2023年高考物理真题（新课标）（解析版）下载

2023 年普通高等学校招生全国统一考试（新课标卷） 理科综合物理学科 1. 船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的（　　） A. 波速和波长均不同 C. 波长和周期均不同 【答案】A B. 频率和波速均不同 D. 周期和频率均不同 【解析】 【详解】声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空 v   f 气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系 可知，波长也不同。故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 2. 无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为 m 的雨滴在地面附近 以速率 v 下落高度 h 的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为 g）（　　） 1212mv2  mgh mv2  mgh A. 0 B. mgh C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得 mgh Wf  0 mgh 故雨滴克服空气阻力做功为 。故选 B。 3. 铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量 34 19 级为 10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量 ，元电荷 ）h  6.6310 Js e 1.6010 C（　　） A. 103Hz B. 106Hz C. 109Hz D. 1012Hz 【答案】C 【解析】 【详解】铯原子利用的两能极的能量差量级对应的能量为  105 eV 105 1.61019 J 1.61024 J ε  hν 由光子能量的表达式 可得，跃迁发射的光子的频率量级为 h1.61024   Hz  2.4109 Hz 6.631034 跃迁发射的光子的频率量级为 109Hz。故选 C。 4. 2023 年 5 月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约 5800kg 的物资进入距离地面约 400km（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接 后，这批物资（　　） A. 质量比静止在地面上时小 C. 所受地球引力比静止在地面上时大 【答案】D B. 所受合力比静止在地面上时小 D. 做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 【解析】 【详解】A．物体在低速（速度远小于光速）宏观条件下质量保持不变，即在空间站和地面质量相同，故 A 错误； BC．设空间站离地面的高度为 h，这批物质在地面上静止合力为零，在空间站所受合力为万有引力即 GMm F  2R  h 在地面受地球引力为 GMm R2 F  1F  F 因此有 ，故 BC 错误； 1D．物体绕地球做匀速圆周运动万有引力提供向心力 GMm r2  m2r 解得 GM r3   这批物质在空间站内的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，因此这批物质的角速度大于同步卫星的角速度， 同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，即这批物质的角速度大于地球自转的角速度，故 D 正确。 故选 D。 5. 一电子和一 α 粒子从铅盒上的小孔 O 竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕 P 上的 a 和 b 两 1点，a 点在小孔 O 的正上方，b 点在 a 点的右侧，如图所示。已知 α 粒子的速度约为电子速度的 ，铅盒 10 与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为（　　） A. 电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里 B. 电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外 C. 电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里 D. 电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外 【答案】C 【解析】 【详解】A．带电粒子在电场和磁场中运动，打到 a 点的粒子电场力和洛伦兹力平衡，当电场向左磁场垂直 直面向里时， 粒子受到向左的电场力和洛伦兹力，电子受到向右的电场力和洛伦兹力均不能满足受力平 衡打到 a 点，A 错误； B．电场方向向左，磁场方向向外，此时如果 粒子打在a 点则受到向左的电场力和向右的洛伦兹力平衡 qE = qvB 则电子向左的洛伦兹力大于向右的电场力向左偏转，同理如果电子打在 a 点，则 粒子向左的电场力大于 向右的洛伦兹力向左偏转，均不会打在 b 点，B 错误； CD．电场方向向右，磁场垂直纸面向里，如果 粒子打在a 点，即向右的电场力和向左的洛伦兹力平衡 qE = qvB 的电子向右 洛伦兹力大于向左的电场力向右偏转，同理如果电子打在a，则 粒子向右的电场力大于向左的 洛伦兹力向右偏转，均会打在 b 点；同理电场向右磁场垂直纸面向外时， 粒子受到向右的电场力和洛伦 兹力，电子受到向左的电场力和洛伦兹力不能受力平衡打到 a 点，故 C 正确 D 错误； 故选 C。 6. 使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的 N 极正对着乙的 S 极，甲的质量大于乙 的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻 （　　） A. 甲的速度大小比乙的大 B. 甲的动量大小比乙的小 C. 甲的动量大小与乙的相等 【答案】BD D. 甲和乙的动量之和不为零 【解析】 【详解】对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析，如图所示 A．根据牛顿第二定律有 F  m甲g a甲  a乙  m甲 F  m乙g m乙 由于 所以 m 甲 > m 乙 a 甲 < a 乙 由于两物体运动时间相同，且同时由静止释放，可得 v 甲 < v 乙 A 错误； BCD．对于整个系统而言，由于 μm 甲 g > μm 乙 g，合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左， 显然甲的动量大小比乙的小，BD 正确、C 错误。 故选 BD。 7. 一质量为 1kg 的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿 x 轴运动，出发点为 x 轴零点， 拉力做的功 W 与物体坐标 x 的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为 0.4，重力加速度大小取 10m/s2。下列说法正确的是（ ）A. 在 x = 1m 时，拉力的功率为 6W B. 在 x = 4m 时，物体的动能为 2J C. 从 x = 0 运动到 x = 2m，物体克服摩擦力做的功为 8J D. 从 x = 0 运动到 x = 4 的过程中，物体的动量最大为 2kg∙m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】由于拉力在水平方向，则拉力做的功为 W = Fx 可看出 W—x 图像的斜率代表拉力 F。 AB．在物体运动的过程中根据动能定理有 1W  mgx  mv2 2则 x = 1m 时物体的速度为 v1= 2m/s x = 1m 时，拉力 为W x F   6N 则此时拉力的功率 x = 4m 时物体的动能为 A 错误、B 正确； P = Fv1= 12W Ek= 2J C．从 x = 0 运动到 x = 2m，物体克服摩擦力做的功为 Wf= μmgx = 8J C 正确； D．根据 W—x 图像可知在 0—2m 的过程中 F1= 6N，2—4m 的过程中 F2= 3N，由于物体受到的摩擦力恒为 f = 4N，则物体在 x = 2m 处速度最大，且根据选项 AB 分析可知此时的速度 v2  8m/s 则从 x = 0 运动到 x = 4 的过程中，物体的动量最大为 p  mv  2 2kgm/s D 错误。 故选 BC 。8. 如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为 f、g、h 三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现 通过电阻丝对 f 中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（　　） A. h 中的气体内能增加 C. f 与 h 中的气体温度相等 【答案】AD B. f 与 g 中的气体温度相等 D. f 与 h 中的气体压强相等 【解析】 【详解】A．当电阻丝对 f 中的气体缓慢加热时，f 中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程 可知 f 中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓 慢向右推动左边活塞。故活塞对 h 中的气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，h 中的气体内 能增加，A 正确； B．未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹簧处于压 缩状态，对左边活塞分析 pf S  F弹  pgS 则pf  pg 分别对 f、g 内的气体分析，根据理想气体状态方程有 p0V0 pfVf T0 TfpgVg Tg p0V0 T0 V V 由题意可知，因弹簧被压缩，则 g ，联立可得 fT  Tg fB 错误； C．在达到稳定过程中 h 中的气体体积变小，压强变大，f 中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状 态，故稳定时 f、h 中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对 h 气体分析可知 p0V0 phVh T0 Th 联立可得 T  Th fC 错误； D．对弹簧、活塞及 g 中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，f 与 h 中的气体压强相等，D 正确。 故选 AD。 9. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯 泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。 （1）用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的___________（填“正极”或 “负极”）接触。 （2）某同学设计的实验电路如图（a）所示。先将电阻箱的阻值调为 R S11，将单刀双掷开关 与“ ”端相 接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关 S 再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况 可能是___________。（填正确答案标号） A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定 B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定 C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭 R (R  R ) （3）将电阻箱的阻值调为 ，再次将开关 S 与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情 221况。两次得到的电流 I 随时间 t 变化如图（b）中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为___________（填 “R1”或“R2”）时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的___________（填“电 压”或“电荷量”）。 R2 【答案】 【解析】 ①. 正极 ②. C ③. ④. 电荷量 【详解】（1）[1]多用电表红表笔流入电流，黑表笔流出电流，故电流表红表笔应该与电池的正极接触； （2）[2]电容器充电完成后，开始时两极板电量较多，电势差较大，当闭合“2”接入小灯泡，回路立即形成 电流，灯泡的迅速变量；随着时间的积累，两极板电量变少，电势差变小，流过灯泡的电流减小，直至两 极板电荷量为零不带电，则无电流流过小灯泡即熄灭，故选 C。 （3）[3]开始充电时两极板的不带电，两极板电势差为零，设电源内阻为 r，则开始充电时有 E  I R r R由图像可知开始充电时实线的电流较小，故电路中的电阻较大，因此电阻箱阻值为 ；2[4]图像的物理意义为充电过程中电流随时间的变化图线，故曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电 容器上的电荷量。 10. 一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测 砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为 ___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直 径为___________mm。 （2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点 O 处，摆线在角度盘上 所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在 O 点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为 5°时，实际摆角 ___________5°（填“大于”或“小于”）。 （3）某次实验所用单摆的摆线长度为 81.50cm，则摆长为___________cm。实验中观测到从摆球第 1 次经 过最低点到第 61 次经过最低点的时间间隔为 54.60s，则此单摆周期为___________s，该小组测得的重力加 速度大小为___________m/s2.（结果均保留 3 位有效数字，π2 取 9.870） 【 答 案 】 ①. 0.006##0.007##0.008 ④. 大于 ⑤. 82.5 ②. 20.034##20.033##20.035##20.032 ⑥. 1.82⑦. 9.83 ③. 20.027##20.028##20.029 【解析】 【详解】（1）[1]测量前测微螺杆与和测砧相触时，图（a）的示数为 d0  0mm  0.70.01mm  0.007mm [2]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm 的整数倍)加可动刻度（0.5mm 以下的小数）读数，图中读数为 d1  20mm  3.40.01mm  20.034mm 的[3]则摆球 直径为 d  d1  d0  20.027mm （2）[4]角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上 方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所 指的示数为 5°时，实际摆角大于 5°； （3）[5]单摆的摆线长度为 81.50 cm，则摆长为 d2.0027 2l  l0  81.50cm  cm  82.5cm 2结果保留三位有效数字，得摆长为 82.5cm； [6]一次全振动单摆经过最低点两次，故此单摆的周期为 2t 54.60 T  s 1.82s N30 lT  2 [7]由单摆的周期表达式 得，重力加速度 g4 2l g   9.83m/s2 T 2 11. 将扁平的石子向水面快速抛出，石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。要使石子 从水面跳起产生“水漂”效果，石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于 θ。为了观察到“水 漂”，一同学将一石子从距水面高度为 h 处水平抛出，抛出速度的最小值为多少？（不计石子在空中飞行 时的空气阻力，重力加速度大小为 g） 2gh 【答案】 tan 【解析】 【详解】石子做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有 2gh  vy2 可得落到水面上时的竖直速度 vy  2gh 由题意可知 vy v0  tan 即2gh v0  tan 2gh 石子抛出速度的最小值为 。tan 12. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两 板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴 a、b 在重力和空气阻力 v0 的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为 v0、 ；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达 4v0 到相同的速率 ，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成 2正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。 （1）求油滴 a 和油滴 b 的质量之比； （2）判断油滴 a 和油滴 b 所带电荷的正负，并求 a、b 所带电荷量的绝对值之比。 【答案】（1）8:1；（2）油滴 a 带负电，油滴 b 带正电；4:1 【解析】 【详解】（1）设油滴半径 r，密度为 ρ，则油滴质量 4m  r3 3则速率为 v 时受阻力 f  krv 则当油滴匀速下落时 mg  f 解得 可知 3kv r   v 4g rv0 a 2 1rbv0 4则ma r3 8amb r3 1bv0 （2）两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率 ，可知油滴a 做减速运动， 2油滴 b 做加速运动，可知油滴 a 带负电，油滴 b 带正电；当再次匀速下落时，对 a 由受力平衡可得 qa E  fa  ma g 其中 v0 12fa  ma g  ma g v0 2对 b 由受力平衡可得 fb  qb E  mb g 其中 v0 2fb  mb g  2mb g 1v0 4联立解得 qa ma 41qb 2mb 13. 一边长为 L、质量为 m 的正方形金属细框，每边电阻为 R0，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽 度为 2L 的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，两虚线为磁场边界，如图（a） 所示。 （1）使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平 行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。 （2）在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻 R1= 2R0，导轨电阻可忽 略，金属框置于导轨上，如图（b）所示。让金属框以与（1）中相同的初速度向右运动，进入磁场。运动 过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中，电阻 R1 产生的热量。 36B2L B4L 【答案】（1） ；（2） mR0 15mR02 【解析】 【详解】（1）金属框进入磁场过程中有 LtE  BL 则金属框进入磁场过程中流过回路的电荷量为 EBL2 q1  t  4R0 4R0 则金属框完全穿过磁场区域的过程中流过回路的电荷量为 BL2 q  2R0 且有 mv0 BqL  2 mv0 联立有 3B2L v0  mR0 （2）设金属框的初速度为 v0，则金属框进入磁场后的末速度为 v1，向右为正方向。由于导轨电阻可忽略， 此时金属框上下部分被短路，故电路中的总电 2R0  R0 5R0 R  R0  2R0  R0 3再根据动量定理有 32B2L  mv1  mv0 R总 解得 B2L 3v1    0 5mR0 则说明金属框还没有完全离开磁场就停止运动了，则根据能量守恒有 612B4L mv02  Q  2mR02 其中 62B4L QR  Q  15mR02 115