甲卷物理-解析

2023年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（全國甲卷）理科綜合（物理部分）1.一同學(xué)將鉛球水平推出，不計空氣阻力和轉(zhuǎn)動的影響，鉛球在平拋運動過程中（）A.機械能一直增加 B.加速度保持不變 C.速度大小保持不變 D.被推出后瞬間動能最大【答案】B【分析】鉛球在平拋運動過程中只受重力，加速度恒定為重力加速度，方向豎直向下，重力勢能減少，動能增加，但總機械能守恒?！驹斀狻緼．鉛球做平拋運動，僅受重力，故機械能守恒，A錯誤；B．鉛球的加速度恒為重力加速度保持不變，B正確；CD．鉛球做平拋運動，水平方向速度不變，豎直方向做勻加速直線運動，根據(jù)運動的合成可知鉛球速度變大，則動能越來越大，CD錯誤。故選B。2.在下列兩個核反應(yīng)方程中、，X和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則（）A.， B.， C.， D.，【答案】D【詳解】設(shè)Y電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為m和n，根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知第一個核反應(yīng)方程的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足，第二個核反應(yīng)方程的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足，聯(lián)立解得，故選D。3.一小車沿直線運動，從t=0開始由靜止勻加速至t=t1時刻，此后做勻減速運動，到t=t2時刻速度降為零。在下列小車位移x與時間t的關(guān)系曲線中，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【詳解】AC、小車沿直線運動，先勻加速后勻減速，從0～t2位移一直增加，速度一直沿正方向，在xt圖像上斜率不等于負(fù)值，故AC錯誤；

BD、小車在t2時刻速度為零，xt圖像上斜率為零，故B錯誤，D正確。故選D。4.一質(zhì)點做勻速圓周運動，若其所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比，運動周期與軌道半徑成反比，則n等于（）A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【詳解】

根據(jù)題意質(zhì)點做勻速圓周運動，所受合力的大小與軌道半徑的次方成正比：運動周期與軌道半徑成反比可知：為常數(shù)）解得：，其中均為常數(shù)，的指數(shù)為3，故，故C正確，ABD錯誤。故選C。5.在一些電子顯示設(shè)備中，讓陰極發(fā)射的電子束通過適當(dāng)?shù)姆莿驈婋妶觯梢允拱l(fā)散的電子束聚集。下列4幅圖中帶箭頭的實線表示電場線，如果用虛線表示電子可能的運動軌跡，其中正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【詳解】A．電子做曲線運動滿足合力指向軌跡凹側(cè)，A正確；B．電子做曲線運動滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對電子受力分析有可見與電場力的受力特點相互矛盾，B錯誤；C．電子做曲線運動滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對電子受力分析有可見與電場力的受力特點相互矛盾，C錯誤；D．電子做曲線運動滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對電子受力分析有可見與電場力的受力特點相互矛盾，D錯誤；故選A。6.用水平拉力使質(zhì)量分別為、的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運動，兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)分別為和。甲、乙兩物體運動后，所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知（）A. B. C. D.【答案】BC【詳解】對甲、乙兩物體，由牛頓第二定律有則對照已知圖像，根據(jù)數(shù)形結(jié)合思想，可知圖像斜率圖像截距由于，故由于，故故AD錯誤，BC正確。故選BC。7.光滑剛性絕緣圓筒內(nèi)存在著平行于軸的勻強磁場，筒上P點開有一個小孔，過P的橫截面是以O(shè)為圓心的圓，如圖所示。一帶電粒子從P點沿PO射入，然后與筒壁發(fā)生碰撞。假設(shè)粒子在每次碰撞前、后瞬間，速度沿圓上碰撞點的切線方向的分量大小不變，沿法線方向的分量大小不變、方向相反；電荷量不變。不計重力。下列說法正確的是（）A.粒子的運動軌跡可能通過圓心OB.最少經(jīng)2次碰撞，粒子就可能從小孔射出C.射入小孔時粒子的速度越大，在圓內(nèi)運動時間越短D.每次碰撞后瞬間，粒子速度方向一定平行于碰撞點與圓心O的連線【答案】BD【詳解】A．假設(shè)粒子運動過程過O點，則過P點的速度的垂線和OP連線的中垂線是平行的不能交于一點確定圓心，由圓形對稱性撞擊筒壁以后的A點的速度垂線和AO連線的中垂線依舊平行不能確定圓心，則粒子不可能過O點，A錯誤；B．由題意可知粒子射出磁場以后的圓心組成的多邊形應(yīng)為以筒壁的內(nèi)接圓的多邊形，最少應(yīng)為三角形如圖所示即撞擊兩次，B正確；速度越大粒子做圓周運動的半徑越大，碰撞次數(shù)會可能增多，粒子運動時間不一定減少，C錯誤。D．假設(shè)粒子帶負(fù)電，第一次從A點和筒壁發(fā)生碰撞如圖，為圓周運動的圓心由幾何關(guān)系可知為直角，即粒子此時的速度方向為，說明粒子在和筒壁碰撞時速度會反向，由圓的對稱性在其它點撞擊同理，D正確；故選BD。8.一有機玻璃管豎直放在水平地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖（a）所示。現(xiàn)讓一個很小的強磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測得線圈中電流I隨時間t的變化如圖（b）所示。則（）A.小磁體在玻璃管內(nèi)下降速度越來越快B.下落過程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次C.下落過程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大【答案】AD【詳解】AD．電流的峰值越來越大，即小磁鐵在依次穿過每個線圈的過程中磁通量的變化率越來越快，因此小磁體的速度越來越大，AD正確；B．設(shè)小磁體是N極向下穿過線圈，則在穿入靠近每匝線圈的過程中磁通量向下增加，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時針的電流，而在穿出遠(yuǎn)離每匝線圈的過程中磁通量向下減少產(chǎn)生順時針的電流，即電流方向相反，與題干圖中描述的穿過線圈的過程電流方向變化相符，S極向下同理；所以磁鐵穿過8匝線圈過程中會出現(xiàn)8個這樣的圖像，并且隨下落速度的增加，感應(yīng)電流的最大值逐漸變大，所以磁體下落過程中磁極的N、S極沒有顛倒，B錯誤；C．線圈可等效為條形磁鐵，線圈的電流越大則磁性越強，因此電流的大小是變化的小磁體受到的電磁阻力是變化的，不是一直不變的，C錯誤。故選AD。三、非選擇題，共174分。第22～32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33～38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共129分。9.某同學(xué)用伏安法測繪一額定電壓為6V、額定功率為3W的小燈泡的伏安特性曲線，實驗所用電壓表內(nèi)阻約為，電流表內(nèi)阻約為．實驗中有圖（a）和（b）兩個電路圖供選擇。（1）實驗中得到的電流I和電壓U的關(guān)系曲線如圖（c）所示，該同學(xué)選擇的電路圖是圖________（填“a”或“b”）（2）若選擇另一個電路圖進行實驗，在答題卡所給圖上用實線畫出實驗中應(yīng)得到的關(guān)系曲線的示意圖______?！敬鸢浮竣?a②.【詳解】（1）由計算出小燈泡正常發(fā)光時的電阻：即，故采用電流表外接法，即選擇電路圖。（2）若選用圖（b）進行實驗，則有，則分別代入電流、、、、，可知對應(yīng)的電壓應(yīng)分別增加、、、、，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)為，而電壓表示數(shù)要為，故描點連線得到的關(guān)系示意圖應(yīng)如下圖實線所示。10.某同學(xué)利用如圖（a）所示的實驗裝置探究物體做直線運動時平均速度與時間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連。右端用細(xì)繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動小車運動，打點計時器打出紙帶。某次實驗得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示。（1）已知打出圖（b）中相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔均為0.1s．以打出A點時小車位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點時小車的位移填到表中，小車發(fā)生對應(yīng)位移和平均速度分別為和，表中________cm，________。位移區(qū)間ABACADAEAF6.6014.6034.9047.3066.073.087.394.6（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到小車平均速度隨時間的變化關(guān)系，如圖（c）所示。在答題卡上的圖中補全實驗點_____。（3）從實驗結(jié)果可知，小車運動的圖線可視為一條直線，此直線用方程表示，其中________，________cm/s。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）（4）根據(jù)（3）中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運動，得到打出A點時小車速度大小________，小車的加速度大小________。（結(jié)果用字母k、b表示）

【答案】①.24.00②.80③.④.70.0⑤.59.0⑥.b⑦.2k【詳解】（1）（1）由圖（b）得，△段的平均速度（2）根據(jù)第（1）小題結(jié)果補充表格和補全實驗點圖像得（3）從實驗結(jié)果可知，小車運動的圖線可視為一條直線，圖像為此直線用方程表示，由圖像可知其中，（4）小車做勻加速直線運動，由勻變速直線運動位移—時間公式得：整理得：，即：則打出點時小車速度大小小車的加速度大小為11.如圖，光滑水平桌面上有一輕質(zhì)彈簧，其一端固定在墻上。用質(zhì)量為m的小球壓彈簧的另一端，使彈簧的彈性勢能為。釋放后，小球在彈簧作用下從靜止開始在桌面上運動，與彈簧分離后，從桌面水平飛出。小球與水平地面碰撞后瞬間，其平行于地面的速度分量與碰撞前瞬間相等；垂直于地面的速度分量大小變?yōu)榕鲎睬八查g的。小球與地面碰撞后，彈起的最大高度為h。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力。求（1）小球離開桌面時的速度大??；（2）小球第一次落地點距桌面上其飛出點的水平距離?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）設(shè)小球離開桌面時速度大小為，對小球和彈簧組成的系統(tǒng)，由機械能守恒定律得：解得：（2）設(shè)小球從離開桌面到第一次落地所用時間為，則落地點距飛出點的水平距離落地瞬間豎直分速度與地面撞擊后瞬間，豎直速度大小為小球豎直方向做豎直上拋運動，有：聯(lián)立解得：12.如圖，水平桌面上固定一光滑U型金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為。一質(zhì)量為、電阻為、長度也為的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為的速度向P運動并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點。P在導(dǎo)軌上運動時，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行。不計空氣阻力。求（1）金屬棒P滑出導(dǎo)軌時的速度大??；（2）金屬棒P在導(dǎo)軌上運動過程中產(chǎn)生的熱量；（3）與P碰撞后，絕緣棒Q在導(dǎo)軌上運動的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）由于絕緣棒Q與金屬棒P發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒和機械能守恒可得聯(lián)立解得，由題知，碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點，則金屬棒P滑出導(dǎo)軌時的速度大小為（2）根據(jù)能量守恒有解得（3）P、Q碰撞后，對金屬棒P分析，根據(jù)動量定理得又，聯(lián)立可得由于Q為絕緣棒，無電流通過，做勻速直線運動，故Q運動的時間為[物理——選修33]（15分）13.在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是（）A.氣體的體積不變，溫度升高B.氣體的體積減小，溫度降低C.氣體的體積減小，溫度升高D.氣體的體積增大，溫度不變E.氣體的體積增大，溫度降低【答案】ABD【詳解】A．氣體的體積不變溫度升高，則氣體的內(nèi)能升高，體積不變氣體做功為零，因此氣體吸收熱量，A正確；B．氣體的體積減小溫度降低，則氣體的內(nèi)能降低，體積減小外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知氣體對外放熱，B正確；C．氣體的體積減小溫度升高，則氣體的內(nèi)能升高，體積減小外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q可能等于零，即沒有熱量交換過程，C錯誤；D．氣體的體積增大溫度不變則氣體的內(nèi)能不變，體積增大氣體對外界做功，由熱力學(xué)第一定律可知即氣體吸收熱量，D正確；E．氣體的體積增大溫度降低則氣體的內(nèi)能降低，體積增大氣體對外界做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q可能等于零，即沒有熱量交換過程，E錯誤。故選ABD。14.一高壓艙內(nèi)氣體的壓強為1.2個大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46kg/m3。（i）升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強不變，求氣體溫度升至27℃時艙內(nèi)氣體的密度；（ii）保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強降至1.0個大氣壓，求艙內(nèi)氣體的密度?！敬鸢浮浚╥）1.41kg/m3；（ii）1.18kg/m3【詳解】（i）以釋放艙內(nèi)部分氣體后艙內(nèi)氣體為研究對象，設(shè)氣體的質(zhì)量為，氣體初狀態(tài)：壓強，體積，溫度末狀態(tài)：壓強，體積，溫度由蓋—呂薩克定理得：代入數(shù)據(jù)解得：氣體初狀態(tài)的密度為末狀態(tài)的密度為代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：（ii）以釋放部分氣體后艙內(nèi)氣體為研究對象，設(shè)氣體的質(zhì)量為，氣體初狀態(tài)：壓強，體積，溫度末狀態(tài)：壓強，體積，溫度由玻意耳定律得：解得：氣體初狀態(tài)的密度為末狀態(tài)的密度為代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：15.等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab=ac；一平行于bc邊的細(xì)光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點在乙光的下方，如圖所示。不考慮多次反射。下列說法正確的是（）A.甲光的波長比乙光的長B.甲光的頻率比乙光的高C.在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D.該棱鏡對甲光的折射率大于對乙