2023年全国统一高考物理试卷(ⅱ)及解析

2007年全国统一高考物理试卷〔Ⅱ〕一、选择题〔此题包括8小题．每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分〕1．〔3分〕对一定质量的气体，以下说法正确的是〔〕A．在体积缓慢不断增大的过程中，气体一定对外界做功B．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变2．〔3分〕〔2023秋•贵州月考〕一列横波在x轴上传播，在x=0与x=1cm的两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示．由此可以得出〔〕A．波长一定是4cmB．波的周期一定是4sC．波的振幅一定是2cmD．波的传播速度一定是1cm/s3．〔3分〕如下图，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道，圆心O在S的正上方．在O、P两点各有一质量为m的有物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑．以下说法正确的是〔〕A．a比b先到达S，它们在S点的动量不相等B．a与b同时到达S，它们在S点的动量不相等C．a比b先到达S，它们在S点的动量相等D．b比a先到达S，它们在S点的动量相等4．〔3分〕如图，P是偏振片，P的透振方向〔用带的箭头的实线表示〕为竖直方向．以下四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？〔〕A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光5．〔3分〕氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，那么另一个波长可能是〔〕A．λ1+λ2B．λ1﹣λ2C．D．6．〔3分〕如下图，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示．现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，轨道半径并不因此而改变，那么〔〕A．假设磁场方向指向纸里，质点运动的周期大于T0B．假设磁场方向指向纸里，质点运动的周期小于T0C．假设磁场方向指向纸外，质点运动的周期大于T0D．假设磁场方向指向纸外，质点运动的周期小于T07．〔3分〕假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线发射一探测器．假定探测器在地球外表附近脱离火箭．用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，假设不计空气阻力，那么〔〕A．Ek必须大于或等于W，探测器才能到达月球B．Ek小于W，探测器也可能到达月球C．Ek=W，探测器一定能到达月球D．Ek=W，探测器一定不能到达月球8．〔3分〕如下图，在PQ、QR区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场宽度均为l，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合．导线框与磁场区域的尺寸如下图．从t=0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域．以a→b→c→d→e→f为线框中有电动势的正方向．以下四个ε﹣t关系示意图中正确的是〔〕A．B．C．D．二、实验题9．〔17分〕〔1〕在做“用单摆测定重力加速度〞的实验中，有人提出以下几点建议：A、适当加长摆线B、质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C、单摆偏离平衡位置的角度不能太大D、单摆偏离平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆摆动的周期其中对提高测量结果精度有利的是．〔2〕有一电流表，量程为1mA，内阻rg约为100Ω．要求测量其内阻．可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线假设干．采用的测量电路图如下图，实验步骤如下：a．断开S1和S2，将R调到最大；b．合上S1，调节R使满偏；c．合上S2，调节R1使半偏，此时可认为的的内阻rg=R1．试问：〔ⅰ〕在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选；为了使测量尽是精确，可变电阻R应该选择；电源E应该选择．〔ⅱ〕认为内阻rg=R1，此结果与rg的真实值相比．〔填“偏大〞、“偏小〞、“相等〞〕10．〔16分〕如下图，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R．一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动．要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg〔g为重力加速度〕．求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围．11．〔19分〕用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射〞．1932年，查德威克用铍“辐射〞分别照射〔轰击〕氢和氮〔它们可视为处于静止状态〕，测得照射后沿铍“辐射〞方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0．查德威克假设铍“辐射〞是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过实验在历史上首次发现了中子．假定铍“辐射〞中的中性粒子与氢核或氮核发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射〞的中性粒子的质量．〔质量用原子质量单位u表示，1u等于12C原子质量的十二分之一．取氢核和氮核的质量分别为1.0u和14.0u．〕12．〔20分〕如下图，在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E．在其他象限中存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．A是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离为h；C是x轴上的一点，到O的距离为l．一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域，继而通过C点进入磁场区域，并再次通过A点，此时速度与y轴正方向成锐角．不计重力作用．试求：〔1〕粒子经过C点时速度的大小和方向〔用tanθ表示即可〕；〔2〕磁感应强度的大小B．2007年全国统一高考物理试卷〔Ⅱ〕参考答案与试题解析一、选择题〔此题包括8小题．每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分〕1．〔3分〕【考点】热力学第一定律．【分析】解答此题应明确：气体体积膨胀那么气体对外做功；气体压缩时，外界对气体做功；做功和热传递均可改变内能．【解答】解：A、当气体体积增大时，气体对外界做功，A正确；B、根据=常数，P增大时，V不一定变化，B错；C、当气体体积减小时，外界对气体做功，可能向外界放热，根据△U=W+Q可知，内能不一定增大，C错误；D、在Q=0的过程中，不能排除做功，假设有外界对气体做功，那么内能增大，假设气体对外界做功，那么内能减小，故D错误．应选A．【点评】做功和热传递均可改变物体的内能，故在分析内能时一定要借助热力学第一定律分析内能的变化．2．〔3分〕【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由振动图象可直接读出振幅、周期；因不知波的传播方向故需讨论两种可能的传播方向，在图象中找出同一时刻两点的位置确定两点间的可能的波长数；那么由波长、频率及波速的关系可求得波速的可能值；【解答】解：根据振动图象两个最大值的横坐标之差为振动周期，那么T=4s，B选项正确；从图象纵坐标可看出振幅A=2cm，C选项正确；根据题中所给的振动图象可得如果波从0到1传播，那么，如果波从1到0传播，那么，根据可计算出波速和波长可能是1cm/s和4cm〔波从1到0传播，n=0〕，但1cm/s和4cm，不是唯一答案，故A、D错误．应选BC．【点评】此题把两个质点的振动图象分虚实线画在同一个坐标系上，这在平时是很少见的，但是y﹣x中这样的画法却是非常常见的，所以有的考生根本就不看横坐标的含义，就把此题认定为波形图，得到“波长一定是4cm〞的错误答案，这是此题的创新点；归根到底还是考生没有养成解题的良好习惯，凭感觉做题，缺乏分析，这正是命题专家经常命题的一个方向．同时应注意波的传播中在时间和空间上的多解性．3．〔3分〕【考点】动量冲量；机械能守恒定律．【分析】要求物体运动的时间，那么要找出两个物体运动的速率大小关系：根据机械能守恒定律，相同高度速率相同．动量是矢量，等于物体的质量和速度的乘积．【解答】解：在物体下落的过程中，只有重力对物体做功，故机械能守恒故有mgh=解得v=所以在相同的高度，两物体的速度大小相同，即速率相同．由于a的路程小于b的路程．故ta＜tb，即a比b先到达s．又到达s点时a的速度竖直向下，而b的速度水平向左．故两物体的动量不相等．应选A．【点评】两物体运动的路程关系：sb＞sa，但在相同的高度速率相同，这是此题的突破口．所以挖掘出隐含条件是解题的关键．4．〔3分〕【考点】光的偏振．【分析】根据光的现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片．【解答】解：A、太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，故A正确；B、沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B正确；C、沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们已经相互垂直．故C是错误的；D、沿与竖直方向成45°角振动的光也能通过偏振片，故D正确；应选：ABD【点评】D选项容易漏选，其实题中另一侧能观察到光即可．5．〔3分〕【考点】氢原子的能级公式和跃迁．【分析】氢原子在跃迁时，发光的光子能量等于能级间的差值，那么设出三个能级即可表示出辐射光子的能量关系，由E=h可明确波长关系．【解答】解：氢原子在能级间跃迁时，发出的光子的能量与能级差相等．如果这三个相邻能级分别为1、2、3能级E3＞E2＞E1，且能级差满足E3﹣E1＞E2﹣E1＞E3﹣E2，根据可得可以产生的光子波长由小到大分别为：、和这三种波长满足两种关系和，变形可知C、D是正确的．应选CD．【点评】此题考查氢原子的能级公式和跃迁，在解题时要注意进行讨论所有的可能性，不能漏掉应有的答案．6．〔3分〕【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；库仑定律．【分析】负电在正电的库仑引力作用下做匀速圆周运动，当外加一垂直平面的匀强磁场时，负电质点还会受到洛伦兹力作用，轨道半径因不变，所以会导致周期发生变化．当磁场方向指向纸里时，负电荷受到的洛伦兹力与库仑力方向相反，所以周期变大；当磁场方向指向纸外时，负电荷受到的洛伦兹力与库仑力方向相同，所周期变小．【解答】解：在未加磁场时，根据牛顿第二定律和库仑定律得：=在加磁场时，根据牛顿第二定律、库仑定律和洛仑兹力公式〔左手定那么〕得假设磁场指向纸里：，T1＞T0假设磁场指向纸外：，T2＜T0，应选：AD【点评】没有磁场时库仑引力提供向心力做匀速圆周运动，当有磁场时负电荷仍做圆周运动，不过导致提供的向心力可能变大也可能变小，所以会使得周期发生变化．7．〔3分〕【考点】万有引力定律及其应用；动能定理的应用．【分析】此题主要考查动能定理和万有引力相结合的题目，探测器要能到达月球那么到达月球时的速度必须大于等于0，即Ek末=EK﹣W+W1≥0；根据地月质量关系可得探测器克服地球引力所做的功与月球对探测器的引力所做的功的关系．【解答】解：探测器脱离火箭后同时受到地球的引力和月球的引力，根据F=G可知开始时物体受到地球的引力大于受到月球的引力，后来受到月球的引力大于受到地球的引力，所以探测器在运动的过程中地球的引力对物体做负功，月球的引力对物体做正功，所以探测器能够到达月球的条件是必须克服地球引力做功越过引力相等的位置．又根据F=G可知探测器受到的引力相等的位置的位置距离地球远而距离月球近，设在探测器运动的过程中月球引力对探测器做的功为W1，探测器克服地球引力对探测器做的功为W，并且W1＜W，假设探测器恰好到达月球，那么根据动能定理可得﹣W+W1=EK末﹣Ek，即EK末=EK﹣W+W1故探测器能够到达月球的条件是Ek末=EK﹣W+W1≥0，即EK≥W﹣W1，故EK小于W时探测器也可能到达月球．故B正确．由于M地≈81M月，故W≈81W1假设当EK=W时探测器能够到达月球，那么Ek≥W﹣W1仍然成立，可转化为≥W﹣W1仍然成立，即应有W1≥W，这显然与W≈81W1相矛盾，故假设不正确．即探测器一定不能到达月球．故D正确．应选B、D．【点评】此题综合性较强，探测器能否到达月球主要是看到达月球时探测器的速度是否仍然大于等于零，这是此类题目的突破口．8．〔3分〕【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；右手定那么．【分析】根据右手定那么判断出不同阶段电动势的方向，以及根据E=BLv求出不同阶段的电动势大小．刚进磁场时，只有bc边切割；bc边进入QR区域时，bc边和de边都切割磁感线，但等效电动势为0；bc边出磁场后，de边和af边切割磁感线，af边切割产生的电动势大于bc边；de边出磁场后后，只有af边切割．【解答】解：下面是线框切割磁感线的四个阶段示意图．在第一阶段，只有bc切割向外的磁感线，由右手定那么知电动势为负，大小为Blv．在第二阶段，bc切割向里的磁感线，电动势为逆时针方向，同时de切割向外的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为零．在第三阶段，de切割向里的磁感线同时af切割向外的磁感线，两个电动势同为逆时针方向，等效电动势为正，大小为3Blv．在第四阶段，只有af切割向里的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为负大小为2Blv．故C正确，A、B、D错误．应选C．【点评】解决此题的关键掌握右手定那么判断出不同阶段电动势的方向，以及根据E=BLv求出不同阶段的电动势大小．二、实验题9．〔17分〕【考点】用单摆测定重力加速度；伏安法测电阻．【分析】〔1〕在用单摆测定重力加速度为了提高精度，摆线要长些，摆球选择质量大体积小的，拉离平衡位置的角度不能太大，测30﹣50次全振动的时间，去求单摆的周期．〔2〕〔ⅰ〕该实验是利用半偏法测量电流表的内阻，最后电流表的内阻等于R1的阻值，所以R1应该用电阻箱，为了减小测量的误差．电源应选用E2．在实验的过程中认为总电阻不变，那么总电流不变，所以R的阻值要远大于电流表的内阻．根据电源的电动势和电流表的量程可知电路的最小电阻为6kΩ，所以知道应选择最大电阻为10kΩ的滑动变阻器．〔ⅱ〕用半偏法测量电流表的内阻，认为总电阻不变，总电流不变，实际上调节变阻箱后，总电阻变小，总电流变大，电流表为时，电阻箱的电流比大，它们电压相等，所以电流表的内阻大于电阻箱的电阻，用电阻箱的电阻表示电流表的内阻，比真实值偏小．【解答】解：〔1〕A、根据单摆的周期公式T=2π可得，g=，从该公式可看出，摆长l大一些，周期大一些，有利于减小误差，提高测量结果精度．故A正确．B、摆球体积较大，空气阻力也大，不利于提高测量的精确度．故B错误．C、只有在小角度的情形下，单摆的振动才可以看作简谐振动，周期公式才满足．故C正确．D、T对测量结果影响较大，采用累计法测量可以减小误差．故D错误．应选AC．〔2〕〔ⅰ〕根据半偏法的测量原理，R1必须选电阻箱R0，才能测量；电源选择E2，误差较小．根据电源的电动势和电流表的量程可知电路的最小电阻为6kΩ，所以滑动变阻器乙不能有效调节，应该选择甲．〔ⅱ〕根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得：合上S1，调节R使电流表满偏：Ig=合上S2，调节R1使电流表半偏〔电路中的总电流〕：I=上式比拟可得I＞Ig．所以，通过电阻箱的电流：＞那么：R1＜rg〔R1为测量值，rg为真实值〕，即此结果与rg的真实值相比偏小．故此题答案为：〔1〕AC．〔2〕〔ⅰ〕电阻箱R0，滑动变阻器甲、电源E2．〔ⅱ〕偏小【点评】解决此题的关键知道单摆测定重力加速度的考前须知，以及用半偏法测量电流表内阻的原理．10．〔16分〕【考点】机械能守恒定律；向心力．【分析】要求物块相对于圆轨道底部的高度，必须求出物块到达圆轨道最高点的速度，在最高点物体做圆周运动的向心力由重力和轨道对物体的压力提供，当压力恰好为0时，h最小；当压力最大时，h最大．【解答】解：假设物体恰好能够通过最高点，那么有mg=m解得v1=初始位置相对于圆轨道底部的高度为h1，那么根据机械能守恒可得mgh1=2mgR+解得h1=当小物块对最高点的压力为5mg时，有5mg+mg=解得v2=初始位置到圆轨道的底部的高度为h2，根据机械能守恒定律可得mgh2=2mgR+解得h2=5R故物块的初始位置相对于圆轨道底部的高度的范围为【点评】物体在竖直平面内做圆周运动的过程中在最高点的最小速度必须满足有mg=m，这是我们解决此类问题的突破口．11．〔19分〕【考点】动量守恒定律．【分析】中性粒子与静止的氢核发生弹性碰撞，根据动量守恒与能量守恒定律分别列式，求解出氢核的速度；中性粒子再次与静止的氮核发生弹性碰撞，根据动量守恒与能量守恒定律列式，再求解出氮核的速度，将两次速度比拟，可以求出中性粒子的质量．【解答】解：设构成铍“辐射〞的中性粒子的质量和速度分别为m和v，氢核的质量为mH．构成铍“辐射〞的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为v′和vH′．由动量守恒与能量守恒定律得mv=mv′+mHvH′①