2023年高考新课标理综物理真题-教师用卷

2023年高考新课标理综物理真题

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.  船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的(    )

A. 波速和波长均不同 B. 频率和波速均不同 C. 波长和周期均不同              D. 周期和频率均不同

【答案】A 

【解析】波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气中传播的速度小于在水中传播的速度，由波速与波长的关系  知，周期相同，波速不同，则波长不同，故A正确，BCD错误。

故选：。

2.  无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为的雨滴在地面附近以速率下落高度的过程中，克服空气阻力做的功为重力加速度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

【答案】B 

【解析】由一质量为的雨滴在地面附近以速率下落高度，根据动能定理得，解得雨滴克服空气阻力做功为  。

故选：。

3.  铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为，跃迁发射的光子的频率量级为普朗克常量，元电荷(    )

A.  B.  C.  D.

【答案】C 

【解析】由题知铯原子钟利用的两能级的能量差量级，由光子能量公式 ，可得跃迁发射的光子的频率为，所以跃迁发射的光子的频率量级为。
故选：。
 

4.  年月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约的物资进入距离地面约小于地球同步卫星与地面的距离的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资(    )

A. 质量比静止在地面上时小
B. 所受合力比静止在地面上时小
C. 所受地球引力比静止在地面上时大
D. 做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大

【答案】D 

【解析】A.质量是物体的一种属性，所以的物资的质量在资在空间站和地面质量相同，故A错误；

设物资的质量为，地球的质量为，空间站离地面的高度为，地球半径为，物资在地面上静止时所受的合力为零，物资在空间站上绕地球做匀速圆周运动，所受的合力为地球的引力，即，物资在地面受地球引力为，所以  ，故BC错误；

D.物资绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，可得解得

这批物资在空间站内的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，因此这批物资的角速度大于同步卫星的角速度，同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，即这批物资的角速度大于地球自转的角速度，故D正确。

故选：。

5.  一电子和一粒子从铅盒上的小孔竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕上的和两点，点在小孔的正上方，点在点的右侧，如图所示。已知粒子的速度约为电子速度的，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为(    )
 

A. 电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里
B. 电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外
C. 电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里
D. 电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外

【答案】C 

【解析】带电粒子在电场和磁场中运动，说明打到点的粒子在电场力和洛伦兹力作用下受力平衡，且由题知粒子的速度约为电子速度的。
A.电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里，电子和粒子刚从小孔竖直向上射出时，电子受到向右的电场力和洛伦兹力，  粒子受到向左的电场力和洛伦兹力，电子和粒子均不满足受力平衡打到点，A错误；

B.电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外，此时如果  粒子打在点则受到向左的电场力和向右的洛伦兹力平衡，有，又，则电子受到向左的洛伦兹力大于受到向右的电场力，从而向左偏转，同理如果电子打在点，则  粒子受到向左的电场力大于受到向右的洛伦兹力，从而向左偏转，均不会打在点，B错误；

C.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里，如果  粒子打在点，即向右的电场力和向左的洛伦兹力平衡又，电子受到向右的洛伦兹力大受到于向左的电场力，从而向右偏转，同理如果电子打在，则  受到粒子向右的电场力大于受到向左的洛伦兹力，从而向向右偏转，均会打在点；故C正确；

D.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外，  粒子受到向右的电场力和洛伦兹力，电子受到向左的电场力和洛伦兹力，均不能受力平衡打到点，故D错误；

故选：。

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

6.  使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的极正对着乙的极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻(    )
 

A. 甲的速度大小比乙的大 B. 甲的动量大小比乙的小
C. 甲的动量大小与乙的相等 D. 甲和乙的动量之和不为零

【答案】BD 

【解析】A.对甲条形磁铁受力分析，如图所示，

根据牛顿第二定律有，
对乙条形磁铁受力分析，如图所示

根据牛顿第二定律有，由于甲  乙，所以甲  乙，由于两物体同时由静止释放，在它们相互接近过程中的任一时刻可知甲  乙，A错误；

对于整个系统而言，由于甲  乙，合力方向向左，所以合冲量方向向左，根据动量定理可得合动量方向向左，即甲的动量大小比乙的小，BD正确、C错误。

故选：。

7.  一质量为的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，出发点为轴零点，拉力做的功与物体坐标的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。下列说法正确的是(    )
 

A. 在时，拉力的功率为
B. 在时，物体的动能为
C. 从运动到，物体克服摩擦力做的功为
D. 从运动到的过程中，物体的动量最大为

【答案】BC 

【解析】由于拉力在水平方向，则拉力做的功为  ，可看出图像的斜率代表拉力。

A.设在时物体速度为，根据动能定理有，解得  时物体的速度为 ，由题图像可知图像的斜率代表拉力，所以  时，拉力为，则时，拉力的功率   ，A错误

B.当  时，根据动能定理有解得物体的动能为 ，B正确；

C.从  运动到  ，物体克服摩擦力做的功为   ，C正确；

D.根据图像可知在的过程中水平拉力 ，的过程中水平拉力 ，由于物体受到的摩擦力恒为  ，则物体在  处速度最大，设为，根据动能定理有，则从  运动到  的过程中，物体的动量最大为，D错误。

故选：。

8.  如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为、、三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后(    )
 

A. 中的气体内能增加 B. 与中的气体温度相等
C. 与中的气体温度相等 D. 与中的气体压强相等

【答案】AD 

【解析】A.当电阻丝对中的气体缓慢加热时，中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程可知中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓慢向右推动右边活塞。故活塞对中的气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，中的气体内能增加，A正确；

B.未加热前，三部分气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹簧处于压缩状态，对左边活塞分析：，则

分别对、内的气体分析，根据理想气体状态方程有，

由题意可知，因弹簧被压缩，则  ，联立可得：，B错误；

C.在达到稳定过程中中的气体体积变小，压强变大，中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状态，故稳定时、中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对气体分析可知

联立可得，C错误；

D.对弹簧、活塞及中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，与中的气体压强相等，D正确。

故选：。

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

9.  在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。

用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的___________填“正极”或“负极”接触。

某同学设计的实验电路如图所示。先将电阻箱的阻值调为，将单刀双掷开关与“”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关再与“”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是___________。填正确答案标号

A.迅速变亮，然后亮度趋于稳定

B.亮度逐渐增大，然后趋于稳定

C.迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭

将电阻箱的阻值调为，再次将开关与“”端相接，再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流随时间变化如图中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为___________填“”或“”时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的___________填“电压”或“电荷量”。

【答案】正极
 
         电荷量 

【解析】多用电表红表笔流入电流，黑表笔流出电流，故电流表红表笔应该与电池的正极接触；

电容器充电完成后，开始时两极板电量较多，电势差较大，当闭合“”接入小灯泡，回路立即形成电流，初始电流最大，灯泡迅速变亮；随着时间的积累，两极板电量变少，电势差变小，流过灯泡的电流减小，直至两极板电荷量为零不带电，则无电流流过小灯泡，灯泡熄灭，故选C。

开始充电时两极板的不带电，两极板电势差为零，此时可将电容视为通路，设电源内阻为，则开始充电时有，由图像可知开始充电时实线的电流相对较小，故电路中的电阻相对较大，又，则此时电阻箱阻值为  ；由横纵坐标可知，图像的物理意义为充电过程中电流随时间的变化图线，故曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量。

10.  一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。

用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图所示，该示数为___________；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图所示，该示数为___________，则摆球的直径为___________。(    )

单摆实验的装置示意图如图所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为时，实际摆角___________填“大于”或“小于”。

某次实验所用单摆的摆线长度为，则摆长为___________。实验中观测到从摆球第次经过最低点到第次经过最低点的时间间隔为，则此单摆周期为___________，该小组测得的重力加速度大小为___________结果均保留位有效数字，取

【答案】；；；    大于               

【解析】测量前测微螺杆和测砧相触时，此时图的示数为

螺旋测微器在夹有摆球时示数如图所示，此时螺旋测微器固定刻度读数加可动刻度读数，读数为，则摆球的直径为(    )

角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在点上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为时，实际摆角大于；

单摆的摆线长度为，结果保留三位有效数字，则单摆的摆长为，一次全振动单摆经过最低点两次，得单摆的周期为，根据单摆的周期表达式  ，解得重力加速度。

四、计算题（本大题共3小题，共44.0分）

11.  将扁平的石子向水面快速抛出，石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果，石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于。为了观察到“水漂”，一同学将一石子从距水面高度为处水平抛出，抛出速度的最小值为多少？不计石子在空中飞行时的空气阻力，重力加速度大小为

【答案】石子向水面快速抛出，因为不计石子在空中飞行时的空气阻力，所以石子做平抛运动，设抛出速度为，落到水面上时的竖直速度为
竖直方向做自由落体运动，则有

解得

由题意可知

解得

石子抛出速度的最小值为  。

【解析】见答案
 

12.  密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴、在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后上板为正极，这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。

求油滴和油滴的质量之比；

判断油滴和油滴所带电荷的正负，并求、所带电荷量的绝对值之比。

【答案】设油滴半径，密度为，油滴质量

则速率为时受阻力

油滴匀速下落时

解得

可知

则

两板间加上电压后上板为正极，这两个油滴很快达到相同的速率  ，可知油滴做减速运动，油滴做加速运动，可知油滴带负电，油滴带正电；当再次匀速下落时，对由受力平衡可得

其中

对由受力平衡可得

其中

联立解得

【解析】本题考查带电微粒在电场中的运动，根据平衡问题受力分析即可。
 

13.  一边长为、质量为的正方形金属细框，每边电阻为，置于光滑的绝缘水平桌面纸面上。宽度为的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为，两虚线为磁场边界，如图所示。

使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。

在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图所示。让金属框以与中相同的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量。(    )

 

【答案】金属框进入磁场过程中的平均感应电动势为

金属框进入磁场过程中流过回路的电荷量为

则金属框完全穿过磁场区域的过程中流过回路的电荷量为

由动量定理

联立以上两式解得

设金属框进入磁场过程的末速度为，向右为正方向。因导轨电阻可忽略，故金属框上下部分被短路。于是得电路中的总电阻

根据动量定理得

联立以上两式解得

由能量守恒得

解得

其中

线框完全进入磁场后线框左右两边均作为电源，此时回路的总电阻

设线框的右边框刚接触磁场右边界时的速度为，根据动量定理有

解得 ，这说明线框刚到达磁场右边界时就停止运动了，于是再根据能量守恒有

在此过程中，产生的热量为

则在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量

【解析】见答案