属棒ab上拉力的大小为；
金属棒ab从开始滑动到磁场边界AC的过程中，金属棒ab上产生的焦耳热为，拉力做的功为。 

【解析】先根据抛物线的方程求出金属棒ab经过磁场边界AC前的瞬间切割磁感线的长度l，根据运动学公式求出金属棒此时的速度，再结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律求出作用在金属棒ab上拉力的大小；
采用同样的方法得到安培力与位移的关系，再根据功的计算公式求金属棒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，由功能关系计算拉力做的功。
解决本题的关键要根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式得到安培力与速度的关系，结合运动学公式得到安培力与位移的关系。
 

13.【答案】ABD 

【解析】解：温度是分子平均动能的标志，温度越低，由此可知水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能小，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，因为题目中无法得知物质的量的关系，所以无法判断两者的热量大小，故E错误。
故选：ABD。
温度是分子平均动能的标志，由此得出热水和水蒸气的水分子的平均动能大小；
根据热水和水蒸气的转化过程分析出两者的内能大小关系；
根据温度分析出热水中和水蒸气中的分子的速率大小关系。
本题主要考查了分子动能的相关应用，理解热水到水蒸气的转化过程，结合温度对分子平均动能的影响即可完成分析。
 

14.【答案】解：假设气缸内部气体最终压强为p，最终温度为T，根据平衡条件
根据一定质量的理想气体状态方程可得
代入数据联立解得气缸内部气体的最终温度
答：气缸内部气体的最终温度为。 

【解析】根据平衡条件和一定质量的理想气体的状态方程求解。
本题考查了一定质量的理想气体的状态方程和平衡条件；气缸和活塞绝热性能良好是指气缸与外界没有热交换。
 

15.【答案】ACE 

【解析】解：根据折射定律
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。
根据折射定律结合光路图的可逆性，比较折射率，再比较光的频率；
根据，比较波长；
根据，比较传播速度；
光由真空射入到半圆形玻璃砖中，频率不变。
本题考查学生对折射定律、光路可逆规律的掌握，以及对公式和的记忆。
 

16.【答案】解：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
由几何关系可知
故OE两点之间间隔个波长，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。
答：该波从B点传播到D点所需的时间为；
时，E处质点的位移为。 

【解析】根据题意得出波长和周期，结合波速的公式得出波速的大小，再根据运动学公式得出需要的时间；
根据时间得出质点的特点，结合矢量合成的特点得出质点的位移。
本题主要考查了横波图像的相关应用，理解图像的物理意义，结合运动学公式和几何关系即可完成分析。