2023届河北高考物理仿真模拟测试练习卷（含解析）

2023届河北高考物理仿真模拟测试练习卷

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素钚（）会不断衰变，释放能量可以在月球超低温环境下为仪器设备供热。可以通过以下反应过程得到：，。已知的衰变方程为，其半衰期为88年。下列说法正确的是（　　）

A．反应前后总质量保持不变

B．X的穿透能力比Y强

C．核子的平均质量比的核子平均质量小

D．随时间延续，的半衰期逐渐减小

2．某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置两个浮标A、B，波源S位于两个浮标之间，如图甲所示，波源S到两个浮标的距离差为L，波源处的质点开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向向两个浮标传播（视为简谐波），将浮标A的起振时刻记为0时刻，时刻传到浮标B处使浮标开始振动，此时浮标A刚好位于负向最大位移处，两个浮标的振动图像分别如图乙中的实线和虚线所示，以下说法正确的是（　　）

A．波源S的振动周期为

B．水波的传播速度大小为

C．B经过平衡位置向下振动时A位于波谷

D．水波的波长为3L

3．某同学利用如图所示电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压有效值为6V，定值电阻，小灯泡L的规格为“，”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率状态工作，此时理想变压器、原副线圈的匝数比分别为和。以下说法正确的是（　　）

A．和的乘积等于1

B．越大电路的输电效率越高

C．若，则R上消耗的功率为

D．若，则变压器的输出电压为

4．如图所示，一光滑细杆的下端固定在竖直轴上的O点，杆与轴的夹角为，杆以角速度绕竖直轴匀速旋转。质量为m的小球套在杆上，在距离O点一定距离的A处随杆一起在水平面上做匀速圆周运动。现对杆的运动进行适当调节，使小球位于距离O较远的B点，相对杆静止以新的角速度匀速转动，下列说法正确的是（　　）

A．小球在A、B两个位置做匀速圆周运动的加速度相同

B．小球在B位置上的线速度小于在A位置上的线速度

C．杆转动的角速度满足

D．小球在B处的机械能等于在A处的机械能

5．以动力电池为驱动能源的电动汽车在我国高速发展，比亚迪、宁德时代等企业享誉全球。若某一辆电动汽车总质量为，电动机的最大功率为90kW，电池容量为，在行驶过程中所受阻力与速度有关，且速度越大，阻力越大，其平均阻力可视为车重的倍，电动机转化效率为，重力加速度。则以下说法正确的是（　　）

A．汽车以的加速度启动能持续的时间为

B．汽车行驶的最大速度为

C．汽车的最大续航里程约为324km

D．汽车速度为时加速度为

6．空间存在水平向左的匀强电场，一质量为m，带电量为q的小球由M点以速度竖直向上抛出，运动到最高点P时速度大小恰好也为，一段时间后落回到与抛出点等高的N点（图中未画出），空气阻力不计，重力加速度为g，小球从M到N的过程中，以下说法正确的是（　　）

A．小球在电场中运动的加速度大小为2g

B．运动过程中速度的最小值为

C．M、N两点间的距离为

D．从M到N小球电势能减少

7．如图所示，质量为m的滑块以初速度，由固定斜面底端滑上斜面，一段时间后返回，返回时的速度大小为，以斜面底端位置为零势能面，重力加速度为g，以下关于滑块在斜面上的运动过程说法正确的是（　　）

A．上滑过程中动能与重力势能相等的位置位于斜面中点下方

B．下滑过程中动能与重力势能相等的位置位于斜面中点上方

C．滑块上滑的高度为

D．运动过程中滑块最大的重力势能为

二、多选题

8．某科学小组利用一根粗细均匀长度为1m玻璃管，和一个导热的柱形金属容器连接在一起，做了一个简易温度计，如图所示。玻璃管水平固定在木板上，管内放入一可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），摩擦不计。玻璃管左端A开口，玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，当温度为时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。以下说法正确的是（　　）

A．该温度计的刻度是不均匀的

B．如果测量时外界压强增大则对应的温度测量值偏低

C．该温度计的测温范围与金属容器的体积无关

D．该温度计的测温范围随金属容器的体积增大而减小

9．“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季时间是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为在同一平面上的匀速圆周运动，且绕行方向相同。下列说法正确的是（　　）

A．火星与地球距离最近时火星相对于地球的速度最小

B．火星的运行轨道半径约为地球的倍

C．火星与地球相邻两次距离最近的时间间隔约为年

D．地球公转的线速度为火星公转线速度的倍

10．某种原子分析仪的部分工作原理如图所示，某中性气体分子进入电离室A，被电离成等离子体（其中包含有一价正离子和电子），粒子从电离室缝飘出（飘出速度可视为0），进入与之间的加速电场，加速后的粒子从缝垂直进入宽度的匀强磁场，当双刀双掷开关的触刀掷向1、2时，粒子打在磁场上边界的底片上的P点，当双刀双掷开关的触刀掷向3、4时，粒子穿过磁场打在底片上的Q点，已知缝与P之间的距离为；缝与Q点间在平行方向上距离为，假设中子的质量、质子质量、电子质量，满足，根据以上信息，以下说法正确的是（　　）

A．触头1对应加速电压的负极

B．该气体的原子中具有的核子数为4

C．打在Q点的粒子动量小于打在P点的粒子动量

D．打在Q点与打在P点的粒子在磁场中的运动时间之比为

三、实验题

11．在“互成一定角度的两个力的合成”实验中，某同学将橡皮条一端固定在黑板上，另一端通过细绳套用两个弹簧测力计互成角度的拉橡皮条，某次拉动时让弹簧测力计A沿水平方向，另一个测力计B斜向下，如图甲所示。现使橡皮条竖直伸长到稳定状态，结点位于O点，如果稍增大测力计A的拉力大小，而保持拉力方向及O点位置不变，需要调节测力计B的大小及方向，则测力计B应该_________转动（填顺时针、逆时针或方向不动）；测力计B的拉力大小_________（填增大、减小或不变）。该同学的另一次实验结果如图乙所示，其中O为橡皮条与细绳结点的位置。图中___________是力与的合力的理论值，_______是力和的合力的实际值。（填F或）

12．物理探究小组要测量一段长度约为20cm的合金电阻丝的电阻率，他们先用螺旋测微器测出电阻丝的直径d，如图甲所示，然后利用多用电表的欧姆挡“”粗略测出两个接线柱之间电阻丝的电阻值。如图乙所示。

（1）根据图甲与图乙，该金属丝的直径__________mm；电阻丝的阻值为__________

（2）实验过程中，有一位同学提出只用一个电流表的实验方案，先将一段直电阻丝两端固定在两个接线柱上，紧靠电阻丝旁边固定一把刻度尺，且刻度尺的0刻度线与电阻丝的一端正好对齐，实验电路如图丙所示。所使用的电源输出电压为4V，电流表量程为200mA，滑动变阻器最大阻值为，主要实验步骤如下：

A．将实验器材按照正确方式连接好电路；

B．调节电阻箱的阻值为，滑动变阻器调为最大值，金属夹夹在电阻丝的__________（填“A”或“B”）端；

C．闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表示数为150mA；

D．然后改变金属夹的位置，不断向某方向移动，同时减小电阻箱的阻值，使电流表的示数保持150mA不变，记录接入电路电阻丝的长度x及电阻箱阻值R；得出多组数据，作出图线如图丁所示，其中a、b为已知量；。

E.根据图像和测量的直径求得金属丝的电阻率__________（用a、b、d、等字母表示），实验完成后发现所用电流表的示数偏小，则该小组对电阻率测量结果__________（填“没影响”“偏大”或“偏小”）。

四、解答题

13．天文学中规定，太阳发出的光与地球上某点相切时，为该点对应的日出时刻。由于大气层的存在，我们看到的日出时间相对于没有大气层会提前，如图所示，地球自转方向为顺时针，对应A点为日出时刻，假设地球大气层可以看作是折射率均匀的介质，其折射率为1.0003，厚度，地球可视为半径的球体，春分日，一个天文爱好者在赤道上某点观测日出，已知地球的自转周期为，求：

（1）当其观察到第一道曙光进入眼睛时，此光线在进入大气层后对应的折射角。

（2）相对没有大气层观测者看到日出提前了多长时间。（相应角度的正弦值见下表）

14．如图所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面夹角为，间距为，在导轨之间接有阻值为的定值电阻，质量为，电阻为的金属杆ab由跨过光滑定滑轮的轻绳与质量为的重物P相连，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆ab置于导轨下端靠近电阻R处，将重物P和金属杆ab由静止释放，当金属杆ab运动到Q点（图中未画出）时，通过R的电量为，此时重物P已经开始匀速下降，运动过程中金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，一切摩擦不计，重力加速度g取，求：

（1）重物P匀速下降的速度v；

（2）金属杆ab从释放到Q点的过程中，定值电阻R中产生的焦耳热；

（3）若金属杆到达Q点后，磁感应强度开始发生变化，致使金属杆开始向上以的加速度向上加速运动。试写出磁感应强度B随时间t变化的关系式。

15．如图所示，水平绝缘长直轨道与光滑圆弧轨道在C处相切且平滑连接，水平轨道处于方向水平向左、场强大小为E的匀强电场中，圆弧轨道的半径为R，O点为轨道圆心，整个装置固定在同一竖直平面内。两个小滑块A、B（都可视为质点）的质量分别为3m和m。已知滑块B不带电，其与水平轨道间的动摩擦因数为，滑块A带电，但与轨道间无摩擦力。开始时滑块A、B都静止于水平轨道上，与C点的距离分别为2R和R。现将滑块A由静止释放，之后A、B之间发生的碰撞皆为完全非弹性碰撞，且碰后两者一起沿水平轨道做匀速直线运动，进入圆弧轨道后仍能从C点返回水平轨道，碰撞后两者之间并不粘连，整个过程中A的电荷量始终保持不变，重力加速度为g，求：

（1）滑块A所带电荷量的大小及两滑块进入圆弧轨道运动过程中对圆弧轨道压力的最大值；

（2）滑块AB再次返回水平轨道后两者之间的最远距离；

（3）整个过程中滑块B在水平轨道上运动的总路程。

参考答案：

1．B

【详解】A．核反应过程中质量数和电荷数守恒，一般会伴随质量增加或质量亏损，故A错误；

B．根据质量数守恒和电荷数守恒可得X的电荷数为

质量数为零，所以X是电子，对应射线为射线，Y的质量数为

质子数为2，由此可知Y为氦原子核，为粒子，对应射线为射线，故B正确；

C．生成物更稳定，所以比结合能更大，释放核能，核子平均质量减小，所以核子的平均质量比的核子平均质量大，故C错误；

D．放射性元素的半衰期由原子核内部自身决定，与外界因素无关，故D错误。

故选B。

2．B

【详解】A．波源S振动产生的波向两侧传播过程中，图像是对称的，可以将A的振动看成是关于S对称位置且靠近B的一侧质点的振动，由图像可知，A在0时刻开始振动，振动经过

传递到浮标B处，故波源的振动周期为

故A错误；

B．波源的振动情况经过传到距离差为L处的浮标，可知波速大小为

故B正确；

C．根据虚线图像可知B经过平衡位置向下振动时A位于波峰，故C错误；

D．水波的波长为

故D错误。

故选B。

3．D

【详解】A．由于在两个变压器之间的电阻R上会有电压损失，理想变压器的输出电压等于对应的输入电压与R上损失电压和，匝数比满足

，

又因为

则有

故A错误；

B．由上面分析知，越大则变压器的输出电压越低，要使灯泡正常发光，上的电流就会越大，损失的功率也越大，所以电路的输电效率越低，故B错误；

CD．对变压器，输出电流与输入电流比值满足

，

若，则中电流为，其消耗的功率为

根据

可得

所以变压器的输出电压为

故C错误，D正确。

故选D。

4．A

【详解】小球受重力，杆的支持力作用，如图所示

根据

可知小球沿杆上滑稳定后，作匀速圆周运动的半径r增大，加速度 保持不变，角速度减小，即，线速度增大，故小球的动能增加，又因为高度升高，所以重力势能增大，故小球在B处的机械能大于在A处的机械能，故BCD错误，A正确。

故选A。

5．C

【详解】A．由电动机中能量转化特征可知

汽车匀加速运动时，根据

其中平均阻力

牵引力

达到最大功率时的速度

用时

由于电动汽车在行驶过程中所受阻力与速度有关，且速度越大，阻力越大，所以电动汽车达到最大功率时牵引力F实际大于4600N，则汽车以的加速度启动能持续的时间小于，故A错误；

B．当电动汽车速度最大时加速度为0，有

由

解得

但实际汽车达到最大速度时阻力要大于平均阻力，故实际最大速度要小于，故B错误；

C．最大续航里程应满足

代入数据得

故C正确；

D．由于汽车速度为时，其实际功率不知，故不能算出其加速度的大小，故D错误。

故选C。

6．B

【详解】A．小球在竖直方向做竖直上抛运动，从出发运动到最高点P满足

水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，从出发运动到最高点P满足

解得

根据矢量合成法则，小球的合加速度应为，故A错误；

C．根据竖直方向的运动规律可知，当小球从P点落回到N点时，其运动时间也为

所以有

故C错误；

B．根据运动的分解，将初速度沿垂直加速度和沿加速度方向分解，可知当沿着加速度方向的分速度为0时，小球的合速度最小，且合速度等于与加速度垂直的速度分量大小，即

小球速度达到最小时所经历的时间

故小球从M到N的过程中速度的最小值为，故B正确；

D．根据运动学规律可知，当小球运动到N点时，水平速度为

竖直速度为

所以到达N点的速度为

其动能为，根据功能关系可知，小球电势能的减小量为

故D错误。

故选B。

7．C

【详解】AB．根据题意，画出滑块上滑及下滑过程中动能和重力势能随高度的变化关系图像，如图所示

则对应交点为动能和势能相等的位置，在图上直接可以看出，上滑过程中动能与势能相等的位置位于斜面中点上方，下滑过程中动能与势能相等的位置位于斜面中点下方，故AB错误；

C．设滑块滑动过程中摩擦力做功为W，根据动能定理，上滑过程有

下滑过程有

两式联立得

故C正确；

D．滑块运动过程中最大重力势能为

故D错误。

故选C。

8．BD

【详解】A．因温度变化时被封的气体进行等压变化，设温度为时封闭气体的体积为，由题意可知

则

可知

则

玻璃管粗细均匀，所以温度计的刻度是均匀的，故A错误；

B．从热胀冷缩的原理我们知道，温度计的刻度左侧高右侧低，在某压强下完成刻度后，如果外界压强增大，蜡块将右移，所以对应测量温度偏低，故B正确；

CD．根据

解得

可以看出金属容器的体积越大，变化相同温度管中气体体积变化量也越大，由于玻璃管长度一定，所以该温度计的测温范围随金属容器的体积增大而减小，故C错误，D正确。

故选BD。

9．AC

【详解】A．由于火星和地球运动的线速度大小不变，在距离最近处火星和地球速度方向相同，相对速度最小，故A正确；

B．由题意可知，火星的公转周期约为地球公转周期倍，根据

可得

由上式知，火星的轨道半径不是地球轨道半径的倍，故B错误；

C．设两次相邻距离最近时间为t，则

解得

故C正确；

D．根据

可得

结合B选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，但不是倍的关系，故D错误。

故选AC。

10．AB

【详解】A．当双刀双掷开关的触刀掷向1、2时，粒子打在P点，依左手定则判断出被加速的粒子为电子，接负极，故A正确；

B．当双刀双掷开关的触刀掷向1、2时，电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为

电子在电场中加速

在磁场中运动

解得

当双刀双掷开关的触刀掷向3、4时，正离子被加速，再从缝垂直进入匀强磁场，如图所示

根据几何关系有

解得

设正离子的质量为m，同理得

即

组成此气体原子的核子数为4，故B正确；

C．两种粒子的加速电压相同，电荷量大小相同，所以进入磁场时动能相同，根据

打在P点的电子质量小，所以其对应的动量也小，故C错误；

D．由几何关系可知正离子在磁场中转过的角度是电子转过角度的三分之一，根据

可知，两种粒子周期不同，故运动时间之比不满足，故D错误。

故选AB。

11．     逆时针     增大     F    

【详解】[1][2]保持O点位置不变，、的合力不变，由平行四边形定则可知，保持方向不变，大小增大，需绕O点逆时针转动同时使的大小增加。

[3][4]按照平行四边形定则作图获得的合力为理论合力，即F是与的合力的理论值；与橡皮条在同一条直线上对应的拉力为合力的实际值，即是力和的合力的实际值。

12．     2.164/2.165/2.166     10     A          没影响

【详解】（1）[1]螺旋测微器精度为0.01mm，转动刻度估读，直径为

[2]欧姆表用“”挡，根据读数规则阻值为；

（2）[3]实验中电流表的数值一直不变，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电阻不变，故电阻丝与电阻箱串联后的总电阻不变，即为一定值，过程D中金属夹向一个方向移动，电阻箱阻值减小，说明接入电阻丝长度增加，故开始时金属夹位置在A端；

[4]设，因为 ，所以有

根据图像可知

解得

[5]由于实验过程中电阻丝与电阻箱串联后的总电阻为定值，且电流表示数不变，总电阻值不变，而电流表只是一个监控作用，具体示数对测量结果无影响，即测量结果没影响。

13．（1）；（2）

【详解】（1）如图所示

A点观察到第一道曙光时，设在大气层外的入射角为，进入大气层后的折射角为，由几何关系可得

所以对应

（2）根据

可得

可得

若无大气层，A点需随地球转动到B时才能观察到日出，由几何关系

故提前的时间为

14．（1）；（2）；（3）（T）

【详解】（1）重物匀速下降时，设细线对金属杆的拉力大小为T，金属杆中电流为I，由平衡条件得

根据闭合电路欧姆定律，得

根据法拉第电磁感应定律，得

对重物P，由平衡条件得

解得

（2）设金属棒运动到Q点的过程中，运动时间为，平均电流为，向上运动位移为L

则

而

联立代入数据解得

设电路中产生的总热量为Q，由能量守恒定律得

由串联电路的规律可知，电阻R中产生的热量

联立解得

（3）金属杆向上做匀加速运动，对杆与重物整体，根据牛顿第二定律有

解得

金属杆中不产生感应电流时，说明穿过回路的磁通量始终不变，则有

物体运动的位移

则磁感应强度B随时间t变化的关系为

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）根据题意，A、B能发生碰撞，说明A所受电场力向左，故A带正电；碰撞后一起做匀速直线运动，对AB整体，满足

解得

对滑块A，由动能定理有

解得A、B碰撞前A的速度为

由动量守恒定律有

解得A、B碰后的共同速度为

根据圆周运动规律可知，两滑块对圆弧轨道的压力的最大值出现在C点，所以有

解得

由牛顿第三定律得两滑块对圆弧轨道压力的最大值为

（2）滑块B第1次返回水平面时，有

解得

滑块A第1次返回水平面时，有

解得

故A、B返回水平面后会分，根据能量守恒定律可知，AB返回时的速度大小为

则滑块B在第1次返回在水平面上向右移动的位移为

滑块A在第1次返回在水平面上向右移动的位移为

所以AB再次返回水平轨道后之间的最大距离为

（3）由题意可知，A、B在水平轨道上分离后，A在电场力作用下会与B发生第二次碰撞，根据动能定理有

根据动量守恒定律，碰撞过程中有

碰后继续一起做匀速直线运动，然后冲上圆弧轨道，返回到水平轨道上时速度大小仍为，则滑块B第2次返回时的水平位移为

则滑块A第2次返回时的水平位移为

A、B停止运动时之间的距离为

同理第3次碰撞到再次返回有

联立解

以此类推可得：第n次返回时B的水平位移为

最终两个滑块A、B将停于C点，所以B运动的总路程为

解得