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文档简介
2023学年高考物理模拟试卷
注意事项
1.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.
3,请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他
答案.作答非选择题,必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效.
5.如需作图,须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.
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、2019年“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。如图,为给“嫦娥四号”探测器登陆月球背面提供通信支持,“鹊桥
号”卫星绕地月拉格朗日二点做圆周运动。已知在地月拉格朗日点心或心,卫星受地球和月球引力的合力作用,能随
月球同步绕地球做圆周运动。则()
A.卫星在L点的线速度比在乙2点的小
B.卫星在心点的角速度比在乙2点的大
C.同一卫星心、匕点受地球和月球引力的合力相等
D.若技术允许,使“鹊桥号”刚好位于&点,能量消耗最小,能更好地为“嫦娥四号”探测器提供通信支持
2、半径相同的两个金属小球A、B带有等量的电荷,相隔较远的距离,两球之间的吸引力大小为R今用第三个半径
相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间作用力的大小是()
3、如图所示,倾角为30。的斜面固定在水平地面上斜面上放有一重为G的物块,物块与斜面之间的动摩擦因数等于且,
3
水平轻弹簧一端顶住物块,另一端顶住竖直墙面物块刚好沿斜面向上滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的弹
力大小是()
C.—GD.V3G
4、一半径为K的球形行星自转周期为7,其同步卫星距离行星表面的高度为3R,则在该行星表面绕其做匀速圆周运
动的卫星线速度大小为()
2TTR4兀R8兀R16乃R
A.------B.------C.------D.--------
TTTT
5、如图所示,某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能,将两个完全相同的玩具车A、B并排放在两平行且水
平的轨道上,分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力),控制两车以相同的速度为做匀速直线运动。
某时刻,通过控制器使两车的挂钩断开,玩具车A保持原来的牵引力不变,玩具车B保持原来的输出功率不变,当玩
具车A的速度为2%时,玩具车B的速度为1.5加运动过程中受到的阻力仅与质量成正比,与速度无关,则正确的是
()
A.在这段时间内两车的位移之比为6:5
B.玩具车A的功率变为原来的4倍
C.两车克服阻力做功的比值为12:11
D.两车牵引力做功的比值为3:1
6、如图所示,一导热良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦),用一弹簧连接活
塞,将整个汽缸悬挂在天花板上。弹簧长度为L,活塞距地面的高度为瓦汽缸底部距地面的高度为“,活塞内气体
压强为P,体积为匕下列说法正确的是()
A.当外界温度升高(大气压不变)时,L变大、”减小、p变大、丫变大
B.当外界温度升高(大气压不变)时,及减小、H变大、p变大、V减小
C.当外界大气压变小(温度不变)时,人不变、"减小、p减小、V变大
D.当外界大气压变小(温度不变)时,L不变、//变大、p减小、V不变
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,半径分别为R和2K的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上,距地面的高度分别为2〃和〃,两物块a、b
分别置于圆盘边缘,a、b与圆盘间的动摩擦因数“相等,转轴从静止开始缓慢加速转动,观察发现,a离开圆盘甲后,
未与圆盘乙发生碰撞,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则()
A,动摩擦因数"一定大于二7
2/?
B.离开圆盘前,a所受的摩擦力方向一定指向转轴
C.离开圆盘后,a运动的水平位移大于b运动的水平位移
D.若〃=",落地后a、b到转轴的距离之比为日:J可
8、如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放炮弹。炮弹可沿导
轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。内阻为r可控电源提供的强大恒定电流从一根导轨流入,经过炮弹,再
从另一导轨流回电源,炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,该磁场在炮弹所在位置始终可以
简化为磁感应强度为8的垂直平行轨道匀强磁场。已知两导轨内侧间距L炮弹的质量机,炮弹在导轨间的电阻为R,
若炮弹滑行s后获得的发射速度为外不计空气阻力,下列说法正确的是()
2
B.电磁炮受到的安培力大小为F="
c.可控电源的电动势是小嗤卢
D.这一过程中系统消耗的总能量是/+竺必旺
22SB21?
9、一列简谐横波,某时刻的波形如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图像如图乙所示,下列说法正
确的是.
B.该波的波速大小为lm/s
C.经过0.3s,A质点通过的路程为0.3m
D.A、B两点的速度有可能相同
E.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为0.4Hz
10、如图甲、乙所示,分别用恒力入、尸2先后将质量为m的物体,由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉到顶
端,两次到达顶端的速度相同,第一次力B沿斜面向上,第二次尸2水平向右。则两个过程中()
A.物体机械能变化量相同
B.物体与斜面摩擦生热相同
C.用做的功与出做的功相同
D.尸।做功的功率比尸2做功的功率小
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)在研究匀变速直线运动的实验中,某同学选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测
量的点开始,每隔一个点取一个计数点,如下图中0、1、2……6点所示。
%测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离,分别记作:处、*2...........X6
X,X.X,X,
b.分别计算修、x2……X6与对应时间的比值,、广、,广
*112’3”6
X
C.以上为纵坐标、1为横坐标,标出X与对应时间1的坐标点,画出了--1图线如图所示
t
根据图线可以计算:物体在计时起点的速度cm/s;加速度斫_m/s2。(计算结果均保留2位有效数字)
12.(12分)某同学在“探究功与速度变化之间的关系”的实验中,同时测出实验中橡皮绳的劲度系数。所用实验装置
如图所示,已知小球质量为,〃。具体实验步骤如下:
(1)将小球放在木板上,木板左端抬高一个小角度,以平衡摩擦力。
(2)将原长为的橡皮绳一端固定在木板右端的。点,另一端通过力传感器连接小球,将小球拉至尸点(M点左侧),
测得0M的距离为小。尸的距离为6,力传感器示数为R则橡皮绳的劲度系数为(用尸、小/2表示)。
(3)将小球从尸点由静止释放,在M点右侧放置一速度传感器,可测出传感器所在位置的速度外将小球连上2根、3
根…橡皮绳,重复操作过程,测出多组速度数值,如下表所示。
橡皮绳1根2根3根4根5根6根
做功W2W3W4W5W6W
速度3/m-sT)1.011.411.732.002.242.45
速度平方(//m2・s-2)1.021.992.994.005.026.00
在坐标系中描点、连线,作出W-俨图像。
()
(4)由图像可知,橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为。
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)平面直角坐标系xOy中,第I象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第m象限存在沿y轴负方向的匀强
电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的。点以速度均沿X轴正方向开始运动,。点到y轴的距离为到X轴距离
的2倍.粒子从坐标原点0离开电场进入磁场,最终从关轴上的P点射出磁场,尸点到y轴距离与。点到y轴距离相
等.不计粒子重力,问:
(1)粒子到达0点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.
14.(16分)如图所示,光滑的水平面AB与半径R=0.5m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最
高点,A点的右侧连接一粗糙的水平面,用细线连接甲、乙两物体,中间夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不
拴接,甲的质量mi=4kg,乙的质量mi=5kg,甲、乙均静止.若烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过
D点时对轨道的压力恰好为零.取g=10m/sL甲、乙两物体可看做质点,求:
(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小VB;
⑴烧断细线时弹簧的弹性势能EP;
(3)若固定甲,将乙物体换为质量为m的物体丙,烧断细线,丙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数ji=0.5的粗糙水
平面,AF是长度为41的水平轨道,F端与半径为I的光滑半圆轨道FCH相切,半圆的直径FH竖直,如图所示.设丙
物体离开弹簧时的动能为6mgl,重力加速度大小为g,求丙物体离开圆轨道后落回到水平面BAF上的位置与F点之
间的距离s;
(4)在满足第(3)问的条件下,若丙物体能滑上圆轨道,且能从GH间离开圆轨道滑落(G点为半圆轨道中点),求丙物
体的质量的取值范围
15.(12分)直角坐标系xoj位于竖直平面内,在第一象限存在磁感应强度3=0.1T、方向垂直于纸面向里、边界为
矩形的匀强磁场。现有一束比荷为g=108C/kg带正电的离子,从磁场中的A点(立m,0)沿与x轴正方向成6
m20
=60。角射入磁场,速度大小Wq.0xl06m/s,所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴,不计离子的重力和离
子间的相互作用。
(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径;
(2)求矩形有界磁场区域的最小面积;
(3)若在x>0区域都存在向里的磁场,离子仍从A点以为=@xl06m/s向各个方向均匀发射,求y轴上有离子穿
2
出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。
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、A
【解析】
B.地月拉格朗日点L或心与月球保持相对静止,卫星在心.心点的角速度相等,故B错误;
A.根据u=啰/可得,卫星在L点的线速度比在七点的小,故A正确;
C.根据〃可得,同一卫星心、〃点受地球和月球引力的合力不相等,故C错误;
D.若“鹊桥号”刚好位于L2点,几乎不消耗能量,但由几何关系可知,通讯范围较小,并不能更好地为“嫦娥四号”探
测器提供通信支持,故D错误。
故选A。
2、C
【解析】
两球之间是吸引力,故假设A的带电量为Q,B的带电量为-Q,两球之间的相互吸引力的大小是:尸=警,第三个
r
不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都为2,C与B接触时先中和再平分,则C、B分开后电量均为-2,
24
这时,A、B两球之间的相互作用力的大小:
8/8
故C正确ABD错误。
故选C。
3、D
【解析】
对物体受力分析,物体受向下的摩擦力,根据正交分解法建立平衡方程即可求解F.
【详解】
根据物体的受力情况可知:Fcos30°=mgsin30"+ji(Fsin30°+mgcos30"),解得F=GG,故选D.
4、D
【解析】
卫星的轨道半径r=K+3R=4R,根据线速度的计算公式可得:
v=-----=------
TT
根据万有引力提供向心力可得
□Y加
16/rR
—,与结论不相符,选项A错误;
T
竿,与结论不相符,选项B错误;
孚,与结论不相符,选项C错误;
,与结论相符,选项D正确;
T
故选D。
5、C
【解析】
B.设玩具车、货车质量都为m,动摩擦因数为“,那么两车的挂钩断开与货车分离,玩具车的速度为vo,牵引力F=2"ig,
加速度为〃=摩,电机输出功率
P=Fv°=2从mgvo
变为原来的2倍,则B错误;
A.玩具车A保持原来的牵引力不变前进,那么加速度不变,那么当玩具车A的速度为如。时,位移
(2%>一*_3片
SA
2a2〃g
功率
P\'=F*2vo=2P.\
克服摩擦力做的功
3,
Wf=pimgSA=-mv-
牵引力做的功:
2
WV\=Fsx=3mvo;
玩具车B保持原来的输出功率不变前进,当玩具车A的速度为2%时,玩具车B的速度为1.5加由动能定理可得:
p--〃加gSg=;加(1.5%';mvl
a22
所以位移
c
fi8〃g
所以
SA:SB=12:11;
则A错误
CD.克服摩擦力做的功:
uzc11加片
o
所以
WfA:WfB=12:11;
牵引力做的功:
a
所以
WFA:WFB=3:2
故C正确,D错误;
故选c。
6、C
【解析】
以活塞与汽缸为整体,对其受力分析,整体受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力且二者大小始终相等,总重力不
变,所以弹簧拉力不变,即弹簧长度L不变,活塞的位置不变,无不变;当温度升高时,汽缸内的气体做等压变化,
根据盖一吕萨克定律可以判断,体积V增大,汽缸下落,所以缸体的高度降低,H减小、p不变、丫增大;当大气压
减小时,对汽缸分析得
PoS=mg+pS
气体压强〃减小,汽缸内的气体做等温变化,由玻意耳定律得
pyt=py2
可知体积V变大,汽缸下落,所以缸体的高度降低,H减小、p减小、V变大,故C正确,ABD错误。
故选C。
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、ABD
【解析】
A.由题意可知,两物块随圆盘转动的角速度相同,当最大静摩擦力提供物体向心力时,此时的角速度为物体随圆盘
做圆周运动的最大角速度,为临界角速度,根据牛顿第二定律得
〃机bg=
解得b物体滑离圆盘乙的临界角速度为
同理可得,a物块的临界角速度为
由几何知识知,物体a滑离圆盘时,其位移的最小值为
由题意知,其未与圆盘乙相碰,根据平抛运动规律可知
解得
所以A正确;
B.离开圆盘前,a随圆盘一起做匀速圆周运动,由静摩擦力来提供向心力,所以a所受的摩擦力方向一定指向转轴,
B正确;
C.由于
g<%
所以一定是b物块先离开圆盘,离开圆盘后,物块做平抛运动,对b物体的水平位移为
五=vb^~2R%,h—2JpihR
同理可得,a物体的水平位移为
4=匕,=R&.,=Rg-J;=2ylMR
故离开圆盘后a的水平位移等于b的水平位移,所以C错误;
D.当
〃=刀"时
2h
a的落地点距转轴的距离为
=西+片R
不=M
同理,b的落地点距转轴的距离为
x2=J(2/?)2+M=AR
故
%=vn
x2V14
所以D正确。
故选ABD。
8、AD
【解析】
A.若电源〃、〃分别为负极、正极,根据左手定则可知,受到的安培力向右,则导体滑块可在磁场中向右加速;故A
正确;
B.因安培力尸=5〃,根据动能定理
Fx=mv~
2
所以
ltnv2
F-----
2s
选项B错误;
C.由匀加速运动公式
v2-0
a-------
2s
由安培力公式和牛顿第二定律,有
F=BIL=ma
根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律
1=-^—
R+r
联立以上三式解得
lmv2(R+r)
E=----------
2sBL
选项C错误;
D.因这一过程中的时间为
2s
t=
v
所以系统产生的内能为
。=尸(R+r)t
_mv2(R+r)
~~2sBL-
联立解得
八z?z2v3(/?+r)
=zz
2SB2I3
炮弹的动能为
12
Kr=—mv~
k2
由能的转化与守恒定律得这一过程中系统消耗的总能量为
1m2v3(/?+r)
E=Q+E-mv2+--------r---
k22s片e
所以D正确。
故选AD。
9、ABC
【解析】
A.由A质点的振动图象读出该时刻质点4的振动方向沿y轴负方向,由质点的振动方向与波传播方向的关系,可知
波沿x轴正向传播,故A正确.
B.由题图甲可知波长为2=0.4m,由题图乙可知周期为7=0.4s,则波速为v=-=lm/s;故B正确.
T
3
C.经过0.3s=:r,则A质点通过的路程为s=3A=0.3m;故C正确.
D.A、8两点间距为半个波长,振动情况始终相反,速度不可能相同;故D错误.
E.发生稳定的干涉现象需要频率相同,则所遇到的波的频率户"=2.5Hz时才能产生的稳定干涉.故E错误.
故选ABC.
点睛:根据振动图象读出各时刻质点的振动方向,由质点的振动方向判断波的传播方向是基本功,要熟练掌握.
10、AD
【解析】
A.两个过程中,物体的末速度相同,动能相同,则动能的变化量相同,物体上升相同的高度,重力势能变化量相同,
所以物体的机械能变化量相同,故A正确;
B.由图分析可知,第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力,故两物体克服摩擦力做功不同,故物体
与斜面的摩擦力产热不相同,故B错误;
C.根据动能定理得
12
Wh-mgh-Wf=—mv"-0
解得
12
Wr=mgh+Wf+—mv"
第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力,故两物体克服摩擦力做功不同,重力做功相同,则用做的功
比F2做的少,故C错误;
D.根据
v
x=t
2
知X、》相同,贝h相同,而尸1做的功小于尸2做的功,根据
尸=匕
t
可知为做功的功率比尸2做功的功率小,故D正确。
故选AD。
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、4.01.0
【解析】
口]⑵物体做匀变速直线运动,根据运动学公式有
12
x=vot+-ar
两边同时除以时间,,变形得
x1
7=%+”
结合图线可知,初速度为纵轴截距
%=4.0cm/s
斜率为%=!〃,由图可得
2
,(12-4)x10-2]
k=-------------=-a
16x10-22
解得
<2=1.0m/s2
橡皮筋做功与小球获得的速度平方成正比或w8v2
【解析】
(2)[1]根据胡克定律有:
F=k(Mi)
求得橡皮绳的劲度系数为:
F
k
(3)[2]做出W-v2图象,如图所示:
(4)[3]由图象可知,W-俨图象为过原点的一条直线,所以橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为:橡皮绳做功与小球
获得的速度平方成正比。
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、(1)0%,与x轴正方向成45。角斜向上⑵段
【解析】
(1)粒子运动轨迹如图:
粒子在电场中由。到。做类平抛运动,设0点速度y与x方向夹角为a,。点到x轴的距离为L,到y轴的距离为
2L,粒子的加速度为a,运动时间为f,根据平抛运动的规律有:
x方向:2L=v(/
y方向:L=;a/
粒子到达0点时沿y轴方向的分速度:
at,
又
tana萼
匕
解得tancr=l,即a=45°,
粒子到达0点时的夹角为45。解斜向上,粒子到达0点时的速度大小为
v—-----=5/2v;
cos450°0
(2)设电场强度为E,粒子电荷量为g,质量为小,粒子在电场中受到的电场力为尸,粒子在电场中运动的加速度:
m
设磁感应强度大小为3,粒子做匀速圆周运动的半径为R,洛伦兹力提供向心力,有:
v2
qvB=m—,
R
根据几何关系可知:
R=y[2L
解得:
£
2
4
14、(l)5m/s;(1)90J;(3)s=41;(4)-m<M<2m
3
【解析】
(1)甲在最高点D,由牛顿第二定律,有町
11
甲离开弹簧运动到D点的过程机械能守恒:+
联立解得:vB=5m/s;
(1)烧断细线时动量守恒:0=miV3-miVi
由于水平面AB光滑,则有vi=VB=5m/s,解得:vj=4m/s
1.1,
2
根据能量守恒,弹簧的弹性势能E=-/«1V,+-^=90J
(3)甲固定,烧断细线后乙物体减速运动到F点时的速度大小为VF,
mv
由动能定理得:-卬'〃=g}-6mgi,解得vF=l
从P点滑到H点时的速度为vH,由机械能守恒定律得
2
gmvj.=;mvH+2mgl
联立解得VM=1
由于VM=1向〉而,故乙物体能运动到H点,并从H点以速度vH水平射出.设乙物体回到轨道A
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