科学 2023届高考计算题版模拟试卷

科学2023届高考计算题版模拟试卷考试信息栏考试科目：物理（科学）考试时间：90分钟试卷满分：75分命题范围：高中物理必修及选修内容（力学、电学、热学、光学、原子物理）注意事项本试卷分选择题、判断题、填空题、简答题、论述题五个部分，共30题。答案一律写在答题卡规定的区域内。计算题必须写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。本试卷满分75分，考试结束后，只需交答题卡及试卷。第一部分：选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20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）【知识点：牛顿第二定律与斜面模型】质量为的物体从倾角为的光滑斜面顶端由静止开始下滑，重力加速度。下列说法正确的是。A.物体下滑的加速度大小为B.物体下滑的加速度大小为C.物体下滑过程中重力势能的减少量等于动能的增加量D.物体下滑过程中机械能的减少量等于内能的增加量【知识点：动量守恒与碰撞】质量分别为和的两个物体和，沿同一水平直线同向运动，在前，在后，速度大小分别为和。碰撞后，物体的速度大小变为，方向不变。则碰撞后物体的速度大小和方向是。A.，与原运动方向相同B.，与原运动方向相反C.，与原运动方向相同D.，与原运动方向相反【知识点：动能定理与多过程问题】一质量为的物体，从高为的光滑曲面顶端由静止滑下，到底端时速度为。若该物体从同一高度由静止滑下，但曲面粗糙，到达底端时的速度为，且。下列关于能量转化的说法正确的是。A.粗糙曲面时重力势能减少量等于物体动能增加量B.粗糙曲面时机械能的损失等于摩擦产生的内能C.粗糙曲面时物体动能的增加量小于光滑曲面时动能的增加量D.粗糙曲面时物体克服摩擦力做的功等于【知识点：库仑定律与电场叠加】在真空中，两个等量同种正电荷固定在相距为的、两点。现引入第三个电荷，要使系统处于平衡状态，电荷应放在。A.连线的中点，且带负电B.连线的中点，且带正电C.连线的中垂线上，且带正电D.连线的中垂线上，且带负电【知识点：带电粒子在磁场中的运动】一带正电的粒子以速度垂直射入匀强磁场中，若粒子的比荷（电荷量与质量之比）为，则。A.粒子受到的洛伦兹力大小为B.粒子做匀速圆周运动，其周期为C.粒子做匀速圆周运动，其轨道半径为D.粒子受到的洛伦兹力方向始终与速度方向相反【知识点：电磁感应与导体棒切割】如图所示，导体棒在水平放置的平行金属导轨上向右运动，导轨间距为，电阻不计，接在电路中的定值电阻阻值为。匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直导轨平面向下。若导体棒以恒定速度运动，则。A.导体棒中的感应电动势大小为B.导体棒中的感应电流大小为C.导体棒受到的安培力大小为D.导体棒产生的电功率为【知识点：理想气体状态方程】一定质量的理想气体，在等温压缩的过程中，气体的。A.密度增大，压强增大B.密度增大，压强减小C.密度减小，压强增大D.密度减小，压强减小【知识点：机械波与波形图】一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为。某时刻的波形图如图所示，图中点距原点，则。A.点此时振动方向沿轴负方向B.点此时振动方向沿轴正方向C.点此时到达波峰，再经到达波谷D.点此时到达波谷，再经到达波峰【知识点：原子物理与能级跃迁】氢原子从的能级跃迁到的能级时，下列说法正确的是。A.辐射出一个光子，光子的能量为B.辐射出一个光子，光子的能量为C.吸收一个光子，光子的能量为D.吸收一个光子，光子的能量为【知识点：交变电流与变压器】一理想变压器的原线圈匝数为，副线圈匝数为，原线圈接入电压为的交流电。若将副线圈的匝数增加，则。A.副线圈的输出电压变大，输出电流变大B.副线圈的输出电压变大，输出电流变小C.副线圈的输出电压变小，输出电流变大D.副线圈的输出电压变小，输出电流变小第二部分：判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）【知识点：速度与加速度】物体的速度越大，加速度一定越大。【知识点：重力做功】物体做曲线运动时，重力一定对物体做功。【知识点：磁场力做功】洛伦兹力始终不做功。【知识点：库仑定律适用范围】库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用。【知识点：交流电有效值】交流电的有效值是根据热效应定义的。【知识点：光的折射】光从空气斜射入水中时，折射角大于入射角。【知识点：波的叠加】两列波叠加时，合振幅最大的点，能量一定最大。【知识点：实验误差】在物理实验中，多次测量取平均值可以减小系统误差。【知识点：相对论】在狭义相对论中，物体的质量随速度的增加而增加。【知识点：核衰变】衰变的规律是原子核放出两个质子和两个中子。第三部分：填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。请把答案填在答题卡上的横线上）【知识点：力的合成与分解】一共点力，当它们之间的夹角为时，合力的大小为；当它们之间的夹角为时，合力的大小为。【知识点：万有引力与天体运动】地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为。若地球同步卫星距地面的高度为，则该同步卫星的线速度大小为。【知识点：感应电动势计算】如图所示，导体棒长为，以速度垂直切割磁感线，磁感应强度为，则导体棒中产生的感应电动势。【知识点：变压器变压比】一理想变压器原线圈匝数为，副线圈匝数为，原线圈输入电压为，副线圈输出电压为，则。【知识点：光电效应】用频率为的光照射某种金属，发生光电效应时，光电子的最大初动能为。第四部分：简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。要求写出必要的文字说明、公式和计算步骤）【知识点：牛顿第二定律应用】如图所示，质量为的物体放在倾角的斜面上，用平行于斜面向上的轻绳系住，斜面底端固定一个轻质弹簧。物体在拉力作用下从静止开始以的加速度沿斜面向上运动，重力加速度，。求拉力的大小；当拉力撤去后，物体沿斜面下滑的加速度大小。【知识点：能量守恒与动量守恒】质量均为的两个物体和，中间由一根轻弹簧连接，静止在光滑水平面上。现用恒力水平向右拉物体，使两物体加速运动。当弹簧被压缩到最短时，撤去拉力。已知撤去的瞬间，物体的速度为，则此时物体的速度为多大？【知识点：热力学第一定律与理想气体】一定质量的理想气体，从状态等温膨胀到状态，体积增大为原来的2倍。若状态的压强为，则状态的压强为多少？在此过程中，气体的内能如何变化？第五部分：论述题（本大题共2小题，每小题10分，共20分。要求有详细的推导过程和计算结果）【知识点：电磁感应综合（导体棒切割+安培力+功能关系）】如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，间距为，左端接有阻值为的电阻。导轨上横放着一根质量为的金属棒，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为。现用恒力向右拉动金属棒，使其由静止开始运动，忽略金属棒的电阻及导轨电阻。金属棒达到最大速度时，速度的大小为多少？金属棒从静止到达到最大速度的过程中，电阻上产生的焦耳热为多少？【知识点：带电粒子在复合场中的运动（电场+磁场+重力）】如图所示，空间中存在一个范围足够大的匀强电场，电场强度为，方向水平向右；同时存在一个竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。一个带正电的粒子（不计重力）从点由静止释放。已知粒子的电荷量为，质量为。求粒子在电场中加速获得的最大速度；若粒子进入磁场后做匀速圆周运动，求其轨道半径；若粒子在磁场中运动半个圆周后从点离开磁场，求、两点间的距离。一、选择题A解析：下滑加速度，故A正确。光滑斜面机械能守恒，故C正确。D选项机械能不变，故D错误。B选项加速度计算错误。A解析：根据动量守恒定律，解得，方向不变。B解析：A选项光滑时势能完全转化为动能，粗糙时部分转化为内能，A错。C选项动能增加量确实少，但D选项计算摩擦力做功需要知道摩擦力大小，不能直接用能量差，D错。B选项机械能损失等于内能增加是能量守恒的直接推论。A解析：要使系统平衡，受到的合力为零，应放在中点。若带正电，受两正电荷斥力；若带负电，受两正电荷引力。故选A。C解析：洛伦兹力大小为，A错。周期，B错。半径，C对。洛伦兹力方向始终垂直速度方向，不做功，D错。D解析：感应电动势，A对。电流，B对。安培力，C对。电功率，D对。A解析：等温压缩，温度不变，内能不变。体积减小，密度增大。压强，体积减小压强增大。B解析：根据波形传播方向，点在波峰左侧，即将向下运动，故B对。波长，周期，恰好走波长，从波峰到波谷，故C错。D错。B解析：从高能级向低能级跃迁，辐射光子。能量差。A解析：输出电压，匝数增加，电压变大。若负载不变，电流，电流也变大。二、判断题×（速度大加速度不一定大，加速度是速度的变化率）×（重力做功只与高度差有关，与路径无关，曲线运动时重力可能做功也可能不做功）√（洛伦兹力方向始终与速度方向垂直）√（库仑定律只适用于真空中点电荷）√（有效值定义）×（光从光疏介质进入光密介质，折射角小于入射角）√（合振幅最大处能量最大）×（多次测量取平均值只能减小偶然误差，不能减小系统误差）√（相对论效应）√（粒子含2质子2中子）三、填空题5；（或）（或）（或）四、简答题【解析】物体在斜面上受重力、支持力、拉力、摩擦力。沿斜面方向：垂直斜面方向：滑动摩擦力代入数据：解得撤去后，物体受重力沿斜面分力和摩擦力。答：拉力的大小为；撤去后加速度大小为。【解析】设弹簧被压缩到最短时，的速度为，的速度为。此时弹簧压缩量最大，相对速度为零，故。根据动量守恒定律（系统水平方向动量守恒）：初始动量解得。修正：题目描述可能有歧义。若理解为“达到最大速度时”撤去力，此时弹簧恢复原长，A和B速度相同。若理解为“压缩到最短时”撤去力，此时A和B速度相同且不为零。根据题意“当弹簧被压缩到最短时，撤去拉力F”，此时A和B速度相同。根据动量守恒：。注：若题目意指拉力作用过程中达到最大速度（即弹簧恢复原长时），则此时A和B速度相同，动量守恒仍得，这显然矛盾。通常此类题意指拉力撤去瞬间。若初始有初速度则不同。此处按标准模型，弹簧压缩最短时相对静止。答：此时物体的速度为。【解析】理想气体等温变化，压强与体积成反比。理想气体等温变化，内能不变。答：；内能不变。五、论述题【解析】金属棒达到最大速度时，加速度为零，受力平衡。安培力由，得解得根据能量守恒定律，拉力做的功等于回路中产生的焦耳热。所以答：最大速度为；产生的焦耳热为。【解析】粒子从静止释放，在电场中加速，受电场力。根据牛顿第二定律：加速度最大速度（设加速距离为，通常题目未给距离，此处理解为达到最大速度的条件，即电场力做功全部转化为动能。若题目隐含粒子在电场中加速到最大速度，则需明确距离，此处仅列公式。）修正：若题目指粒子在电场中加速到最大速度，则。若题目指粒子进入磁场后做匀速圆周运动，则需平衡重力。重新审题：粒子从P点释放，受电场力向右，受洛伦兹力向上。若粒子做匀速圆周运动，则需，即。若粒子做匀速圆周运动，则，得。轨道半径粒子在磁场中运动半个圆周，则$P点距离圆心的距离为，粒子运动半个圆周后落点与点间的距离