2023全国乙卷理综物理高考真题-教师用卷

2023全国乙卷理综物理高考真题

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.  一同学将排球自点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球(    )

A. 上升时间等于下落时间 B. 被垫起后瞬间的速度最大
C. 达到最高点时加速度为零 D. 下落过程中做匀加速运动

【答案】B 

【解析】

【分析】此题考查竖直上抛运动的规律，关键是根据牛顿第二定律分析加速度大小，由位移公式分析时间关系，由外力做功判断机械能的变化。
【解答】
由题意，排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，则有，
由牛顿第二定律得：
上升过程有：，下降过程有：，可知：。
上升和下落过程位移大小相等，根据，得，A错误；整个过程中空气阻力一直做负功，小球机械能一直在减小，下降过程中的最低点的速度小于上升过程的最低点的速度，故排球被垫起时的速度最大，B正确；

达到最高点速度为零，空气阻力为零，此刻排球受重力作用，加速度为重力加速度，C错误；下落过程中，排球速度在变，所受空气阻力在变，故排球所受的合外力在变化，排球在下落过程中做变加速运动，D错误。故选B。

2.  小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

【答案】D 

【解析】小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故AB错误；小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。故选D。
 

3.  年月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在分钟内释放的能量量级为。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为光速为
 

A.  B.  C.  D.

【答案】C 

【解析】结合题意，根据质能方程  可得，每秒钟平均减少的质量为，

则每秒钟平均减少的质量量级为  。故选C。

4.  一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流随时间的变化分别如图和图所示，分析可知(    )
 

A. 图是用玻璃管获得的图像
B. 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动
C. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D. 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短

【答案】A 

【解析】强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动；而玻璃管中的磁体则一直做加速运动。由图像可知图的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确。
在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误。

在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误。

强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。

故选A。

5.  如图，一磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直于纸面平面向里，磁场右边界与轴垂直。一带电粒子由点沿轴正向入射到磁场中，在磁场另一侧的点射出，粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于轴的接收屏上的点； ，与屏的距离为，与轴的距离为。如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为的匀强电场，该粒子入射后则会沿轴到达接收屏。该粒子的比荷为(    )
 

A.  B.  C.  D.

【答案】A 

【解析】 
设粒子做圆周运动的半径为，
如图由几何关系可知，则，解得粒子做圆周运动的半径 ，
由粒子做圆周运动时有 

如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为的匀强电场，该粒子入射后则会沿轴到达接收屏，则有   

联立式可得。

故选A。

二、多选题（本大题共5小题，共28.0分）

6.  在点处固定一个正点电荷，点在点右上方。从点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。、是轨迹上的两点，，，则小球(    )
 

A. 在运动过程中，电势能先增加后减少
B. 在点的电势能大于在点的电势能
C. 在点的机械能等于在点的机械能
D. 从点运动到点的过程中，电场力始终不做功

【答案】BC 

【解析】

【分析】本题考查正点电荷的电场分布，负电荷在该电场中运动的电势能的变化
【解答】由题知，  ，  ，根据正点电荷的电势分布情况可知   
 ，则带负电的小球在运动过程中，由公式 可知，电势能先减小后增大，且    ，A错误、B正确；

C.带负电的小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，则小球的电势能和机械能之和不变，由能量守恒定律可知，带负电的小球在点的电势能等于在点的电势能，则带负电的小球在点的机械能等于在点的机械能，C正确；

D.根据带负电的小球运动轨迹可知，从点运动到的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。

故选：。

7.  黑箱外有编号为、、、的四个接线柱，接线柱和、和、和之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻和一个直流电源。测得接线柱之间的电压，，。符合上述测量结果的可能接法是(    )
 

A. 电源接在、之间，接在、之间
B. 电源接在 、之间，接在、之间
C. 电源接在、之间，接在、之间
D. 电源接在、之间，接在、之间

【答案】CD 

【解析】

【分析】本题考查了黑箱问题，涉及到串并联电路的特点，抓住各接线柱间的电压值是本题的关键。
【解答】
A.根据题意画出电路图，

分析可知 ，与题意不符，故A错误；

B.根据题意画出电路图，

分析可知 ，与题意不符，B错误；

C.根据题意画出电路图，

分析可知 ，，符合题意，故C正确；

D.根据题意画出电路图，

分析可知 ，，符合题意，D正确。

故选：。

8.  如图，一质量为、长为的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为的小物块可视为质点从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为，当物块从木板右端离开时(    )
 

A. 木板的动能一定等于 B. 木板的动能一定小于
C. 物块的动能一定大于 D. 物块的动能一定小于

【答案】BD 

【解析】

【分析】本题考查动能定理处理板块模型，注意位移关系。
【解答】当物块从木板右端离开时，根据动能定理，
对有：

对有：

其中：  

由于一定大于 ，则根据以上分析可知木板的动能一定小于，A错误、B正确；

根据以上分析，联立有：

则物块的动能一定小于  ，C错误、D正确。

故选：。

9.  对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是(    )

A. 等温增压后再等温膨胀 B. 等压膨胀后再等温压缩 C. 等容减压后再等压膨胀
D. 等容增压后再等压压缩 E. 等容增压后再等温膨胀 

【答案】ACD 

【解析】A.对于一定质量的理想气体，其内能由温度决定，等温增压和等温膨胀过程温度均保持不变，故内能不变，故A正确；

B.根据理想气体状态方程：，可知等压膨胀后气体温度升高，内能增大，等温压缩温度不变，内能不变，故末状态与初始状态相比内能增加，故B错误；

C.根据理想气体状态方程，可知等容减压过程温度降低，内能减小；等压膨胀过程温度升高，末状态的温度有可能和初状态的温度相等，内能相等，故C正确；

D.根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等压压缩过程温度降低，末状态的温度有可能和初状态的温度相等，内能相等，故D正确；

E.根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等温膨胀过程温度不变，故末状态的内能大于初状态的内能，故E错误。

10.  一列简谐横波沿轴传播，图是时刻的波形图；是介质中位于处的质点，其振动图像如图所示。下列说法正确的是(    )

A. 波速为
B. 波向左传播
C. 波的振幅是
D. 处的质点在时位于平衡位置
E. 质点在时间内运动的路程为

【答案】ABE 

【解析】

【分析】
本题主要考查波动图像与振动图像综合，属于基础性考察，把握基础知识即可，难度不大；
【解答】
A.由图可知波长为，由图可知波的周期为，则波速为；故A正确；

B.由图乙可知时，点向下运动，则对比图，可知点后续运动跟随右侧质点，则波向左传播，故B正确；

C.由图可知该波的振幅为，故C错误；

根据图可知时处的质点位于波谷处，由于；可知在时质点位于波峰处；则D错误，质点运动的路程为，故E正确；

故选：。

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11.  在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：

用图钉将白纸固定在水平木板上。

将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并___________。多选，填正确答案标号

A.用刻度尺量出橡皮条的长度

B.用刻度尺量出两细线的长度

C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置

D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向

撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到_________，由测力计的示数得到拉力的大小，沿细线标记此时的方向。

选择合适标度，由步骤的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图，得出合力的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力的图示。

比较和的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

【答案】；  相同位置；大小和方向 

【解析】

【分析】本实验的目的是“验证力的平行四边形定则”，主要抓住实验原理和方法进行操作，基础实验。
【解答】根据规范操作得到小圆环停止时两个测力计的示数  和  的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。

故选：。

本实验采用的是等效替代法，所以撤掉一个测力计，需用另一个测力计把小圆环拉到相同位置；

比较  和  的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
故答案为：；  相同位置；大小和方向

12.  一学生小组测量某金属丝阻值约十几欧姆的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源、电压表内阻非常大、定值电阻阻值、滑动变阻器、待测金属丝、单刀双掷开关、开关、导线若干。图是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：

实验时，先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大，闭合

将与端相连，适当减小滑动变阻器接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将与端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流_______，金属丝的电阻_____结果均用、、表示

继续微调，重复的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：

利用上述数据，得到金属丝的电阻。

用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图所示，该读数为______。多次测量后，得到直径的平均值恰与相等。

由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______。保留位有效数字
 

【答案】    ； ；； 

【解析】根据题意可知，  两端的电压为：

则流过  即流过待测金属丝的电流：

金属丝的电阻：

联立可得：

螺旋测微器的读数为：

根据电阻定律：

又：

代入数据联立解得：

四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

13.  如图，等边三角形位于竖直平面内，边水平，顶点在边上方，个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知边中点处的电场强度方向竖直向下，边中点处的电场强度方向竖直向上，点处点电荷的电荷量的绝对值为，求

点处点电荷的电荷量的绝对值并判断个点电荷的正负；

点处点电荷的电荷量。

【答案】由于点电场强度竖直向下，则、两点的电荷在点的电场强度大小相等，方向相反，即、为等量同种电荷，故点处点电荷的电荷量的绝对值为。
根据场强的叠加原理，所以点电荷在点的电场强度竖直向下，故为正电荷。又由于  点电场强度竖直向上，可得  处电荷在  点的场强垂直沿连线向右上，如图所示

可知处电荷为正电荷，所以、、均为正电荷。

如图所示，设、处点电荷在点产生合场强为

由几何关系

即

其中

解得

【解析】见解析
 

14.  如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为，圆管长度为。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为。求

第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；

在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；

圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。

【答案】小球释放后做自由落体运动，下降高度 时的速度为，由自由落体运动规律

解得

小球与静止圆盘发生弹性碰撞，小球与静止圆盘碰前，速度为，碰后小球速度为，圆盘速度为，设竖直向下为正方向，根据动量守恒定律和机械守恒定律有

 

解得，

即小球碰后速度大小为  ，方向竖直向上，圆盘速度大小为  ，方向竖直向下；

第一次碰后，小球做竖直上抛运动，圆盘摩擦力与重力平衡，做匀速直线运动，分析可知，在第一次碰撞到第二次碰撞之间，当二者速度相同时，小球与圆盘间的最远距离，设此过程运动的时间为，可得

解得

根据运动学公式可得在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离为

第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者运动的位移相等，则有
 

即

解得

此时小球的速度

圆盘的速度仍为  ，这段时间内圆盘下降的位移

之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒

根据机械能守恒

联立解得，

同理可得当位移相等时，，
解得

圆盘向下运动

此时圆盘距下端关口，之后二者第三次发生碰撞，碰前小球的速度

有动量守恒

机械能守恒

得碰后小球速度为

圆盘速度

当二者即将四次碰撞时 

即

得

在这段时间内，圆盘向下移动

此时圆盘距离下端管口长度为 

此时可得出圆盘每次碰后到下一次碰前，下降距离逐次增加，故若发生下一次碰撞，
圆盘将向下移动 

则第四次碰撞后落出管口外，因此圆盘在管内运动的过程中，小球与圆盘的碰撞次数为次。

【解析】见答案
 

15.  如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为的、两段细管组成，管的内径是管的倍，管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为。现将玻璃管倒置使管在上方，平衡后，管内的空气柱长度改变。求管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。气体温度保持不变，以为压强单位 
 

【答案】设管在上方时上部分气压为，则此时下方气压为，此时有

倒置后管气体压强变小，即空气柱长度增加，管中水银柱减小，又因为
，

可知管水银柱增加，空气柱减小；设此时两管的压强分别为  、  ，所以有

倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对管有

对管有

其中
 

联立以上各式解得，，

【解析】本题考查理想气体方程的理解与应用。
 

16.  如图，一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形，，边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于方向经边上的点射入棱镜，若这束光被边反射后恰好射向顶点，求点到点的距离。

 

【答案】由题意可知做出光路图如图所示

光线垂直于方向射入，根据几何关系可知入射角为；由于棱镜折射率为  ，
根据折射定律：

解得：

则折射角为；  ，因为  ，
所以光在面的入射角为：

根据反射定律：

根据几何关系可知  ，即  为等腰三角形，则根据正弦定理可得：

又因为  与  相似，故有

由题知

联立可得

所以到点的距离为

【解析】解决该题的关键是根据题意能够正确作出光路图，将物理学光的折射定律、反射定律与数学中的几何知识相结合，从而解决相关问题。
本题的难点是灵活运用几何规律，先根据折射定律、反射定律求解出折射角，根据反射定律求出，再根据几何关系利用正弦定理与相似三角形求解点到点的距离。