2023学年河南省郑州市106高考压轴卷物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、下列说法正确的是（）A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B．物体对外界做功，其内能一定减少C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大2、下列关于科学家对物理学发展所做的贡献正确的是（）A．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证B．伽利略通过实验和合理的推理提出质量并不是影响落体运动快慢的原因C．奥斯特由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质D．伽利略通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星3、如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是（）A．液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B．电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大C．电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长D．定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长4、如图所示，AB是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆，A、B两点恰好位于圆周上，杆上套有质量为m、电荷量为+q的小球(可看成点电荷)，第一次在圆心O处放一点电荷+Q，让小球从A点沿杆由静止开始下落，通过B点时的速度为，加速度为a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从A点沿杆由静止开始下落，经过B点时速度为，加速度为a2，则（）A．＜ B．＞ C．a1＜a2 D．a1＞a25、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道：HyperloopOne公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到最大速度1200km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是（）A．加速与减速的时间不相等B．加速时间为10分钟C．加速时加速度大小为2m/s2D．如果加速度大小为10m/s2，题中所述运动最短需要32分钟6、按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，已在2013年以前完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道绕月球做圆周运动。下列判断不正确的是（）A．飞船在轨道上的运行速率B．飞船在A点处点火变轨时，动能减小C．飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间D．飞船从A到B运行的过程中机械能变大二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，在第一象限内，存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在y轴上的A点放置一放射源，可以不断地沿xOy平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量+q的同种粒子，这些粒子打到x轴上的P点。知OA＝OP＝L。则A．粒子速度的最小值为v=B．粒子速度的最小值为v=C．粒子在磁场中运动的最长时间为t=D．粒子在磁场中运动的最长时间为t=8、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上．一质量为m＝0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点．不计小球和弹簧接触瞬间机械能损失、空气阻力，g取10m/s2，则下列说法正确的是A．小球刚接触弹簧时加速度最大B．该弹簧的劲度系数为20.0N/mC．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒D．小球自由落体运动下落的高度1.25m9、如图所示，在范围足够大、磁感应强度为B的垂直纸面向里的水平匀强磁场内，固定着倾角θ=30°的足够长绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为+q的带电小物块置于斜面的顶端处静止状态，现增加一水平向左的场强E=的匀强电场。设滑动时小物块的电荷量不变，从加入电场开始计时，小物块的摩擦力f大小与时间t、加速度大小a与时间t的关系图像可能正确的是（）A． B． C． D．10、卡文迪许把自己测量引力常量的实验说成是“称量地球重量”。若已知引力常量，下列说法正确的是（）A．根据火星的半径和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度B．根据土星绕太阳公转的半径和周期，可估算出土星的质量C．根据金星绕太阳公转的半径、周期和太阳半径，可估算出太阳表面的重力加速度D．根据月球公转的周期、月地距离和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学在做“探究弹力与弹簧长度关系”的实验中，根据实验数据描点画出F－L图像如图所示。若弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g取10m/s2，请回答以下两个问题：(1)由以上实验数据可求得弹簧的劲度系数k=_____N/m（保留三位有效数字）；(2)由图中实验数据得出弹簧弹力大小F与其长度L的关系式为________，对应的函数关系图线与横轴（长度L）的交点表示____。12．（12分）如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图.（1）本实验采用的实验方法是____．A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是______．A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是______，图线在末端弯曲的原因是______.四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。14．（16分）如图所示，在倾角为的斜面上有质量均为的物块，两物块用平行于斜面的细线连接，细线伸直。若由静止释放两物块，两物块沿斜面下滑的加速度大小为；若用水平向左的恒力作用在物块上，两物块可沿斜面向上匀速运动，已知两物块与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度，，，求：（1）物块与斜面间的动摩擦因数；（2）作用在物块上的水平恒力的大小。15．（12分）在光滑的水平面上，有一质量为M＝4kg的光滑凹槽和一块质量为m=2kg的木板BD，木板左端固定一质量不计的挡板，挡板上拴有一根轻质弹簧，右端B点放一个质量m0＝2kg的小滑块a，凹槽底端和木板高度相同并粘在一起，木板总长度，凹槽半径为R=1m，C为BD中点，BC段粗糙，动摩擦因数为µ，CD段光滑。在凹槽右端A处将一个质量m0＝2kg的小滑块b由静止释放，小滑块b与a发生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短，在与b发生碰撞之前滑块a锁定在木板BD上，碰后ab相对于木板向左滑动，发生碰撞时凹槽和木板粘性立刻消失并将a解除锁定，最后ab恰好能够停在木板右端B点，滑块a、b均可视为质点（g取10m/s2）。(1)求小物块b碰撞前的瞬时速度大小v1；(2)求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数；(3)求弹簧的最大弹性势能EP。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

A．如果物体从外界吸收热量时，再对外做功，则内能可能减小，可能不变，可能增加，A错误；B．如果物体对外界做功的同时，再从外界吸收热量，则其内能可能减小，可能不变，可能增加，B错误；CD．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，C错误D正确。故选D。2、B【解析】

A．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿第一定律不能通过实验直接验证，而牛顿第二定律和牛顿第三定律都能通过现代的实验手段直接验证，A错误；B．伽利略通过实验和合理的推理提出物体下落的快慢与物体的轻重没有关系，即质量并不影响落体运动快慢，B正确；C．安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质，C错误；D．英国青年数学家亚当斯与法国数学家勒威耶分别独立地通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星，D错误。故选B。3、B【解析】

A．液滴在磁场中受重力及电场力，电场力沿水平方向，重力沿竖直方向。因液滴由静止释放，故合力的方向一定与运动方向一致，故液滴做直线运动，故A错误；B．两板间的电势差等于电源电压，当电动势变大时，两板上的电压变大，由可知，板间的电场强度增大，电场力变大，合力变大，故加速度增大，故B正确；C．因粒子最终打在极板上，故运动时间取决于水平方向的加速度，当电动势变大时，其水平方向受力增大，加速度增大，运动时间减小，故C错误；D．定值电阻在此电路中只相当于导线，阻值的变化不会改变两板间的电势差，故带电粒子受力不变，加速度不变，运动时间不变，故D错误。故选B。4、D【解析】

AB．A点和B点在同一个等势面上，第一次小球从A点由静止运动到B点的过程中，库仑力对小球做功的代数和为零，根据动能定理，得第二次小球从A点由静止运动到B点的过程中，洛伦兹力不做功，根据动能定理，得所以，故AB错误；CD．小球第一次经过B点时，库仑力有竖直向下的分量，小球受的竖直方向的合力F1>mg，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a1>g，小球第二次经过B点时，由左手定则可知，洛伦兹力始终与杆垂直向右，同时杆对小球产生水平向左的弹力，水平方向受力平衡。竖直方向只受重力作用，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a2=g，所以a1>a2，故C错误，D正确。故选D。5、B【解析】

A．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：可知加速和减速所用时间相同，A错误；BC．加速的时间为，匀速的时间为，减速的时间为，由题意得：联立方程解得：匀加速和匀减速用时：匀速运动的时间：加速和减速过程中的加速度：B正确，C错误；D．同理将上述方程中的加速度变为，加速和减速的时间均为：加速和减速距离均为匀速运动用时：总时间为：D错误。故选B。6、D【解析】

A．万有引力提供向心力解得在月球表面解得联立解得故A正确，不符合题意；B．飞船在点变轨后由圆轨道变为椭圆轨道，做向心运动，要求万有引力大于飞船所需向心力，所以飞船应该减速，动能减小，故B正确，不符合题意；C．万有引力提供向心力结合解得故C正确，不符合题意；D．在椭圆轨道上，飞船由点运动至点，只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误，符合题意。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】设粒子的速度大小为v时，其在磁场中的运动半径为R，则由牛顿运动定律有：qBv=mv2R；

若粒子以最小的速度到达P点时，其轨迹一定是以AP为直径的圆（图中圆O由几何关系知：sAP=2l；R=22l

，则粒子的最小速度v=2qBl2m，选项A正确，B错误；粒子在磁场中的运动周期T=2πmqB；设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中的运动时间为：t＝点睛：电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，关键是画出轨迹，找出要研究的临界状态，由几何知识求出半径．定圆心角，求时间．8、BD【解析】

AB．由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当Δx为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当Δx为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力．所以可得：kΔx＝mg解得：k＝N/m＝20N/m弹簧的最大缩短量为Δx最大＝0.61m，所以F最大＝20N/m×0.61m＝12.2N弹力最大时的加速度a＝＝＝51m/s2小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2，所以压缩到最短时加速度最大，故A错误，B正确；C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，单独的小球机械能不守恒，故C错误；D．根据自由落体运动算得小球自由落体运动下落的高度D正确．故选BD。9、BD【解析】

加电场后，滑块受到水平向左的电场力，大小为F电=mg，和竖直向下的重力合成可得合力为F=2mg，方向沿斜面向下；此时斜面受到的正压力为零，滑块受摩擦力为0；滑块沿斜面做加速运动，则受到垂直斜面向下的洛伦兹力，随速度的增加，洛伦兹力变大，则滑块对斜面的正压力变大，摩擦力逐渐变大；根据2mg-f=ma可知，加速度逐渐减小，当2mg=f时，加速度a=0，滑块做匀速运动，则图像BD正确，AC错误。故选BD。10、ACD【解析】

A．根据物体在火星表面受到重力等于万有引力可知解得可以求出火星密度，故A正确；

B．只能求出中心天体的质量，环绕天体的质量无法求出，故土星质量无法求出，故B错误；

C．金星绕太阳公转解得太阳的质量太阳半径R已知，则表面重力加速度故C正确；

D．月球绕地球做匀速圆周运动可求解地球的质量M，地球表面重力加速度g已知，根据黄金代换式GM=gR2，可以求出地球半径R，根据可以求出地球的第一宇宙速度，故D正确。

故选ACD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、156F=156(L－0.02)弹簧原长【解析】

(1)[1]弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像的斜率表示劲度系数，则劲度系数(2)[2][3]由图中实验数据结合胡克定律得到弹簧弹力大小F与其长度L的关系式分析图像可知，图线与横轴的夹点表示弹簧的原长12、ABD0.541.5未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量【解析】

（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为为正比