【全國卷Ⅲ】2023年高考終極壓軸卷：物理試題(含答案解析)

2023IIII〔選擇題)一、單項選擇題關(guān)于近代物理學(xué)，以下說法正確的選項是( )α射線、βγ射線是三種波長不同的電磁波一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出6種不同頻率的光子C．依據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中電子的電勢能和動能之和守恒D．經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子光譜的不連續(xù)性，但可以解釋原子的穩(wěn)定性2．20231019331分，“神舟十一號”載人飛船與“天宮二號”空間試驗室成功實現(xiàn)自動交會對接。假設(shè)對接后“神舟十一號”和“天宮二號”h的軌道上做勻速圓周運動，運行的周期為T。R，則()“神舟十一號”和“天宮二號”運行的線速度為“神舟十一號”和“天宮二號”運行的向心加速度為地球的第一宇宙速度為地球外表的重力加速度為3．.抱負變壓器原線圈a的匝數(shù) 匝，副線圈b的匝數(shù) 匝，原線圈接在 V的溝通電源上，副線圈中“12V 6W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電阻推斷正確的選項是( )A．交變電流的頻率為100HzB．穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為0.2Wb/sC．電壓表V22V

Ω，電壓表V為抱負電表.則以下D4W甲、乙兩車在一平直大路上從同一地點沿同一方向沿直線運動，它們的v-t圖像如下圖。以下推斷不正確的選項是( )乙車啟動時，甲車在其前方50m處B．乙車超過甲車后，兩車不會再相遇C．乙車啟動10s后正好追上甲車D．運動過程中，乙車落后甲車的最大距離為75m二、多項選擇題如圖水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置間距為L＝1.0m，一端通過導(dǎo)線與阻值為R＝0.5Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m＝1.0kg的金屬桿(如圖甲)，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻無視不計；勻強磁場豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，使桿運動．當(dāng)轉(zhuǎn)變拉力的大小時，相對應(yīng)穩(wěn)定時的速度v也會變化．v和F的關(guān)系如圖乙．(取重力加速度g＝10m/s2)則〔 〕金屬桿受到的拉力與速度成正比該磁場磁感應(yīng)強度B為TC．圖線在橫軸的截距表示金屬桿與導(dǎo)軌間的阻力大小D．導(dǎo)軌與金屬桿之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.4如下圖，一個半徑R=0.75m的半圓柱體放在水平地面上，一小球從圓柱體左端A點正上方B點水平拋出(小球可視為質(zhì)點)，恰好從半圓柱體的C點拂過。O為半圓柱體圓心，OC與水平方向夾角為53°，重力加速度為g=10m/s2，則( )小球從B點運動到C0.4s小球從B點運動到C0.3sC．小球做平拋運動的初速度為4m/sD6m/s如下圖在光滑的水平面上有一靜止的物體M，物體上有一光滑的半圓弧軌道半徑為R，最低點為C，兩端AB一樣高，現(xiàn)讓小滑塊m從A點由靜止下滑，則〔 〕A．M所能獲得的最大速度為B．M2MR/(M+m)C．mAB的過程中，M始終向左運動，mB的瞬間，M速度為零D．Mm組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量守恒如下圖，水平面內(nèi)有A、B、C、D、E、F六個點，它們均勻分布在半徑為R=2cm的同一圓周上，空間有一方向與圓平面平行的勻強電場．A、C、E三點的電勢分別為 、 、，以下推斷正確的選項是( )將電子沿圓弧從D點經(jīng)E點移到F點的過程中，靜電力先做正功再做負功電場強度的大小為100V/mC6VD．電場強度的方向由A指向DII〔非選擇題)三、試驗題“用單擺測定重力加速度”的試驗：試驗中選用的擺球應(yīng)符合的條件： ；某同學(xué)試驗步驟如下：選取一個擺線長約1m的單擺，把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在試驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂；用米尺量出懸線長度，準(zhǔn)確到毫米，作為擺長；III．拉開較大角度放開小球讓它來回搖擺，用停表測出單擺做50次全振動所用的時間，計算出平均搖擺一次的時間；IV．變更擺長，重做幾次試驗，依據(jù)單擺的周期公式，計算出每次試驗測得的重力加速度并求出平均值。上述試驗步驟疑似有二點錯誤，請指正：① ；② ；把三位同學(xué)試驗中得到的多組數(shù)據(jù)輸入計算機生成T2－L圖線如圖，其中a和b平行，b和c都過原點，則：①圖線a對應(yīng)的g值 圖線b對應(yīng)的g值；②圖線c對應(yīng)的g值 圖線b對應(yīng)的g值〔選填“大于”“小于”或“等于”〕在“測定金屬絲的電阻率”的試驗中，測得連入電路的金屬絲的長度為L、直徑為d1所示的電R。①請寫出該金屬絲電阻率的表達式：ρ= 〔用字母表示。②在圖1中，金屬絲電阻的測量值 〔選填“大于”、“等于”或“小于”〕真實值。③如圖2，使用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d為 mm。用如圖3所示的試驗裝置做“驗證機械能守恒定律”試驗時，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開頭下落。①除了圖示的試驗器材，以下試驗器材中還必需使用的是 〔填字母代號。A．溝通電源 B．秒表C．刻度尺 D．天平〔帶砝碼〕②關(guān)于本試驗，以下說法正確的選項是 〔填字母代號。A.應(yīng)選擇質(zhì)量大、體積小的重物進展試驗B.釋放紙帶之前，紙帶必需處于豎直狀態(tài)C.先釋放紙帶，后接通電源③試驗中，得到如圖4所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O〔O2mm〕h、h、hg，打點計時器的打點周期A B C為T。設(shè)重物質(zhì)量為m。從打O點到B點的過程中重物的重力勢能變化量ΔEp= ，動能變化量ΔEk= 〔用字母表示〕F④某同學(xué)用如圖5所示裝置驗證機械能守恒定律，將力傳感器固定在天花板上，細線一端系著小球，一端連在力傳感器上。將小球拉至水平位置從靜止釋放，到達最低點時力傳感器顯示的示數(shù)為。小球質(zhì)量為F0m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。在誤差允許范圍內(nèi)，當(dāng)滿足關(guān)系式 時，可驗證機械能守恒。四、解答題在光滑絕緣水平軌道上有一彈簧左端系于A點,3m1接觸但不連接?，F(xiàn)用外力推動1將彈簧壓縮至彈性勢能為E=mgs(s為肯定值)時靜止釋放,離開彈簧后與靜止在P點質(zhì)量為m、帶電量pq(q>0)2發(fā)生彈性正碰(不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移),2從DB進入圓弧軌道,BC是一段豎直墻面,DEF是固定在豎直平面內(nèi)的一段光滑絕緣圓弧軌道,D點的切線水平,B、D間距很小,可看作重合的點。圓心O與軌道下端F的連線與豎直墻面的夾角為53°在BC右邊整個空間有水平向左、場強E= 的勻強電場,2進入圓孤軌道之后恰好能沿著軌道DEF運動,一段時間后從軌道下端F處脫離,最終打在豎直墻面BC的C點。重力加速度為g,sin53°=0.8?！病撑龊笮∏?;軌道DEF的半徑R;2打在C點前瞬間的速度。0如圖甲所示，在xOy坐標(biāo)平面原點O處有一粒子源，能向xOy坐標(biāo)平面＝120范圍內(nèi)各個方向均勻放射mqv，不計粒子重力及粒子間相互作用。01y軸右側(cè)加垂直紙面對里且范圍足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為Bx軸放置足夠大的熒MN。1x軸平移熒光屏，使得全部粒子剛好都不能打到屏上，求此時熒光屏到Od；②假設(shè)粒子源放射的粒子有一半能打到熒光屏上并被吸取，求全部放射的粒子在磁場中運動的最長時間與最短時間之比；假設(shè)施加兩個垂直紙面的有界圓形勻強磁場區(qū)，使得粒子源發(fā)出的全部粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后成為一束寬度為2L、沿x軸正方向的平行粒子束，如圖乙所示，請在圖乙中大致畫出磁場區(qū)，標(biāo)出磁場方向，并求出磁感應(yīng)B強度的大小。B2以下說法正確的選項是 〔填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分〕液體的飽和汽壓隨溫度的上升而增大溫度一樣的氮氣和氧氣的分子平均動能一樣C．做加速運動的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能也越來越大D0E.氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和溫度都有關(guān)14．如下圖，一個內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱性能良好的汽缸豎直吊在天花板上，開口向下。質(zhì)量與厚度均不計、導(dǎo)熱性能良好的活塞橫截面積為＝21032，與汽缸底部之間封閉了肯定質(zhì)量的抱負氣體，此時活塞與汽缸底部h＝24cm10cm300K，大氣壓強p＝1.0×105Pag＝10m/s2m＝4kg的物塊掛在活塞中心位置上。0活塞掛上重物后，活塞下移，求穩(wěn)定后活塞與汽缸底部之間的距離。假設(shè)再對汽缸緩慢加熱使活塞連續(xù)下移，活塞剛好不脫離汽缸，加熱時溫度不能超過多少？此過程中封閉氣體對外做功多少？一個質(zhì)點做簡諧運動的圖象如下圖，以下說法正確的選項是〔 〕〔填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分〕4Hz10s20cm5s末，質(zhì)點的速度為零，加速度最大t=1.5st=4.5s兩時刻質(zhì)點的位移大小相等，都是質(zhì)點的速度隨時間t的變化規(guī)律在桌面上有一個倒立的玻璃圓錐，其頂點O恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形如下圖離軸線距離為r的光束垂直入射到圓錐的底面上玻璃的折射率n= ，光在真空中的傳播速度為c。畫出光線在圖示平面內(nèi)從B點傳播到桌面上的光路圖；(ii)求光束從圓錐內(nèi)B點傳播到桌面上的時間。物理參考答案1．B【KS5Uγ射線是電磁波，αβ射線不是電磁波，選項An＝4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出種不同頻率的光子，選項B正確；依據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中，由于原子要吸取或放出能量，可知電子的電勢能和動能之和不守恒，選項C錯誤；經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征，故D錯誤。2．C【KS5U“神舟十一號”和“天宮二號”h處做勻速圓周運動，萬有引力供給向心力，軌道半徑為R+h；由圓周運動的關(guān)系可知 ，故A錯誤；向心加速度 ，故B錯誤；在高度h處有，在地球外表有 ，聯(lián)立解得 ，故C正確；由重力加速度和第一宇宙速度的關(guān)系3．D【KS5U

。故D錯誤。22L由表達式知交變電流的頻率為： ，故A錯誤；副線圈電流的有效值為： ，22L222R2兩端的電壓為：U′=IR222

=U′+U

=20V，副線圈電壓的最大值為：mE=20 V，依據(jù) 知 ，故B錯誤；由B可知：電壓表V的示數(shù)為20V，故CmR2消耗的功率為：P=U′I

=8×0.5W=4W，故D正確；224．C【KS5UA、依據(jù)速度圖線與時間軸包圍的面積表示位移，可知乙在 時啟動，此時甲的位移為50m處，應(yīng)選項A正確；B、乙車超過甲車后，由于乙的速度大，所以不行能再相遇，應(yīng)選項B正確；C10s后位移小于甲的位移，還沒有追上甲，應(yīng)選項C錯誤；D、當(dāng)兩車的速度相等時相遇最遠，最大距離為：D正確；不正確的選項是選選項C。BC【KS5U

，應(yīng)選項設(shè)導(dǎo)軌與金屬桿之間的動摩擦因數(shù)為μ，依據(jù)共點力的平衡條件可得：F-μmg=BIL，而 可得：F=μmg+ ；圖象可知v-F圖象在F方向上截距不為零，金屬桿受到的拉力與速度成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比例關(guān)系，故AF、vF=4Nv=4m/sF=8N時，速度v=12m/sB=T，μ=0.2，故B正確Dv=0時，F(xiàn)=μmg，則圖線在橫軸的截距表示金屬桿與導(dǎo)軌間的阻力大小，故C正確；BC【KS5UAB、小球做平拋運動，飛行過程中恰好與半圓軌道相切于C點，知速度與水平方向的夾角為37°，設(shè)位移與水平方向的夾角為，則有θ 由于θ R0.75，解得y ，依據(jù)y得，t ，故A錯誤，B正確。CD、小球平拋運動的初速度CD【KS5U

，故C正確，D錯誤。A項：當(dāng)物體滑到最低點c時， M的速度最大，由水平方向動量守恒得： ，由能量守恒得：，解得： ，故A錯誤；B項：由水平方向動量守恒得： 且 ，解得： ，故B錯誤；C項：m從A到C過程中，M向左加速，C到B過程中向左減速，由水平方向動量守恒得，到達B點時的速度為零，故C正確；D項：M與m組成的系統(tǒng)只有勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，所以機械能守恒，水平方向不受外力作用，所以水平方向動量守恒，故D正確。AB【KS5UD、在AE中點G點的電勢： ,則 ，所以GC是一個等勢面，電場線與等勢面垂直，且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，所以電場強度的方向由E指向A；故D錯誤.B、EA兩點間的電勢差為 ，EA兩點間的距離，電場強度的大小 ；故B正確.C、順著電場線電勢漸漸降低，H點電勢最高，

， ，代入數(shù)據(jù) ，解得： ；故C錯誤.ADF點，電勢先上升后降低，電子帶負電，電勢能先減小后增加，靜電力先做正功后做負功；故A正確.應(yīng)選AB.質(zhì)量比細線大得多，直徑比細線長度小的多 擺長少了球半徑； 最大擺角不行能大于 等于大于【KS5U為了減小運動過程中的空氣阻力，減小小球半徑對擺長的影響，所以應(yīng)中選用質(zhì)量比細線大得多，直徑比細線長度小的多的小球；小球做單擺運動時的擺長為為懸點到擺球球心的距離，所以題目中在測量擺長時少了球半徑；在細線偏離豎直方向小于位置釋放小球,擺角很小的狀況下單擺的振動才是簡諧運動;單擺擺球經(jīng)過平衡位置的速度最大,0,在平衡位置計時誤差最小;所以經(jīng)過最低點時進展計時，依據(jù)單擺的周期公式可知 可知 ，即過坐標(biāo)原點的一條直線圖像的斜率為 ；消滅a圖的緣由可能是在測量擺長時遺忘加小球的半徑了，設(shè)懸掛小球的懸線長度為，小球半徑為，則擺動的擺長為 ，依據(jù)單擺周期公式可知 解得 圖像的斜率不會發(fā)生變化，所以圖線a和圖線b對應(yīng)的g值相等，圖線c的斜率 較小，所以測得的重力加速度g值大于圖線b對應(yīng)的g值；10． 小于 4.700(或4.699) AC AB F0=3mg【KS5U①依據(jù) ，解得該金屬絲電阻率的表達式： .1中，由于電壓表的分流作用，使得電流的測量值偏大，則金屬絲電阻的測量值偏??；③用螺旋測微d為：4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm；①除了圖示的試驗器材，以下試驗器材中還必需使用的是溝通電源和刻度尺，應(yīng)選AC；A正確；釋放紙帶之前，紙帶必需處于豎直狀態(tài)，以減小紙帶和打點計時器之間的摩擦，選項B正確；先接通電源，后釋放紙帶，選項C錯誤；O2mm，可知OOB點的過程中，重物的重力勢能變

=mgh，打B點時的速度： ；動能變化量 ；p B④在最低點時： ，假設(shè)機械能守恒，則滿足： ，即 ?！病场綤S5U

〔2〕 〔3〕由能量守恒得 ①1、2小球依據(jù)動量守恒得： ②.1、2小球依據(jù)機械能守恒得： ③.由①②③式解得由題意得 .DEFRE點小球到達等效最高點，由于小球恰好能沿著DEFE點有：①.依據(jù)動能定理得： . ②.由①②式解得 m過點F做切線以及垂直BC的水平線，則為53°。又由于 ，則小球所受合力的方向與水平方向夾角成53°。即在F點小球速度方向與合力方向共線，小球做直線運動。由幾何關(guān)系得 m.BC全程動能定理有：解得 .〔〕①【KS5U

。② 〕1①設(shè)粒子在磁場中做圓周運動半徑為r，則：11 如下圖，全部粒子剛好打不到光屏應(yīng)滿足：d＝r+rsinθ1 解得： 。②如圖可知，一半粒子能打到熒光屏上，是從Ox軸下方的粒子。射向x軸上方粒子打不到熒光屏上。粒子圓周運動的周期：最長時間最短時間解得： ．Rr2，r2﹣r2c