必刷卷02——【高考三轮冲刺】2023年高考物理考前20天冲刺必刷卷（全国甲卷专用）（原卷版+解析版）

绝密★启用前

2023年高考物理考前信息必刷卷02

（全国甲卷）（解析版）

全国高考物理试卷的试题题型式是5（单选题）＋3（多选题）＋2（实验题）＋2（计算题）+2（选修模块3-3、3-4），高考命题依然是“内容不超过范围，深度不超要求”，注重增强灵活性和创新性为支撑，把考查的重点放在学生思维品质和综合应用所学科知识解决问题能力上。

2022年全国甲卷物理试题依据高考课程标准，在具体情境中深化基础性，考查学生对规律本质的理解，预测2023年物理高考命题整体上稳中有进，在求进中回归基础，在基础中强化融合，在融合中中注重应用，在应用中力求创新。“板块模型”和“电磁综合”是多年来最高频的高考考题情景，本试卷的最后两道解答题以板块模型和电磁感应导轨模型为载体考查学生用物理知识解决综合问题的能力。

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

14．如图甲所示，水平桌面上有一算盘。中心带孔的相同算珠（可视为质点）可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数恒定，使用时发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。A、B相隔，B与上边框相隔，现用手指将A以某一初速度拨出，在方格纸中作出A、B运动的图像如图乙所示（实线代表A，虚线代表B）。忽略A、B碰撞的时间，g取，则下列说法中正确的是（　　）

A．算珠A、B均能回到自己的归零位

B．算珠A在碰撞前运动了

C．算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1

D．算珠A与算珠B在碰撞过程中机械能守恒

【答案】C

【解析】根据图乙可知，A拨出的初速度，A碰前与A、B碰后的速度分别为，，，，A碰前有，，解得，C正确；算珠A在碰撞前运动时间，B错误；碰后A、B减速至0的位移分别为 ，，可知，算珠A没有归零，B恰好归零，A错误；根据上述可知，碰前A、B总动能为，碰后A、B总动能为，可知，算珠A与算珠B在碰撞过程中机械能不守恒，D错误。故选C。

15．利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（　　）

A．甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2

B．乙图中图可求出物体的加速度大小为10m/s2

C．丙图中图可求出物体的加速度大小为4m/s2

D．丁图中a-t图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s

【答案】C

【解析】根据匀变速直线运动的位移时间关系有，结合图线可得，所以，故A错误；根据匀变速直线运动的速度位移关系有，结合图线可得，所以，故B错误；根据匀变速直线运动的位移时间关系，可得，结合图线可得，，所以

即加速度大小为4m/s2，故C正确；a-t图线与坐标轴围成的区域的面积表示物体速度的变化量，即，故D错误。故选C。

16．由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图（a）所示。其中，螺线管匝数为N，横截面积为；电容器两极板间距为d，极板面积为，板间介质为空气（可视为真空，介电常数为1）。螺线管外于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图（b）所示。一电荷量为q的颗粒在时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为g，静电力常量为k，电容器电容为。则（　　）

A．颗粒带正电

B．颗粒质量为

C．时间内，a点电势高于b点电势

D．电容器极板带电量大小为

【答案】D

【详解】由楞次定律可得，电容器上板带正电，下板带负电；对颗粒由平衡可知，颗粒带负电，故A错误；由法拉第电磁感应定律可得，由平衡可知，联立解得，故B错误；时间内，螺丝管中产生恒定的电动势，则电路中无电流，则ab两点电势相等，故C错误；电容器的电容为，两板间的电势差为，联立得电容器极板带电量大小为，故D正确。故选D。

17． Li（锂核）是不稳定的，一个静止的Li分裂时的核反应方程为Li―→He＋X＋γ，其中X的动量大小为p1，He的动量大小为p2，γ光子与He运动方向相同，普朗克常量为h，则（　　）

A．X是中子

B．X是电子

C．γ光子的波长为

D．γ光子的波长为

【答案】C

【解析】根据核反应方程质量数守恒和电荷数守恒可得，故X是质子，AB错误；设光子的动量为，取粒子运动方向为正方向，合动量为零，根据动量守恒定律可得，根据德布罗波长计算公式可得，解得，D错误，C正确。故选C。

18．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量．如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系．保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压．当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，为0，将该点作为位移的零点．在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表．下列说法中正确的是（    ）

A．在小范围内，霍尔电压的大小和坐标z成反比

B．测量某一位移时，只减小霍尔元件在y轴方向的尺寸，测量结果将偏大

C．其他条件相同的情况下，霍尔元件沿z轴方向的长度越小，霍尔电压越小

D．若霍尔元件中导电的载流子为电子，若测出霍尔元件的下表面电势高，说明元件的位置坐标

【答案】D

【解析】设自由电荷的定向移动速度为，单位体积内自由电荷数为，自由电荷的电荷量为，霍尔元件沿轴方向的长度为，沿轴方向的长度为，当霍尔元件在轴方向的上、下表面间产生的霍尔电压达到稳定时，则有，根据电流微观表达式可得，联立可得，由题意可知在小范围内，磁感应强度的大小和坐标成正比，则霍尔电压的大小和坐标z成正比；测量某一位移时，只减小霍尔元件在y轴方向的尺寸，测量结果保持不变；其他条件相同的情况下，霍尔元件沿轴方向的长度越小，霍尔电压越大；故ABC错误；若霍尔元件中导电的载流子为电子，若测出霍尔元件的下表面电势高，可知电子受到的洛伦兹力沿轴向上，根据左手定则可知，磁场方向沿轴负方向，故霍尔元件所处位置更靠近右侧极，说明元件的位置坐标，故D正确。故选D。

19．如图所示，某航天器围绕一颗行星做匀速圆周运动，航天器的轨道半径为R，环绕行星运动的周期为T，经过轨道上A点时发出了一束激光，与行星表面相切于B点，若测得激光束与轨道半径夹角为，引力常量为G，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（　　）

A．行星的质量为 B．行星表面的重力加速度为

C．行星的平均密度为 D．行星的第一宇宙速度为

【答案】BD

【解析】匀速圆周运动的周期为T，那么可以得到匀速圆周运动的线速度为，根据万有引力提供向心力，解得，故A错误；行星表面根据重力等于万有引力可知，联立解得，故B正确；体积为，所以平均密度为，故C错误；行星的第一宇宙速度为，故D正确。故选BD。

20．如图所示，两个完全相同的物块A和B（均可视为质点）放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连，两物块质量均为1kg。与圆心距离分别为和，其中且RA=1m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度绕轴OO′匀速转动时，绳中弹力与的变化关系如图所示，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．物块与圆盘间的动摩擦因数 

B．物块B与圆心距离

C．A受到的静摩擦力方向始终指向圆心 

D．当角速度为rad/s时，A恰好要相对圆盘发生滑动

【答案】BD

【解析】角速度较小时，物块各自受到的静摩擦力提供向心力，绳中无拉力，根据牛顿第二定律可得，因为，所以物块B与圆盘间的静摩擦力先达到最大值，随着角速度增大，轻绳出现拉力，拉力和最大静摩擦力的合力提供向心力，对物块B分析，则，结合图像可得，，故B正确，A错误；当A恰好要相对圆盘发生滑动时，其摩擦力为最大值，且方向沿半径向外，对A分析，根据牛顿第二定律可得到，此时对B分析

联立解得，故D正确；当时，绳子中拉力，随着角速度增大，拉力越大，则A所受的静摩擦力变小，当A所受的静摩擦力为0时，对A由牛顿第二定律有，对B有，联立解得，当，拉力增大，A要保持相对静止，则静摩擦力沿着半径向外，故C错误。故选BD。

21．离子推进器是利用电场将处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进的动力，其工作原理如图所示：进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中推进器获得恒定的推力。已知每个正离子质量为m，电荷量为q，单位时间内飘入的正离子数目为n，加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是（    ）

A．正离子经加速后由B处喷出形成的等效电流大小为

B．离子推进器获得的平均推力大小为

C．加速正离子束所消耗的功率

D．为提高能量的转换效率要使尽量大，可以使用比荷更小的正离子

【答案】CD

【解析】正离子经加速后由B处喷出形成的等效电流大小，A错误；电场对粒子加速有，根据动量定理有，其中，，整理得离子推进器获得的平均推力大小，B错误；加速正离子束所消耗的功率，C正确；根据以上分析可知，要使尽量大，可以用质量大、带电量小即比荷更小的离子作为推进器，D正确。故选CD。

二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题

22．（5分）某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计，其内部电路装置如图甲所示，使用的器材有：直流电源（，内阻不计）、毫安表（量程未知）、电阻箱R（最大阻值为）、热敏电阻一个、开关和、导线若干。

（1）为了确定毫安表的量程和内阻，先把电阻箱的阻值调到最大，然后将开关接至a端，闭合开关，逐渐调节电阻箱的阻值，发现当毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处，电阻箱的示数如图乙所示，此时电阻箱的阻值________。将电箱的阻值调为时，毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处，由此知毫安表的满偏电流________，内阻________。（后两问计算结果均保留两位有效数字）

（2）将开关接至b端，闭合开关，该温度计可开始工作，为了得到摄氏温度与电流之间的关系，该同学通过查阅资料，发现自己使用的热敏电阻为负温度系数热敏电阻，其阻值在测量范围（包括）内随摄氏温度的降低而线性增加，比例系数为，已知该电阻在时的阻值为，则该简易温度计所测摄氏温度t与电流I之间满足________（用E、k、、、I表示）。

【答案】 （1） 840.0     10     60   （2）

【解析】（1）电阻箱的阻值

[2][3]由闭合电路欧姆定律可得，

解得，

（2）热敏电阻的阻值

由闭合电路欧姆定律可得

解得

23．（10分）如图甲为桶装水电动抽水器，某兴趣小组利用平抛运动规律测量该抽水器的流量Q（单位时间流出水的体积）。

（1）如图乙，为了方便测量取下不锈钢出水管，用游标卡尺测量其外径D，读数为_____________mm；

（2）重新安装出水管如图甲，为了使水能够沿水平方向流出，下列哪种方法更合理_____________；

A．用力把出水管前端掰至水平

B．转动出水管至出水口水平

C．调整水桶的倾斜角度使出水口水平

（3）接通电源，待水流稳定后，用米尺测出管口到落点的高度差和管口到落点的水平距离；已知重力加速度，则水流速度v＝______m/s（保留两位有效数字）；

（4）已知出水管管壁的厚度为d，该抽水器的流量Q的表达式为_______（用物理量D、d、v表示），根据测得的流量可算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，可能的原因是______（写出一个原因）；

（5）抽水时若电机的输出功率恒定，当桶内水面降低时，抽水器的流量Q________（选填“不变”、“减小”或“增加”）。

【答案】 （1）7.0或7.1     （2）B    （3） 1.0m/s   （4）       测量h偏小（或者L偏⼤、D偏⼤、d偏⼩）    （5） 减⼩

【解析】（1）该游标卡尺为10分度，其精度为0.1mm，游标卡尺的读数为D=7mm+1×0.1mm=7.1mm。

（2）出水管可以旋转，比较方便地改变出水方向，因此可以转动出水管至出水口水平，故B正确，AC错误。

故选B。

（3）水的运动为平抛运动，竖直方向为自由落体运动

水平方向为匀速直线运动

解得水流速度

（4）出水管的半径为，该抽水器的流量，装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，从流量大小的相关量分析可能是测量h偏小或者L偏大、D偏大、d偏小等。

（5）抽水时若电机的输出功率恒定，单位时间内电机对水做功相同，当桶内水面降低时，水上升的高度变大，增加的重力势能增大，增加的动能减小，在出水口水的速度减小，所以抽水器的流量减小。

24．（12分）某水上滑梯的简化结构图如图所示。总质量为m的滑船（包括游客），从图甲所示倾角的光滑斜轨道上A点由静止开始下滑，到达B点时，进入一段与斜轨道相切的半径的光滑圆弧轨道BC，C点为与地面相切的圆弧轨道最低点，在C点时对轨道的压力为1.8mg，之后轨道扭曲（D与BC不在同一个竖直面内），划船从D点沿切线方向滑上如图乙所示的足够大光滑斜面abcd，速度方向与斜面水平底边ad成夹角。已知斜面abcd与水平面成角，最后滑船由斜面水平底边ad上的E点进入水平接收平台，已知DE长，g取10。求：

（1）A点距离地面高度H；

（2）滑船运动到D点的速度大小vD及从D点到E点的运动时间t。

【答案】（1）；（2），

【解析】（1）滑船从A点滑到C点时，由机械能守恒定律可知

在C点时由牛顿第二定律可得

解得

（2）滑船在斜面上做类平抛运动，在斜面上只受重力和斜面的支持力，则运动的加速度大小

沿斜面ab方向

沿斜面ad方向

以上三式联立得，

25．（20分）如图所示，光滑水平桌面上有U型金属导轨，导轨两平行边间距为，导轨电阻不计，质量为。电阻为的金属棒，置于金属导轨上，金属棒的长度也为L且与导轨间连接良好。匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的宽度均为，之间存在垂直于桌面竖直向下的匀强磁场，Ⅰ区域磁场的磁感应强度大小为。开始时，金属棒与Ⅰ区域右边界之间的距离为d，金属导轨的边与区域Ⅱ左边界之间的距离为s。现用水平向左大小为的恒力拉动金属导轨，开始时导轨与金属棒一起向左运动，金属棒在Ⅰ区域做匀速直线运动，金属棒离开Ⅰ区域时，金属导轨的边恰好匀速进入区域Ⅱ，且此时速度为金属棒的1.25倍，g取。求：

（1）s的大小；

（2）金属棒的质量及金属棒与导轨之间的动摩擦因数；

（3）Ⅱ区域磁场的磁感应强度的大小及导轨匀速运动的距离。

【答案】（1）；（2），0.8；（3），

【解析】（1）金属棒与导轨一起运动的匀加速过程，根据运动学公式

金属棒匀速，导轨匀加速的过程

又

解得

（2）金属棒与导轨一起运动过程，根据牛顿第二定律

根据运动学公式

金属棒匀速，导轨匀加速的过程对导轨

根据运动学公式

对金属棒

又

结合（1）中各式可得

联立解得

（3）金属棒进入Ⅱ区域后匀速运动时

解得

对金属棒

导轨匀速运动的距离

解得

因为，故所求成立。

（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

33．【物理—选修3-3】（15分）

（1）（5分）一定质量的理想气体从状态a开始，经过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为、、。以下判断正确的是（　　）

A．气体在状态a的体积大于状态b的体积

B．气体在过程中吸收的热量大于外界对气体所做的功

C．气体在状态c的体积是状态a的体积的2倍

D．气体在过程中放出的热量大于外界对气体所做的功

E．气体在过程中从外界吸收热量等于气体对外做的功

【答案】ADE

【解析】由图象可知，从a到b，根据气体状态方程，有，可知，故A正确；气体在过程中，温度升高，内能增加；体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知不能判断气体在过程中吸收的热量与外界对气体所做的功的大小关系，故B错误；从a到c，根据气体状态方程，有，可知，故C错误；气体在过程中，温度降低，内能减少；体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体在过程中放出的热量大于外界对气体所做的功，故D正确；气体在过程中，温度不变，内能不变，根据气体状态方程可知体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体在过程中从外界吸收热量等于气体对外做的功，故E正确。故选ADE。

（2）（10分）如图（a）为某种机械的新型减振器—氨气减振器，其结构如图（b），减振器中的活塞质量为，气缸内活塞的横截面积为。为了测量减震器的性能参数，将减震器竖直放置，给气缸内冲入氮气，当气压达到时，活塞下端恰被两边的卡环卡住，氮气气柱长度为且轻质弹簧恰好处于原长。不计活塞厚度和一切摩擦，气缸导热性良好，气缸内密闭的氮气视为理想气体，大气压强，重力加速度，环境温度不变。

（1）现用外力竖直向下压活塞，使活塞缓慢向下运动，当气缸内氮气的压强大小为时，活塞停止运动，求此过程中活塞下降的距离h；

（2）若在（1）的过程中，外力对活塞做的功为，过程结束时弹簧的弹性势能为，求此过程中氮气向外界放出的总热量。

【答案】（1）；（2）

【解析】（1）根据题意可知，气缸导热性良好，活塞缓慢向下运动，气缸内气体的温度不变，由玻意耳定律有

代入数据解得

则此过程中活塞下降的距离

（2）根据题意，由功能关系，对弹簧有

对活塞有

联立代入数据解得

则活塞对气缸内气体做功为

由热力学第一定律有

由于气体温度不变，内能不变，即

则

即过程中氮气向外界放出的总热量为。

34．【物理—选修3-4】（15分）

（1）（5分）某简谐横波在均匀介质中沿平面传播，波源位于O点，时刻波的圆形波面分布如图（a），其中实线表示波峰，虚线表示与波峰相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（b），规定z轴正方向垂直于平面向外。该波的波长为______m；该波从P点传播到Q点的时间为______s（可用根式表示）；M处质点起振后，内经过的路程为______cm。

【答案】     10          5

【解析】根据图（a）可知，相邻的波峰和波谷间距为，则波长。P点传播到Q点的距离为，根据图（b）可知该简谐波的周期为，则波速，该波从P点传播到Q点的时间为，根据图（b）可知内振动的周期数为，则经过的路程为。

（2）（10分）如图所示，半圆玻璃砖的半径，折射率为，直径EF与屏幕垂直并接触于F点。平行玻璃砖和半圆形玻璃砖材料相同，AB面与直径EF平行，EF与AB间距为，平行玻璃砖宽度为，BC面和屏幕接触，不考虑AB面和CD面对激光的反射，一细束激光a以入射角射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑。求两个光斑之间的距离L。

【答案】

【解析】由题意知光路图如图所示

EF面的反射光线射在光屏P点，EF面的折射角设为α，根据折射定律

解得

折射光线射入平行玻璃砖AB面，入射角为，根据折射定律

解得

同理CD界面的入射角为，折射角为，由图中几何关系可知

两光斑之间距离