2023年高考理綜物理部分答案與解析(課標卷1)

第1頁共12頁2023年高考理科綜合能力測試物理局部〔課標卷1〕答案與解析[2023·全國卷Ⅰ．14]將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點火升空，50g燃燒的燃氣以大小為600A．30kg·m/sB．5.7×102kgC．6.0×102kg·m/sD．6.3×1014．A[解析]在燃氣噴出后的瞬間，噴出的燃氣的動量p＝mv＝30kg·m/s，由動量守恒定律可得火箭的動量大小為30kg·m/s，選項[2023·全國卷Ⅰ．15]發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)．速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)，其原因是()A．速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B．速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C．速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D．速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大15．C[解析]水平射出的乒乓球做平拋運動，兩乒乓球在豎直方向做自由落體運動，運動情況相同，選項A、B、D錯誤；水平方向上做勻速直線運動，由運動規(guī)律x＝v0t可得速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少，選項C正確．[2023·全國卷Ⅰ．16]如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上(與紙面平行)，磁場方向垂直于紙面向里．三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc.在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動．以下選項正確的選項是()圖1A．ma>mb>mcB．mb>ma>mcC．mc>ma>mbD．mc>mb>ma16．B[解析]對微粒a，洛倫茲力提供其做圓周運動所需向心力，且mag＝Eq，對微粒b，qvB＋Eq＝mbg，對微粒c，qvB＋mcg＝Eq，聯(lián)立三式可得mb>ma>mc，選項B正確．[2023·全國卷Ⅰ．17]大科學工程“人造太陽〞主要是將氘核聚變反響釋放的能量用來發(fā)電．氘核聚變反響方程是：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n.eq\o\al(2,1)H的質(zhì)量為2.0136u，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為3.0150u，eq\o\al(1,0)n的質(zhì)量為1.0087u，1u＝931MeV/c2.氘核聚變反響中釋放的核能約為()A．3.7MeVB．3.3MeVC．2.7MeVD．0.93MeV17．B[解析]氘核聚變反響的質(zhì)量虧損Δm＝2.0136u×2－3.0150u－1.0087u＝0.0035u，由愛因斯坦質(zhì)能方程可得釋放的核能E＝0.0035×931MeV≈3.3MeV，選項B正確．[2023·全國卷Ⅰ．18]掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品外表原子尺度上的形貌．為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝假設(shè)干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如下圖．無擾動時，按以下四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是()AABCD18．A[解析]紫銅薄板上下及左右振動，都存在磁通量變化的為選項A所示方案．[2023·全國卷Ⅰ．19](多項選擇)如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，以下說法正確的選項是()A．L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為eq\r(3)∶eq\r(3)∶119．BC[解析]由題意知，三根導線處于等邊三角形的三個頂點處，設(shè)某導線在等邊三角形另外兩頂點產(chǎn)生的磁場磁感應強度大小為B0，在L1所在處，L2和L3產(chǎn)生的磁場疊加如圖甲所示，方向垂直L2、L3所在平面向上，由左手定那么可得安培力的方向平行L2、L3所在平面向下，合磁感應強度大小BL1＝2B0cos60°＝B0；同理可得在L2所在處的合磁感應強度大小BL2＝2B0cos60°＝B0；在L3所在處，L1和L2產(chǎn)生的磁場疊加如圖乙所示，方向平行L1、L2所在平面向右，由左手定那么可得安培力的方向垂直L1、L2所在平面向上，合磁感應強度大小BL3＝2B0cos30°＝eq\r(3)B0.由安培力F＝BIL可得L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)，選項B、C正確．[2023·全國卷Ⅰ．20](多項選擇)在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如下圖．電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed.點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra，φa)標出，其余類推．現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.以下選項正確的選項是()圖1A．Ea∶Eb＝4∶1B．Ec∶Ed＝2∶1C．Wab∶Wbc＝3∶1D．Wbc∶Wcd＝1∶320．AC[解析]由點電荷的場強公式E＝eq\f(kQ,r2)，可得Ea∶Eb＝4∶1，Ec∶Ed＝4∶1，選項A正確，選項B錯誤；電場力做功W＝qU，Uab∶Ubc＝3∶1，那么Wab∶Wbc＝3∶1，又有Ubc∶Ucd＝1∶1，那么Wbc∶Wcd＝1∶1，選項C正確，選項D錯誤．[2023·全國卷Ⅰ．21](多項選擇)如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N，初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為α(α>eq\f(π,2))．現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角α不變，在OM由豎直被拉到水平的過程中()A．MN上的張力逐漸增大B．MN上的張力先增大后減小C．OM上的張力逐漸增大D．OM上的張力先增大后減小21．AD[解析]OM的張力F1和MN的張力F2的合力F不變，關(guān)系如下圖，eq\f(F,sin〔180°－α〕)＝eq\f(F1,sinβ)＝eq\f(F2,sinγ)，將重物向右上方緩慢拉起，夾角α不變，β由鈍角逐漸減小到銳角，γ由銳角逐漸增大到直角，那么MN上的張力F2逐漸增大，OM上的張力F1先增大后減小，選項A、D正確．[2023·全國卷Ⅰ．22]某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器〞計量時間．實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖(a)所示．實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車．在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置．(滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴)圖(a)圖(b)(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是____________(選填“從右向左〞或“從左向右〞)運動的．(2)該小組同學根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動．小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為________m/s，加速度大小為________m/s2.(結(jié)果均保存2位有效數(shù)字)22．[答案](1)從右向左(2)0.190.037[解析](1)小車在桌面上做減速直線運動，由圖(b)可知小車在桌面上是從右向左運動的．(2)滴水周期T＝eq\f(30,45)s＝eq\f(2,3)s，小車運動到圖(b)中A點位置時的速度vA＝eq\f(117＋133,2×\f(2,3))×10－3m/s＝0.19m/s，加速度a＝eq\f(150＋133－117－100,4×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))\s\up12(2))×10－3m/s2＝0.037m/s2.[2023·全國卷Ⅰ．23]某同學研究小燈泡的伏安特性．所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)；電壓表V(量程3V，內(nèi)阻3kΩ)；電流表A(量程0.5A，內(nèi)阻0.5Ω)；固定電阻R0(阻值1000Ω)；滑動變阻器R(阻值0～9.0Ω)；電源E(電動勢5V，內(nèi)阻不計)；開關(guān)(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖．(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示．圖(a)圖(b)由實選驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________(選填“增大〞“不變〞或“減小〞)，燈絲的電阻率________(選填“增大〞“不變〞或“減小〞)．(3)用另一電源E0(電動勢4V，內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路圖，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率．閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為________W，最大功率為________W．(結(jié)果均保存2位小數(shù))23．[答案](1)如下圖(2)增大增大(3)0.391.17[解析](1)電壓從0開始調(diào)節(jié)，滑動變阻器應使用分壓式接法，電壓表的量程小于燈泡的額定電壓，需要串聯(lián)電阻改裝，因為燈泡電阻遠小于改裝電壓表的總電阻，所以電流表采用外接法．(2)由小燈泡伏安特性曲線可知，隨著電流的增加，eq\f(U,I)也增加，那么小燈泡的電阻增大，由R＝ρeq\f(L,S)，燈絲的電阻率增大．(3)I以mA為單位，當滑動變阻器R＝0時，燈泡兩端的電壓U＝E0－Ir＝4－eq\f(I,1000)，此時燈泡的功率最大，在小燈泡伏安特性曲線中作I＝4000－1000U圖線，找出交點的橫、縱坐標，那么小燈泡最大功率P＝1.17W；同理可知當滑動變阻器R＝9Ω時，小燈泡的最小功率P＝0.39W.[2023·全國卷Ⅰ．24]一質(zhì)量為8.00×104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面．飛船在離地面高度1.60×105m處以7.5×103m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100m(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能；(2)求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.024．[答案](1)4.0×108J2.4×1012J(2)9.7×108J[解析](1)飛船著地前瞬間的機械能為Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)①式中，m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率．由①式和題給數(shù)據(jù)得Ek0＝4.0×108J②設(shè)地面附近的重力加速度大小為g.飛船進入大氣層時的機械能為Eh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,h)＋mgh③式中，vh是飛船在高度1.6×105m處的速度大小．由Eh＝2.4×1012J④(2)飛船在高度h′＝600m處的機械能為Eh′＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2.0,100)vh))eq\s\up12(2)＋mgh′⑤由功能原理得W＝Eh′－Ek0⑥式中，W是飛船從高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功．由②⑤⑥式和題給數(shù)據(jù)得W＝9.7×108J[2023·全國卷Ⅰ．25]真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0.在油滴處于位置A時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變．持續(xù)一段時間t1后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時間后，油滴運動到B點．重力加速度大小為g.(1)求油滴運動到B點時的速度；(2)求增大后的電場強度的大?。粸楸ＷC后來的電場強度比原來的大，試給出相應的t1和v0應滿足的條件．不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍．25．[答案](1)v0－2gt1(2)略[解析](1)設(shè)油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q，油滴速度方向向上為正．油滴在電場強度大小為E1的勻強電場中做勻速直線運動，故勻強電場方向向上．在t＝0時，電場強度突然從E1增加至E2時，油滴做豎直向上的勻加速運動，加速度方向向上，大小a1滿足qE2－mg＝ma1①油滴在時刻t1的速度為v1＝v0＋a1t1②電場強度在時刻t1突然反向，油滴做勻變速運動，加速度方向向下，大小a2滿足qE2＋mg＝ma2③油滴在時刻t2＝2t1的速度為v2＝v1－a2t1④由①②③④式得v2＝v0－2gt1⑤(2)由題意，在t＝0時刻前有qE1＝mg⑥油滴從t＝0到時刻t1的位移為s1＝v0t1＋eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)⑦油滴在從時刻t1到時刻t2＝2t1的時間間隔內(nèi)的位移為s2＝v1t1－eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,1)⑧由題給條件有veq\o\al(2,0)＝2g(2h)⑨式中h是B、A兩點之間的距離．假設(shè)B點在A點之上，依題意有s1＋s2＝heq\o(○,\s\up1(10))由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E2＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2－2\f(v0,gt1)＋\f(1,4)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,gt1)))\s\up12(2)))E1?為使E2>E1，應有2－2eq\f(v0,gt1)＋eq\f(1,4)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,gt1)))eq\s\up12(2)>1?即當0<t1<eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(\r(3),2)))eq\f(v0,g)?或t1>eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(\r(3),2)))eq\f(v0,g)?才是可能的；條件?式和?式分別對應于v2>0和v2<0兩種情形．假設(shè)B點在A點之下，依題意有s1＋s2＝－h(huán)?由①②③⑥⑦⑧⑨?式得E2＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2－2\f(v0,gt1)－\f(1,4)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,gt1)))\s\up12(2)))E1?為使E2>E1，應有2－2eq\f(v0,gt1)－eq\f(1,4)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,gt1)))eq\s\up12(2)>1?即t1>eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(5),2)＋1))eq\f(v0,g)?另一解為負，不合題意，已舍去．[2023·全國卷Ⅰ．33][物理—選修3-3](1)氧氣分子在0℃和100A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中實線對應于氧氣分子在100℃D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E．與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400[答案](1)ABC[解析](1)因分子總個數(shù)一定，圖中兩條曲線下面積相等，選項A正確；圖中虛線的峰值對應的橫坐標小于實線的峰值對應的橫坐標，虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形，對應的溫度為0℃，實線對應的溫度為100℃，選項B、C正確；圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，選項D錯誤；與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m[2023·全國卷Ⅰ．33][物理—選修3-3](2)如圖，容積均為V的氣缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)．初始時，三個閥門均翻開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強到達大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.室溫為27℃(ⅰ)翻開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；(ⅱ)接著翻開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；(ⅲ)再緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃(2)(ⅰ)設(shè)翻開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1.依題意，被活塞分開的兩局部氣體都經(jīng)歷等溫過程．由玻意耳定律得p0V＝p1V1①(3p0)V＝p1(2V－V1)②聯(lián)立①②式得V1＝eq\f(V,2)③p1＝2p0④(ⅱ)翻開K3后，由④式知，活塞必定上升．設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時，活塞下方氣體壓強為p2.由玻意耳定律得(3p0)V＝p2V2⑤由⑤式得p2＝eq\f(3V,V2)p0⑥由⑥式知，翻開K3后活塞上升直到B的頂部為止，此時p2為p′2＝eq\f(3,2)p0.(ⅲ)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1＝300K升高到T2＝320K的等容過程中，由查理定律得eq\f(p′2,T1)＝eq\f(p3,T2)⑦將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式得p3＝1.6p0⑧[2023·全國卷Ⅰ．34][物理—選修3-4](1)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源S1