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2023年高考全国甲卷物理真题

  1. 一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中(  )

    A.机械能一直增加

    B.加速度保持不变

    C.速度大小保持不变

    D.被推出后瞬间动能最大

    【答案与解析】

    铅球平抛过程中只受重力,机械能守恒,故机械能保持不变(A错);加速度恒为重力加速度 ,保持不变(B对);水平速度不变、竖直速度增大,合速度大小增大,动能增大(C、D错)。故选B。

  2. 在下列两个核反应方程中,X和Y代表两种不同的原子核,以Z和A分别表示X的电荷数和质量数,则(  )

    A.

    B.

    C.

    D.

    【答案与解析】

    的电荷数、质量数分别为 。由质量数与电荷数守恒: 。 联立得 (即 粒子)。故选D。

  3. 一小车沿直线运动,从开始由静止匀加速至时刻,此后做匀减速运动,到时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是(  )

    A.

    B.

    C.

    D.

    【答案与解析】

    图像斜率表示速度。小车先由静止匀加速()速度增大、斜率增大;后匀减速至 速度为零、斜率减小到零;位移始终增大。符合该特征的图像为 D。故选D。

  4. 一质点做匀速圆周运动,若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比,运动周期与轨道半径成反比,则n等于(  )

    A.1

    B.2

    C.3

    D.4

    【答案与解析】

    匀速圆周运动合力提供向心力:。已知 ,则 ,故 。故选C。

  5. 在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是(  )

    A.

    B.

    C.

    D.

    【答案与解析】

    电子带负电,所受电场力与电场线切线方向相反,且轨迹向受力一侧弯曲(凹侧指向力)。要使发散的电子束会聚,轴外电子应受指向轴心的力。图 A 中电场线分布使电子受力指向中心,轨迹向中心弯曲并最终会聚,符合要求。故选A。

  6. 用水平拉力使质量分别为的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为。甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知(  )

    A.

    B.

    C.

    D.

    【答案与解析】

    由牛顿第二定律 ,即 。图中图线斜率等于质量 ,纵截距等于 。由图:甲图线斜率小于乙,故 (B对、A错);甲纵截距小于乙,即 ,结合 (C对、D错)。故选BC。

  7. 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场,筒上P点开有一个小孔,过P的横截面是以O为圆心的圆,如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入,然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间,速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变,沿法线方向的分量大小不变、方向相反;电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是(  )

    A.粒子的运动轨迹可能通过圆心O

    B.最少经2次碰撞,粒子就可能从小孔射出

    C.射入小孔时粒子的速度越大,在圆内运动时间越短

    D.每次碰撞后瞬间,粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线

    【答案与解析】

    粒子从 沿 (径向)射入,洛伦兹力使其做圆周运动,由对称性每次碰撞都沿半径方向发生,故轨迹不可能经过圆心 (A错);由几何可知粒子最少经 2 次碰撞即可回到小孔 射出(B对);粒子在圆内运动时间取决于碰撞次数与速率,速度增大时碰撞次数可能增多,时间不一定减小(C错);每次碰撞瞬间速度沿碰撞点半径方向,碰撞后速度方向仍平行于该碰撞点与圆心 的连线(D对)。故选BD。

  8. 一有机玻璃管竖直放在水平地面上,管上有漆包线绕成的线圈,线圈的两端与电流传感器相连,线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布,下部的3匝也均匀分布,下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示。则(  )

    A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快

    B.下落过程中,小磁体的N极、S极上下颠倒了8次

    C.下落过程中,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变

    D.与上部相比,小磁体通过线圈下部的过程中,磁通量变化率的最大值更大

    【答案与解析】

    由图(b)磁体经过各匝时感应电流峰值逐匝增大,据法拉第定律与闭合电路欧姆定律知每匝磁通量变化率越来越大,即小磁体下降速度越来越快(A对);电流变化源于磁通量先增后减,并非 N、S 极颠倒(B错);电磁阻力即安培力随速度增大而增大,并非始终不变(C错);下部匝间距更大且磁体速度更大,通过下部时磁通量变化率的最大值更大(D对)。故选AD。

  9. 某同学用伏安法测绘一额定电压为、额定功率为的小灯泡的伏安特性曲线,实验所用电压表内阻约为,电流表内阻约为。实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。

    (1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示,该同学选择的电路图是图____(填“a”或“b”) (2)若选择另一个电路图进行实验,在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图____。

    【答案与解析】

    (1) 小灯泡正常发光电阻 。电压表内阻约 ,电流表内阻约 可比。采用电流表外接法(图 a)时电压表分流极小、误差小;图(b)内接法会使电压测量值偏大。实验所得曲线在 ),与外接法一致。 故填 a。 (2) 若改用图(b)内接法,电流表分压使相同电流下电压表示数偏大,故在 图中应得曲线位于(a)法所得曲线的右上方,用实线画出该示意曲线即可。

  10. 某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。

    (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为.以打出A点时小车位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中,小车发生对应位移和平均速度分别为,表中____cm,____

    位移区间ABACADAEAF
    6.6014.6034.9047.30
    66.073.087.394.6

    (2)根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系,如图(c)所示。在答题卡上的图中补全实验点____。

    (3)从实验结果可知,小车运动的图线可视为一条直线,此直线用方程表示,其中________。(结果均保留3位有效数字) (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车速度大小____,小车的加速度大小____。(结果用字母k、b表示)

    【答案与解析】

    (1) 由图(c)直线 ,取 ,得 ,故 ;又 共 3 个间隔即 ,所以 。 故填 。 (2) 在图(c)中补全五个实验点 ,并用直线连接。 (3) 由(1)知 ;截距 。 故填 。 (4) 区间 平均速度 ,与 比较得 。 故填

  11. 如图,光滑水平桌面上有一轻质弹簧,其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端,使弹簧的弹性势能为。释放后,小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动,与弹簧分离后,从桌面水平飞出。小球与水平地面碰撞后瞬间,其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等;垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的。小球与地面碰撞后,弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g,忽略空气阻力。求 (1)小球离开桌面时的速度大小; (2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。

    【答案与解析】

    (1) 弹簧释放后弹性势能全部转化为小球动能:,得离开桌面速度 。 即离开桌面时速度大小为 。 (2) 设桌面距地面高为 ,小球飞出后平抛,落地前竖直速度 。碰撞后竖直分量变为 ,弹起最大高度 满足 ,代入得 。又 ,故 。下落时间 。水平方向速度始终为 ,落地点距飞出点水平距离 。 故第一次落地点距飞出点的水平距离为

  12. 如图,水平桌面上固定一光滑U型金属导轨,其平行部分的间距为,导轨的最右端与桌子右边缘对齐,导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。一质量为、电阻为、长度也为的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为的速度向P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间很短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终平行。不计空气阻力。求 (1)金属棒P滑出导轨时的速度大小; (2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量; (3)与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间。

    【答案与解析】

    (1) 绝缘棒 与金属棒 弹性碰撞,由动量守恒与动能守恒: , 解得 从同一右端滑出、落到地面同一点,下落高度相同,故滑出时水平速度须相等; 为绝缘棒不受安培力,以 匀速滑出,因此 滑出导轨时速度 。 即金属棒 滑出导轨时的速度大小为 。 (2) 在导轨上因电磁感应减速,减少的动能全部转化为焦耳热: 。 故 运动过程中产生的热量为 。 (3) 所受安培力 ,运动方程 ,速率按 衰减,其中 。当 减至 时滑出,需 ,即 。导轨长 匀速通过导轨,所用时间 。 故绝缘棒 在导轨上运动的时间为

  13. 在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体,发生下列缓慢变化过程,气体一定与外界有热量交换的过程是(  )

    A.气体的体积不变,温度升高

    B.气体的体积减小,温度降低

    C.气体的体积减小,温度升高

    D.气体的体积增大,温度不变

    E.气体的体积增大,温度降低

    【答案与解析】

    由热力学第一定律 为内能增量, 为气体对外做功;体积不变时 ,体积增大时 ,体积减小时 )。

    A.体积不变、温度升高:,必 ,必与外界交换热量;

    B.体积减小、温度降低:,则 ,必交换热量;

    C.体积减小、温度升高: 可正可负,可绝热完成;

    D.体积增大、温度不变:,必 ,必交换热量;

    E.体积增大、温度降低: 可负可零,可绝热完成。 故选ABD。

  14. 一高压舱内气体的压强为1.2个大气压,温度为,密度为。 (i)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变,求气体温度升至时舱内气体的密度; (ii)保持温度不变,再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压,求舱内气体的密度。

    【答案与解析】

    (i) 压强保持不变,由理想气体状态方程 为常量,故 。 即温度升至 时舱内气体密度约为 。 (ii) 温度保持 不变,密度与压强成正比: 。 即压强降至 个大气压时舱内气体密度约为

  15. 等腰三角形为一棱镜的横截面,;一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜,在bc边反射后从ac边射出,出射光分成了不同颜色的两束,甲光的出射点在乙光的下方,如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是(  )

    A.甲光的波长比乙光的长

    B.甲光的频率比乙光的高

    C.在棱镜中的传播速度,甲光比乙光的大

    D.该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率

    E.在棱镜内bc边反射时的入射角,甲光比乙光的大

    【答案与解析】

    细光束平行 射入,在 反射后从 射出并分成两色,甲出射点在乙下方。由光路可知甲光偏折较小,故棱镜对甲光的折射率较小。

    A.折射率小则频率低、波长长,甲光波长比乙光长;

    B.甲光频率比乙光低;

    C.由 ,甲光在棱镜中的速度比乙光大;

    D.棱镜对甲光的折射率小于对乙光的折射率;

    E.甲光折射率小,在 边折射角更大,到达 边时入射角更大。 故选ACE。

  16. 分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同,振幅均为,波长均为,波速均为时刻,P波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向下振动;Q波刚好传到处,该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后,两列波相遇。 (1)在答题卡给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在时刻的波形图(P波用虚线,Q波用实线); (2)求出图示范围内的介质中,因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。

    【答案与解析】

    两波波长 、波速 ,故周期 ,角频率 ,波数 波沿 传播, 处质点自平衡位置向下振动,故 波沿 传播, 传到 处质点自平衡位置向上振动,故 。 (1) 时: 。 在坐标图上用虚线画出 、用实线画出 的波形(取图示 范围)。 (2) 两波叠加:,振幅包络 。 振幅最大()需 ,得 ;在图示 范围内为 。 振幅最小()需 ,得 ;在图示范围内为 。 故振幅最大的平衡位置为 ,振幅最小的平衡位置为 (图示 范围内)。