真题重组卷04——2023年高考物理真题汇编重组卷（山东专用）

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冲刺2023高考物理真题重组卷04
物理（山东专用）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。）
1．（2022·山东·高考真题）碘125衰变时产生射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】设刚植入时碘的质量为，经过180天后的质量为m，根据

代入数据解得

故选B。
2．（2023·吉林·统考三模）如图所示，直角三角形ABC为固定的玻璃三棱镜的截面，∠ACB=90°，∠A=37°，P是AB面上的一点。由a、b两种单色光组成的一束光射向P点，入射光与AB面的夹角θ=53°时，a、b光均从AC边射出，逐渐增大θ角，当θ=90°时，恰好只有b光从AC边射出。sin53°=0.8，sin37°=0.6，则下面选项正确的是（　　）

A．a光的频率小于b光的频率
B．在棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．棱镜对a光的折射率为
D．用同一台双缝干涉器材做实验，a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距
【答案】C
【解析】C．当a光恰好发生全反射时，光路图如图所示

由几何关系可知，a光发生全反射时的临界角为37°，所以

故C正确；
A．a光发生全反射时，b光从AC边射出，说明棱镜对a光的折射率大于b光，所以a光的频率大于b光的频率，故A错误；
B．根据公式

a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的传播速度小于b光的传播速度，故B错误；
D．由于a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的波长小于b光的波长，根据公式

可知，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，故D错误。
故选C。
3．（2021·山东·高考真题）如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（　　）

A．内能减少
B．对外界做正功
C．增加的内能大于吸收的热量
D．增加的内能等于吸收的热量
【答案】B
【解析】A．由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内温度升高，内能增加，A错误；
B．在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程

气体体积膨胀，对外界做正功，B正确；
CD．由AB分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律

由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，CD错误。
故选B。
4．（2023·北京西城·统考一模）如图1，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．如图2，原线圈与交流电源连接，副线圈与负载R连接．已知，原、副线圈的匝数分别为、，原线圈的输入功率为、电压为、电流为、频率为，副线圈的输出功率为、电压为、电流为、频率为．下列说法正确的是（　　）

A．若变压器为理想变压器，且，则，
B．若变压器为理想变压器，且，则，
C．若仅考虑产生的磁场不能完全局限在铁芯内，则
D．若仅考虑变压器线圈通过电流时会发热，则
【答案】C
【解析】AB．若变压器为理想变压器，且，则根据

可知

若

根据

可知

由于原线圈的电流变化频率决定了铁芯中磁场的变化频率；磁场的变化频率决定了副线圈的电流变化频率，所以原、副线圈中的交流电频率一定相等，故AB错误；
C．若仅考虑产生的磁场不能完全局限在铁芯内，变压器中存在漏磁损耗，故原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率，故C正确；
D．若仅考虑变压器线圈通过电流时会发热，则

即

故D错误。
故选C。
5．（2022·山东·高考真题）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（    ）

A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】地球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律得

解得

根据题意可知，卫星的运行周期为

根据牛顿第二定律，万有引力提供卫星运动的向心力，则有

联立解得

故选C。
6．（2023·辽宁大连·校考模拟预测）质量为m的物块在水平向右，大小为F的恒力作用下由静止开始沿粗糙水平地面向右运动.物块与地面之间动摩擦因数为μ，与挡板碰撞时间为，碰后反弹速率为碰前速率的，零时刻物块与右侧固定挡板P之间距离为d，与挡板碰撞期间不考虑地面的摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．物块与挡板第一次碰撞时的速度大小为
B．物块第一次向右匀加速运动的时间为
C．物块第一次被挡板反弹的速度大小为
D．物块第一次与挡板碰撞，挡板对物块的平均作用力大小为
【答案】D
【解析】A．物块在恒力F作用下，由静止向右做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有

由运动学公式有

解得

故A错误；
B．设物块第一次向右匀加速运动的时间为t，由运动学公式有

解得

故B错误；
C．根据题意，知物块第一次被挡板反弹的速度大小为

故C错误；
D．取水平向左为正方向，物块与挡板首次碰撞过程，由动量定理得

解得挡板对物块的平均作用力大小为

故D正确。
故选D。
7．（2021·山东·高考真题）迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为f的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为H，导体绳长为，地球半径为R，质量为M，轨道处磁感应强度大小为B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响。据此可得，电池电动势为（　　）

A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】根据

可得卫星做圆周运动的线速度

根据右手定则可知，导体绳产生的感应电动势相当于上端为正极的电源，其大小为

因导线绳所受阻力f与安培力F平衡，则安培力与速度方向相同，可知导线绳中的电流方向向下，即电池电动势大于导线绳切割磁感线产生的电动势 ，可得

解得

故选A。
8．（2023·山东·模拟预测）如图所示，真空中有一边长为10 cm的立方体。空间存在一匀强电场，已知A点电势为0，三点电势均为1 V，下列判断正确的是（　　）

A．匀强电场的场强大小为，方向由指向A
B．匀强电场的场强大小为，方向由指向A
C．电子在C点的电势能为
D．电子沿直线由A点到C点电场力做负功
【答案】B
【解析】AB．三点电势相等，在同一等势面上，由电场方向和等势面垂直且由高电势指向低电势可知，电场方向由指向A，由几何知识可得，在中，和AD的夹角余弦值

由

得，电场强度

故A错误，B正确；
C．由几何知识可得

与AC的夹角余弦值

由

可得

电子电荷量为，电子在C点的电势能

故C错误；
D．电子沿直线由A点到C点电场力做正功，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．（2022·山东·高考真题）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】AC
【解析】由O点的振动图像可知，周期为T=12s，设原点处的质点的振动方程为

则

解得

在t=7s时刻

因

则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示。
故选AC。
10．（2023·全国·模拟预测）将一根绝缘细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和小灯泡构成闭合回路，线圈内部存在一方向垂直纸面向里的均匀磁场，已知小灯泡的电阻为R，细导线的电阻为r，矩形的面积为，小圆的面积为，磁感应强度大小随时间变化的规律为，和k均为大于零的常量，下列说法正确的是（　　）

A．通过灯泡的电流由a流向b
B．闭合回路中的感应电动势为
C．通过小灯泡的电流大小为
D．小灯泡两端的电压为
【答案】AC
【解析】A．由磁感应强度的变化规律可知，闭合回路中的磁感应强度向内，磁通量增加，由楞次定律可知，通过小灯泡的电流由a流向b，A正确；
B．矩形线圈产生的感应电动势为

小圆线圈产生的感应电动势为

由楞次定律可知，两部分线圈产生的感应电动势方向相同，所以总电动势为

B错误；
C．通过小灯泡的电流大小为

C正确；
D．通过小灯泡的电流是恒定电流，小灯泡两端的电压为

D错误。
故选AC。
11．（2020·山东·高考真题）截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光线。下列说法正确的是（　　）

A．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
C．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将增大
D．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小
【答案】AC
【解析】AB．由题可知

可知临界角为45o，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在 平面上有一半的面积有光线射出，A正确，B错误；

C．由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小，，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正确，D错误。
故选AC。
12．（2023·内蒙古·统考一模）如图，半径相同的三个圆形相切于P、M、N三点，三个圆形区域的圆心分别为、、，三个区域内有方向相同、大小分别为、、的匀强磁场，带负电粒子以平行于、方向以某速度从圆形磁场边缘对准圆心射入磁场中，恰好分别通过P点和M点而进入第二个和第三个圆形磁场区域，从第三个圆形磁场区域射出后粒子又恰好通过三角形、、的几何中心O点。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A．若粒子质量m，电荷，初速度，则其在第二个区域做圆周运动轨迹半径
B．三个区域磁感强度
C．粒子在三个区域中做圆周运动时间之比
D．粒子在三个区域中做圆周运动向心加速度之比
【答案】BC
【解析】A．粒子在磁场中做圆周运动，速度大小不变，在第二个区域中，根据

解得

故A错误；
B．设圆的半径为，粒子射入第一个圆形磁场后，从P点射入第二个圆形磁场，粒子在磁场中转过的角度为，其半径

同理可得，粒子在第二个圆形磁场中转过的角度为，其半径

粒子从M点射入第三个圆形磁场中，射出时恰好过三角形的几何中心O点，则粒子在第三个圆形磁场中转过的角度为，其半径

根据

可得

三个区域磁感强度之比

故B正确；
C．粒子运动的周期为

粒子在磁场中运动时间

联立可得



结合B选项分析可得

故C正确；
D．向心加速度

可得粒子在三个区域中做圆周运动向心加速度之比

故D错误。
故选BC。
三、非选择题：(共5题，共60分。其中第15题--第18题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。)
13．（2022·山东·高考真题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。

回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：
（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。
（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。
（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。
【答案】     12     0.20     0.13
【解析】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有
Äx = 5.00cm，F = 0.610N
根据胡克定律

计算出
k ≈ 12N/m
（2）[2]根据牛顿第二定律有
F = ma
则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有

则滑块与加速度传感器的总质量为
m = 0.20kg
（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有

则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为
m′ ≈0.33kg
则待测物体的质量为
Äm = m′ - m = 0.13kg
14．（2023·重庆·统考二模）2022年南京工业大学科研团队在光伏电池领域的研究成果已发表于国际顶级学术期刊《Nature》。光伏电池是通过电池组件将光能直接转变为电能的装置，如图甲。某研究小组取了一片光伏电池板来探究其发电性能，设计了如图乙的实验电路。主要实验步骤如下：

（1）按电路图连接好实验器材；
（2）用强度为的光照射该电池，闭合开关S，多次调节滑动变阻器R，读出多组电压表、电流表的示数；
（3）根据读出的电压、电流示数描绘出该电池的图像如图丙，其中曲线①、曲线②一条为实验数据曲线，一条为理论曲线（即所有电表当作理想电表处理），则实验数据曲线为______（选填“①”或“②”）；
（4）由图丙知，当滑动变阻器的滑片P由b向a移动时，该电池的内阻随电流的变化大致趋势是______；


（5）保持光照强度不变，将该电池与的定值电阻连接，通过图丙中实验数据可得此时该电池的电动势______V，内阻______。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ① 电流增大，电池的内阻变大 2.70 6.25
【解析】（1）[1]根据图乙可知，实验的系统误差在于电流表的分压，若将电流表与电源等效为一个电源，则电压表的测量值实际是等效电源的路端电压，电流表的测量值实际是通过等效电源的干路电流，即利用图像测得的内阻为等效电源的内阻，即为电源内阻与电流表内阻之和，即内阻的测量值大于真实值，在图像中，图线某点切线斜率的绝对值表示内阻大小，根据上述可知对于相同的电流，即理论曲线的切线比实验数据曲线的切线平缓一些，则由图丙可知，曲线①陡峭一些，为实验数据曲线、曲线②平缓一些，为理论曲线，即实验数据曲线为①。
（2）[2]当当滑动变阻器的滑片P由b向a移动时，接入电阻减小，电流增大，图像切线的斜率的绝对值越来越大，即电源内阻变大，可知当滑动变阻器的滑片P由b向a移动时，该电池的内阻随电流的变化大致趋势是电流增大，电池的内阻变大。
（3）[3]根据

可知，图线与U轴的截距表示电动势，即有

[4]在图中作出定值电阻的图像如图所示


根据图像可知，此时定值电阻的图像与实验数据曲线①交点坐标为（240mA，1.2V），根据

解得

15．（2022·山东·高考真题）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量Dm；
（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。

【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为，有

且此时B室内气体体积为V，质量为m，则

鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有

联立解得需从A室充入B室的气体质量

（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为
，
由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内气体温度不变，若，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有

则此时B室内气体质量

若，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有

则此时B室内气体质量

16．（2023·江西·统考二模）足够宽的泳池中装有折射率为的均匀液体，池底放有足够大的反光平面镜。池水深度，在泳池中间某处有一静止的点光源S，点光源可以向各个方向移动。初始时刻，在液面上观察到面积为27π的圆形光斑。（不考虑光线射向泳池侧壁反射、折射后的反射情况）
（I）求点光源S的初始位置离池底高度h；
（II）让点光源S向某个方向匀速移动，发现光斑最右侧边沿B位置不动，最左侧边沿A向右以速度移动，侧面图如图所示，求点光源S移动的速度大小和方向。

【答案】（I）1m；（II）0.1m/s，方向与池底成30°斜向右下(方向大体上说对即可)
【解析】（I）根据可得

最边沿应为射向镜面反射后到水面全反射位置。则有

解得

又

可得
h=1m
（II）若保持B位置不动，左侧边沿向右运动，则光源S应沿着光路斜向下运动。设时间Δt，最左边沿移动距离

根据几何关系可知光源移动的距离

则移动速度为

得

方向与池底成30°斜向右下(方向大体上说对即可)。
17．（2020·山东·高考真题）单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求：
(1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；
(2)M、N之间的距离L。

【答案】(1)4.8 m；(2)12 m
【解析】(1)在M点，设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分速度为v1，由运动的合成与分解规律得
            ①
设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1，由牛顿第二定律得
mgcos17.2°=ma1            ②
由运动学公式得
            ③
联立①②③式，代入数据得
d=4.8 m            ④
(2)在M点，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2，由运动的合成与分解规得
v2=vMcos72.8°        ⑤
设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2，由牛顿第二定律得
mgsin17.2°=ma2            ⑥
设腾空时间为t，由运动学公式得
            ⑦
            ⑧
联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得
L=12 m            ⑨
18．（2023·重庆·统考二模）离子注入是芯片制造中一道重要工序，如图是其工作示意图，离子源发出质量为m的离子沿水平方向进入速度选择器，然后从M点进入磁分析器（截面为内外半径分别为和的四分之一圆环），从N点射出，M、N分别为磁分析器边界和边界的中点，接着从棱长为L的正方体偏转系统上表面中心沿竖直注入，偏转后落在与偏转系统底面平行的距离为的水平面晶圆上（O为坐标原点）。已知各器件的电场强度均为E，磁感应强度均为B，偏转系统中的电场、磁场方向与晶圆面x轴正方向同向。不计离子重力，打在晶圆上的离子，经过偏转系统的角度都很小。当很小时，有。求：
（1）离子通过速度选择器后的速度大小v及磁分析器选择出来离子的电荷量；
（2）偏转系统仅加电场时，离子在穿出偏转系统整个过程中电势能的变化量；
（3）偏转系统仅加磁场时，离子注入晶圆的位置坐标（用、及L表示）。

【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）粒子通过速度选择器时，根据平衡条件，有

可得离子速度为

从磁分析器中心孔N射出离子的运动半径为

根据洛伦兹力提供向心力

可得

（2）经过电场后，粒子在x方向偏转的距离为

加速度为

运动时间

解得

离子在穿出偏转系统整个过程中电势能的变化量为

（3）偏转系统仅加磁场时，离子沿y轴正方向偏转，则有
x=0
作出粒子在偏转系统中的轨迹如图所示

根据几何关系有
，
当很小时，有
，
解得

即离子注入晶圆的位置坐标为。