2023年高考物理試題（河北卷） 含解析

2023年河北省普通高中學(xué)業(yè)水平等級選擇性考試

物理試卷

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己姓名，考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改

動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在

本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合題目要求的。

1.2022年8月30日，國家航天局正式發(fā)布了“羲和號”太陽探測衛(wèi)星國際上首次在軌獲取的太陽譜線

精細結(jié)構(gòu)。Hn是氫原子巴耳末系中波長最長的譜線，其對應(yīng)的能級躍遷過程為（）

A.從00躍遷到〃=2B.從〃=5躍遷至！J〃=2

C.從〃=4躍遷到"=2D.從八=3躍遷到〃=2

【答案】D

【解析】

【詳解】H。是氫原子巴耳末系中波長最長的譜線，根據(jù)

c

V=—

2

可知H。是氫原子巴耳末系中頻率最小譜線，根據(jù)氫原子的能級圖，利用玻爾理論中的頻率條件

hv=E“-E2

可見能級差越小，頻率越低，波長越長。故H&對應(yīng)的能級躍遷過程為從〃=3躍遷到〃=2。

故選D。

2.制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫

色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說法正確的是（)

A.上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同B.光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射

C.薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉D,薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色

【答案】C

【解析】

【詳解】A.上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的,彩虹的形成原理主要為光的折射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成

原理不相同，故A錯誤;

BC.硅片呈現(xiàn)深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光發(fā)生干涉，振動加強，故B

錯誤，C正確；

D.根據(jù)光的干涉中相互加強的條件，可知當薄膜的厚度發(fā)生變化時，滿足加強條件的波長也會發(fā)生改變,

導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)不同的顏色，故D錯誤。

故選Co

3.如圖，輕質(zhì)細桿AB上穿有一個質(zhì)量為機的小球C,將桿水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系統(tǒng)恰

好處于平衡狀態(tài)。已知左側(cè)斜面與水平面成30°角，則左側(cè)斜面對桿AB支持力的大小為（）

B.^-mg「有1

A.mgC-mgD.-mg

【答案】B

【解析】

【詳解】對輕桿和小球組成的系統(tǒng)進行受力分析，如圖

mg

設(shè)左側(cè)斜面對桿AB支持力大小為NA，由平衡條件有

NA=mgcos30°

得

鼠=—mg

故選B。

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有

兩個或兩個以上的選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全得得3分，有選錯的

得0分。

4.如圖，絕緣水平面上四根完全相同的光滑金屬桿圍成矩形，彼此接觸良好，勻強磁場方向豎直向下。金

屬桿2、3固定不動，1、4同時沿圖箭頭方向移動，移動過程中金屬桿所圍成的矩形周長保持不變。當金

屬桿移動到圖位置時，金屬桿所圍面積與初始時相同。在此過程中（）

A.金屬桿所圍回路中電流方向保持不變

B.通過金屬桿截面的電荷量隨時間均勻增加

C.金屬桿1所受安培力方向與運動方向先相同后相反

D.金屬桿4所受安培力方向與運動方向先相反后相同

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.由數(shù)學(xué)知識可知金屬桿所圍回路的面積先增大后減小，金屬桿所圍回路內(nèi)磁通量先增大后減

小，根據(jù)楞次定律可知電流方向先沿逆時針方向，后沿順時針方向，故A錯誤；

B.由于金屬桿所圍回路的面積非均勻變化，故感應(yīng)電流的大小不恒定，故通過金屬桿截面的電荷量隨時

間不是均勻增加的，故B錯誤；

CD.由上述分析，再根據(jù)左手定則，可知金屬桿1所受安培力方向與運動方向先相同后相反，金屬桿4所

受安培力方向與運動方向先相反后相同，故CD正確。

故選CD?

5.如圖，在了軸上放置四個點電荷5、%、%和“4，5、%位于A點兩側(cè)，%、/位于8點兩側(cè)。C點在

y軸上，且Q4=OB=OC。取無窮遠處電勢為零，電荷位置與電荷量滿足一定關(guān)系，使得以。點為球心、

以O(shè)C為半徑的球面上各點的電勢均為零。下列說法正確的是（）

師

C

AB

--??一-------?~~A

%夕2°夕3%%

A.AJ?兩點電場強度的方向一定沿x軸正方向

B.若在。點放一正點電荷，則兩點的電勢一定升高

C.試探電荷9沿＞軸運動過程中，若靜電力始終不做功，則它受到的靜電力始終為零

D.試探電荷4沿y軸運動過程中，若靜電力始終不做功，則c點的電場強度一定為零

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.以。點為球心、以0C為半徑的球面為等勢面，由電場強度和等勢面的關(guān)系可知，A3兩點

電場強度的方向與半徑垂直，與x軸重合。由于無法判斷各個電荷的電性，故兩點電場強度的方向無

法判斷，故A錯誤；

B.取無窮遠處為零電勢點，由于正點電荷周圍的電勢為正值，若在0點放一正點電荷，則A、3兩點的電

勢一定升高，故B正確；

C.試探電荷q沿y軸運動過程中，根據(jù)電荷分布，若靜電力始終不做功，則經(jīng)過y軸且垂直于X軸平面

為等勢面，但靜電力不一定為零，故c錯誤；

D.根據(jù)以。點為球心、以oc為半徑的球面為等勢面，可知c點的電場強度方向應(yīng)與y軸重合，再根據(jù)

經(jīng)過y軸且垂直于x軸的平面為等勢面，可知。點的電場強度方向應(yīng)與y軸垂直，同一點電場強度的方向

是唯一的，故C點的電場強度一定為零，故D正確。

故選BD。

三、非選擇題：本大題共5小題，共54分。

6.某實驗小組利用圖裝置測量重力加速度。擺線上端固定在。點，下端懸掛一小鋼球，通過光電門傳感器

采集擺動周期。

（1）關(guān)于本實驗，下列說法正確的是。（多選）

A.小鋼球擺動平面應(yīng)與光電門U形平面垂直B.應(yīng)在小鋼球自然下垂時測量擺線長度

C.小鋼球可以換成較輕的橡膠球D.應(yīng)無初速度、小擺角釋放小鋼球

（2）組裝好裝置，用毫米刻度尺測量擺線長度L,用螺旋測微器測量小鋼球直徑d。螺旋測微器示數(shù)如

mm,記擺長/=￡+4■。

圖，小鋼球直徑d=

2

（3）多次改變擺線長度，在小擺角下測得不同擺長/對應(yīng)的小鋼球擺動周期T，并作出/-72圖像，如圖。

根據(jù)圖線斜率可計算重力加速度g=m/s2(保留3位有效數(shù)字，/取》87)。

(4)若將擺線長度誤認為擺長，仍用上述圖像法處理數(shù)據(jù)，得到的重力加速度值將(填

“偏大”“偏小”或“不變”保

【答案】①.ABD②.20.035③.9.87④.不變

【解析】

【詳解】(1)[1]A.使用光電門測量時，光電門U形平面與被測物體的運動方向垂直是光電門使用的基本

要求，故A正確；

B.測量擺線長度時，要保證繩子處于伸直狀態(tài)，故B正確；

C.單擺是一個理想化模型，若采用質(zhì)量較輕的橡膠球，空氣阻力對擺球運動的影響較大，故C錯誤；

D.無初速度、小擺角釋放的目的是保持擺球在豎直平面內(nèi)運動，不形成圓錐擺，且單擺只有在擺角很小

的情況下才可視為簡詣使用T=工計算單擺的周期，故D正確。

故選ABDo

(2)⑵小鋼球直徑為

d=20mm+3.5x0.01mm=20.035mm

(3)[3]單擺周期公式

T=17l

整理得

47r之

由圖像知圖線的斜率

^A=1.10-0.60m/s2=lm/s2

4424.40-2.404

解得

g=9.87m/s2

(4)[4]若將擺線長度Z,誤認為擺長/,有

則得到的圖線為

一正上

4/2

仍用上述圖像法處理數(shù)據(jù)，圖線斜率不變，仍為鳥，故得到的重力加速度值不變。

4萬2

7.如圖，某實驗小組為測量一個葫蘆的容積，在葫蘆開口處豎直插入一根兩端開口、內(nèi)部橫截面積為

O.lcn?的均勻透明長塑料管，密封好接口，用氮氣排空內(nèi)部氣體，并用一小段水柱封閉氮氣。外界溫度為

300K時，氣柱長度/為10cm；當外界溫度緩慢升高到310K時，氣柱長度變?yōu)?0cm。己知外界大氣壓

恒為1.0xl()5Pa，水柱長度不計。

(1)求溫度變化過程中氮氣對外界做的功；

(2)求葫蘆的容積；

⑶試估算被封閉氮氣分子個數(shù)(保留2位有效數(shù)字)。已知Imol氮氣在1.0x105Pa、273K狀態(tài)下的

體積約為22.4L,阿伏伽德羅常數(shù)以取6.0x1023mo「。

【答案】(1)0.4J；(2)119cm3；(3)2.9xlO21

【解析】

【詳解】（1）由于水柱的長度不計，故封閉氣體的壓強始終等于大氣壓強。設(shè)大氣壓強為外，塑料管的橫

截面積為S,初、末態(tài)氣柱的長度分別為卜12,氣體對外做的功為W。根據(jù)功的定義有

解得

W=0.4J

（2）設(shè)葫蘆的容積為K,封閉氣體的初、末態(tài)溫度分別為工、與，體積分別為匕、%,根據(jù)蓋―呂薩克

定律有

4T2

匕=V+S/1

V2=V+Sl2

聯(lián)立以上各式并代入題給數(shù)據(jù)得

V=119cm3

（3）設(shè)在1.0x105Pa、273K狀態(tài)下，Imol氮氣的體積為匕、溫度為耳，封閉氣體的體積為匕，被封閉

氮氣的分子個數(shù)為九。根據(jù)蓋一呂薩克定律有

V+SlA_V3

其中

n=-NA

%

聯(lián)立以上各式并代入題給數(shù)據(jù)得

〃=2.9xlCP個

8.如圖，質(zhì)量為1kg的薄木板靜置于光滑水平地面上，半徑為0.75m的豎直光滑圓弧軌道固定在地面，

軌道底端與木板等高，軌道上端點和圓心連線與水平面成37。角.質(zhì)量為2kg的小物塊A以8m/s的初速

度從木板左端水平向右滑行，A與木板間的動摩擦因數(shù)為0.5.當A到達木板右端時，木板恰好與軌道底

端相碰并被鎖定，同時A沿圓弧切線方向滑上軌道.待A離開軌道后，可隨時解除木板鎖定，解除鎖定

時木板的速度與碰撞前瞬間大小相等、方向相反.已知木板長度為L3m,g取10m/s2,如取

3.16,sin37°=0.6,cos37°=0.8.

(1)求木板與軌道底端碰撞前瞬間，物塊A和木板的速度大??；

(2)求物塊A到達圓弧軌道最高點時受到軌道的彈力大小及離開軌道后距地面的最大高度；

(3)物塊A運動到最大高度時會炸裂成質(zhì)量比為1:3的物塊8和物塊C,總質(zhì)量不變，同時系統(tǒng)動能增

加3J,其中一塊沿原速度方向運動.為保證3、C之一落在木板上，求從物塊A離開軌道到解除木板鎖

【答案】(1)V[=7m/s,v2=2m/s；(2)FN=———N,H=2m；(3)0.Is<A?<0.118s或

0.732s<A/<0.75s

【解析】

【詳解】(1)設(shè)物塊A的初速度為%,木板與軌道底部碰撞前，物塊A和木板的速度分別為匕和丫2,物塊

A和木板的質(zhì)量分別為㈣和機2，物塊A與木板間的動摩擦因數(shù)為〃，木板長度為L,由動量守恒定律和

功能關(guān)系有

m1Vo=mlvl+m2V2

3ml片=^,nivi+^m2v2+〃叫g(shù)L

由題意分析匕2%,聯(lián)立式得

%=7m/s,v2=2m/s

(2)設(shè)圓弧軌道半徑為R,物塊A到圓弧軌道最高點時斜拋速度為V3,軌道對物塊的彈力為qv.物塊A

從軌道最低點到最高點，根據(jù)動能定理有

—m1gH(l+sin37。)=1d

物塊A到達圓弧軌道最高點時，根據(jù)牛頓第二定律有

2

F+機］gsin37°=-

NR

聯(lián)立式，得

F=—N

N3

設(shè)物塊A拋出時速度v3水平和豎直分量分別為匕和匕

匕=v3sin37°,vy=v3cos37°

斜拋過程物塊A上升時間

V

tx=—=0.4s

g

該段時間物塊A向左運動距離為

.=vxtx=1.2m.

物塊A距離地面最大高度

2

H=/?(l+sin37°)+^=2m.

(3)物塊A從最高點落地時間

t2=I—=0.632s

設(shè)向左為正方向，物塊A在最高點炸裂為5、C,設(shè)質(zhì)量和速度分別為m3、，九4和”4、%，設(shè)/：7%=1：3,

系統(tǒng)動能增加八里.根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律得

根1匕=根3%+加4%

g叫V+AEk=g+；加4片

解得

v4=6m/s,%=2m/s或=0,=4m/s.

設(shè)從物塊A離開軌道到解除木板鎖定的時間范圍At：

(a)若V4=6m/s,%=2m/s,炸裂后8落地過程中的水平位移為

s'="也=3.792m

炸裂后C落地過程中的水平位移為

s”=匕%2=L264m

木板右端到軌道底端的距離為

As=v2+12-At)=(2.064-2At)m

運動軌跡分析如下

1.2m

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