2023全国甲卷理综物理高考真题-教师用卷

这是一份2023全国甲卷理综物理高考真题-教师用卷，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2023全国甲卷理综物理高考真题题号一二三四总分得分     一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）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】B 【解析】【分析】本题主要考查平抛运动过程中的物理量变化
【解答】忽略空气阻力和转动的影响，铅球只受重力的作用，在平抛运动过程中机械能守恒，A错误；做平抛运动的铅球在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动，其加速度恒为重力加速度，B正确；由运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，、D错误。
故选：。  2.  在下列两个核反应方程中，，和代表两种不同的原子核，以和分别表示的电荷数和质量数，则(    )A. ， B. ， C. ， D. ，【答案】D 【解析】【分析】本题主要考查核反应中的守恒问题。
【解答】设的质量数和电荷数分别为和，则核反应方程为、，根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，由第一个核反应方程可得，；由第二个核反应方程可得，。联立解得，。
故选：。  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。在下列小车位移与时间的关系曲线中，可能正确的是(    )A.  B.
C.  D. 【答案】D 【解析】【分析】本题主要考查匀变速运动中的图像问题。
【解答】小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，即小车的速度先增大后减小。因为图像的斜率表示速度，所以在时间内图像的斜率变大，时间内图像的斜率变小，时刻速度降为零，所以图像的斜率为零。故ABC错误，D正确。故选：   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次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则等于(    )A.  B.  C.  D. 【答案】C 【解析】【分析】
本题主要考察圆周运动规律公式的灵活运用，基础性考查，重点把握向心力与周期公式即可；
【解答】
质点做匀速圆周运动，故其合力等于向心力，则有
 运动周期与轨道半径成反比，则有
其中为比例常数联立可得则故选：。  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】A 【解析】【分析】本题主要考查电子在电场中的运动。
【解答】电子在前半场，所受的电场力可分解为沿电场轴线方向的分力和垂直于电场轴线且指向电场轴线的分力，沿电场方向的分力使沿轴线加速，垂直于电场方向的力使电子向轴线靠拢。电子在后半场，所受的电场力可分解为沿电场轴线方向的分力和垂直于电场轴线且背离电场轴线的分力。因电子在后半场的速度比前半场大得多，故电子在后半场获得了远离轴线的能量比前半场获得的靠近轴线的能量小得多。因此，电子向轴线靠拢，整个电场起聚集作用。
选项，电子的轨迹完全符合电场的特点，A正确。
选项，电子在后半场没有表现出所受的远离轴线的力，以此可排除选项。
选项，电子在前半场没有表现出向轴线靠拢，以此可排除选项。
选项，电子在后半场没有表现出所受的远离轴线的力，以此可排除选项。
综上，本题选：。  二、多选题（本大题共5小题，共28.0分）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和。甲、乙两物体运动后，所受拉力与其加速度的关系图线如图所示。由图可知(    )
 A.  B.  C.  D. 【答案】BC 【解析】【分析】本题主要考查牛顿第二定律和滑动摩擦力及从图像中获取信息的能力，属于基础题。
【解答】对物体受力分析，结合牛顿第二定律可得：则有：可知图像的斜率代表物体的质量
根据图像可知：，A错误，B正确。
根据可知，图像与纵轴的截距为，根据图像可知：
又因为，所以D错误，C正确。故选：。  7.  光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上点开有一个小孔，过的横截面是以为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从点沿射入，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
B. 最少经次碰撞，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的连线【答案】BD 【解析】假设粒子带负电，如下图所示为粒子从点射入后到第一次与圆筒发生碰撞的运动轨迹，  为圆周运动轨迹的圆心，点为第一次的碰撞位置。根据几何关系可知    ，即粒子到达点时的速度方向与过点的切线垂直，所以碰撞前粒子的速度在碰撞点的切线方向的分量为零，又因为法线方向的速度分量大小不变，方向相反，所以在点碰撞后的速度方向沿着方向，速度大小不变，以此类推，接下来粒子与圆筒碰撞后的速度方向都沿着碰撞点与点的连线方向，即平行于碰撞点与圆心的连线，故D正确；假设粒子的运动轨迹通过点，则碰撞点与的连线为轨迹上的弦，而碰撞点与点的连线方向又为粒子在碰撞点的速度方向，所以不符合曲线运动的速度特征，故A错误。
 根据题意可知，粒子在磁场中每段运动轨迹的圆心的连线所构成的多边形应该是以圆筒为内接圆的多边形，若碰撞次数越少，则多边形的边数越少，最少的情况为三角形，每条边与圆筒相切的位置为碰撞点，即粒子与圆筒碰撞次，所以B正确。 若粒子速度越大，则粒子做圆周运动的半径越大，粒子与圆筒碰撞的次数可能会增多，粒子运动时间不一定越少，所以 C错误。故选：。
 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匝均匀分布，下部的匝也均匀分布，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随时间的变化如图所示。则(    )
 A. 小磁体在玻璃管内下降速度越来越快
B. 下落过程中，小磁体的极、极上下顺倒了次
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】AD 【解析】【分析】
本题考查法拉第电磁感应定律的综合理解，重点考查学生图像信息的提取能力与运动过程的推理能力；
【解答】
由法拉第电磁感应定律可知感应电动势，线圈电流
A.由电流时间图像可知，电流的峰值越来越大，则线圈磁通量变化率越来越大，即小磁铁在依次穿过每个线圈的过程中速度越来越大，A正确；B.由电流时间图像可知，强磁体穿过每匝线圈产生电流过程中，均先产生正方向电流后突变为反方向电流，且该过程正反方向峰值基本相等，假设强磁体是极向下穿过线圈，则在靠近每匝线圈的过程中线圈磁通量向下增加，线圈产生逆时针的电流，强磁体恰好穿过每匝线圈时电流达到峰值，而在穿出远离每匝线圈的过程中线圈磁通量向下减少，线圈产生顺时针的电流即电流方向相反与题干电流时间图像电流方向变化相符，极向下同理，故下落过程中，小磁体的极、极未发生方向转变，B错误；C.由题可知，下落过程中，小磁体受到的电磁阻力来源于线圈产生的感应电流周围的磁场与其相互作用，由电流时间图像可知，产生的感应电流一直变化，且峰值越来越大，故线圈中电流产生的磁场也一直变化，且峰值在逐渐变大，故小磁体受到的电磁阻力也一直变化，且受到阻力的过程中，阻力最大值在逐渐增大，故C错误；
D.由图像可知电流的峰值后三个明显大于前五个，故与上部相比，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，D正确。故选：。  9.  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】ABD 【解析】【分析】本题考查热力学第一定律的理解，属于基础题。
【解答】、理想气体的温度升高，则内能增大，体积不变则气体做功为零，根据热力学第一定律可得气体吸收热量，A正确；
B、理想气体的温度降低则内能减小，体积减小则外界对气体做功，根据热力学第一定律可得气体对外放热，B正确；
C、理想气体的温度升高则内能增大，体积减小则外界对气体做功，根据热力学第一定律可得吸收的热量可能为零，即没有热量的交换，C错误；
D、理想气体的温度不变则内能不变，体积增大则气体对外界做功，根据热力学第一定律可得气体吸收的热量，D正确；
E、理想气体的温度降低则内能减小，体积增大则气体对外界做功，根据热力学第一定律可得吸收的热量可能为零，即没有热量的交换，E错误；
故选：。  10.  等腰三角形为一棱镜的横截面，；一平行于边的细光束从边射入棱镜，在边反射后从边射出，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. 在棱镜内边反射时的入射角，甲光比乙光的大【答案】ACE 【解析】【分析】本题考查不同光在棱镜中的折射问题
【解答】由题图，根据光的折射定律和反射定律作出光路图 由光路图可知，入射角相同，甲光的折射角比乙光的大，根据折射定律可知甲光的折射率比乙光的小，则甲光的频率比乙光的低，根据可知，甲光的波长比乙光的长，A正确、BD错误；C.因为甲光的折射率比乙光的小，根据  可知在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，C正确；E.根据上面作出的光路图，可知光在棱镜内边反射时的入射角，甲光的入射角比乙光的入射角大，E正确。故选：。  三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）11.  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。实验中有图和两个电路图供选择。(    )
实验中得到的电流和电压的关系曲线如图所示，该同学选择的电路图是图__________填“”或“”。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】； 【解析】【分析】本题主要考查小灯泡的伏安特性实验，掌握电流表内接外接的电路选择原理。
【解答】电压表内阻约为，电流表内阻约为，，小灯泡的电阻约为，则电流表应采用外接法，则选图。若选用另一个电路图即图实验，会有(    )分别代入电流、、，可求出对应的电压应为、、，描点连线如图。  12.  某同学利用如图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所示。已知打出图中相邻两个计数点的时间间隔均为，以打出点时小车位置为初始位置，将打出、、、、各点时小车的位移填到表中，小车发生应位移所用时间和平均速度分别为和。表中__________，__________。位移区间根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图所示。题卡上的图中补全实验点。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__________，__________。结果均保留位有效数字根据中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出点时小车速度大小__________，小车的加速度大小__________。结果用字母、表示 【答案】；

均可      均可
； 【解析】【分析】
本题主要考查匀变速实验的理解及数据处理，把握教材实验基础，灵活处理公式转换即可；
【解答】根据纸带的数据可得段位移为
 段平均速度为：根据第小题结果补充表格和补全实验点图像得 从实验结果可知，小车运动的  图线可视为一条直线，图像为 此直线方程用  表示，由图像可知其中
 ， 小球做匀变速直线运动，由位移公式  ，整理得即故根据图像斜率和截距可得 ，   四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）13.  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。重力加速度大小为，忽略空气阻力。求小球离开桌面时的速度大小；小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。
 【答案】由于水平桌面光滑，故由小球和弹簧组成的系统机械能守恒，设小球离开桌面的速度为
则有：解得：小球与地面碰撞后瞬间，竖直方向的速度变为碰撞前瞬间的，故小球第一次与地面碰撞后上升的高度最大；由运动的合成与分解知，碰后小球在竖直方向做加速度为的匀减速直线运动，设小球第一次与地面碰后竖直方向的速度为
由匀变速直线运动规律知：第一次碰撞前小球速度的竖直分量为 
由题可知：小球离开桌面后做平抛运动，由平抛运动规律知： ， 解得小球第一次落地点距桌面上其飞出的水平距离为：  【解析】本题考查平抛运动规律的应用，需根据机械能守恒的条件求解平抛运动的初速度，再根据小球与地面碰撞后的速度变化特点，结合运动的合成与分解的思想，求解小球落地瞬间竖直方向的分速度，进而利用平抛运动的规律求解小球的水平位移。
 14.  如图，水平桌面上固定一光滑型金属导轨，其平行部分的间距为，导轨的最右端与桌面右边缘对齐，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、长度也为的金属棒静止在导轨上。导轨上质量为的绝缘棒位于的左侧，以大小为的速度向运动并与发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，和先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，与始终平行。不计空气阻力。求金属棒滑出导轨时的速度大小；金属棒在导轨上运动过程中产生的热量；与碰撞后，绝缘棒在导轨上运动的时间。

  【答案】由于绝缘棒与金属棒发生弹性碰撞，设碰后绝缘棒的速度为，金属棒碰后的速度为根据动量守恒和机械能守恒可得：
；
 联立解得： ， 由题知，碰撞一次后，由于为绝缘棒，碰后运动过程中无电流流过，将做匀速直线运动，故其离开桌面的速度等于碰后的速度，棒为金属棒，碰后在导轨上运动时受安培力的阻碍作用，做减速运动，由于和先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点，则金属棒滑出导轨时的速度大小应等于碰撞后的速度大小，即：由于金属棒在导轨上运动时，受安培力的阻碍作用，故其运动过程中减少的动能将全部转化为导体棒中产生的热量，根据能量守恒有：
 解得：、碰撞后，对金属棒分析，金属棒在安培力的阻碍下做减速运动，设从碰后到离开桌面右端的时间为，该过程中流过的平均电流为，运动的平均速度为，在导轨上运动的位移为。
碰后到离开导轨的整个过程应用动量定理知：由法拉第电磁感应规律知 ： ；
由运动学规律知：联立解得：由前面的分析可知，碰后做匀速直线运动，且运动位移等于在导轨上的运动位移
故由匀速直线运动规律知：与碰后，在导轨上运动的时间为： 【解析】本题以弹性碰撞为问题的初始触发情境，根据动量守恒和机械能守恒，确定两棒的初始速度；再应用平抛运动的规律判断两棒离开导体棒的末速度相等；根据能量守恒定律来确定金属棒在导轨上运动时所产生的热量；通过两棒的导电属性，判断出绝缘棒碰后做匀速运动，导体棒碰后做加速度减小的减速运动，对于处理安培力作用下的非匀变速运动，通常结合动量定理来处理。
 15.  一高压舱内气体的压强为个大气压，温度为，密度为。升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至时内气体的密度；保持温度不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至个大气压，求舱内气体的密度。 【答案】由理想气体状态方程得舱内气体的物质的量为又因为气体的质量正比于其物质的量， 即
故有
由密度的定义得
设第一次释放气体前后气体的密度分别为、，压强分别为、，温度分别为、，于是有

由题意知，代入数据解得  。设第二次释放气体后气体的密度、压强、温度分别为、、，于是有
由题意知，代入数据解得解得  。 【解析】本题主要考查理想气体状态方程
 16.  分别沿轴正向和负向传播的两列简谐横波、的振动方向相同，振幅均为，波长均为，波速均为。时刻，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；波刚好传到处，该处的质点将自平衡置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。在给出的坐标图上分别画出，两列波在时刻的波形图波用虚线，波用实线；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】由 可知在时刻波刚好传到处，波刚好传播到  处，根据波起振方向沿轴负方向，波起振方向沿轴正方向可得波形图如下：
 ；
设振幅最大的平衡位置为，由于、两波振动频率相同，起振方向相反，故两波叠加时振动加强点为两波源的波程差为半波长的奇数倍：解得振幅最大的平衡位置有 、 设振幅最小的平衡位置为，振动减弱点为波长的整数倍解得振幅最小的平衡位置有 、  、  【解析】本题主要考查波在介质中的传播，由振动特点判断波形图及波的干涉。