2023届全国普通高等学校高三下学期联合考试物理试题含解析

2023年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一个等势面上．甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动．则下列说法中正确的是A．两粒子电性相同B．甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过d点时的速率C．两个粒子的电势能都是先减小后增大D．经过b点时，两粒子的动能一定相等2、如图所示，匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第I象限内，磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里．一质量为m、电荷量绝对值为q、不计重力的粒子，以某速度从O点沿着与y轴夹角为的方向进入磁场，运动到A点时，粒子速度沿x轴正方向．下列判断错误的是（）A．粒子带负电B．粒子由O到A经历的时间C．若已知A到x轴的距离为d，则粒子速度大小为D．离开第Ⅰ象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为3、甲、乙两车在平直公路上行驶，其v-t图象如图所示．t=0时，两车间距为；时刻，甲、乙两车相遇．时间内甲车发生的位移为s，下列说法正确的是()A．时间内甲车在前，时间内乙车在前B．时间内甲车平均速度的大小是乙车平均速度大小的2倍C．时刻甲、乙两车相距D．4、如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是A．处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV5、物体在做以下各种运动的过程中，运动状态保持不变的是（）A．匀速直线运动 B．自由落体运动 C．平抛运动 D．匀速圆周运动6、如图所示，在电场强度大小为E0的水平匀强电场中，a、b两点电荷分别固定在光滑水平面上，两者之间的距离为l．当a、b的电量均为+Q时，水平面内与两点电荷距离均为l的O点处有一电量为+q的点电荷恰好处于平衡状态．如果仅让点电荷a带负电，电量大小不变，其他条件都不变，则O点处电荷的受力变为()A． B． C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、长为的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于小球在最高点时的速度、运动的向心力及相应杆的弹力，下列说法中正确的是（）A．速度的最小值为B．速度由0逐渐增大，向心力也逐渐增大C．当速度由逐渐增大时，杆对小球的作用力逐渐增大D．当速度由逐渐减小时，杆对小球的作用力逐渐增大8、如图所示，用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线（每根导线电阻为）分别置于正方形的四个顶点上，四根导线都垂直于正方形所在平面。若每根通电直导线单独存在时，通电直导线上的电流与通电直导线上的电流在正方形中心处产生的感应磁场的大小关系为，则四根通电导线同时存在时，以下选项正确的是（）A．和通电电流都为，和通电电流为都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向水平向左B．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方C．和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方D．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左上方9、如图所示，xOy平面位于光滑水平桌面上，在O≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向下．由同种材料制成的粗细均匀的正六边形导线框，放在该水平桌面上，AB与DE边距离恰为2L，现施加一水平向右的拉力F拉着线框水平向右匀速运动，DE边与y轴始终平行，从线框DE边刚进入磁场开始计时，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t的函数图象和拉力F随时间t的函数图象大致是A．B．C．D．10、研究表明，汽车在行驶过程中所受阻力的大小与运动速率的平方近似成正比。一辆汽车在平直公路上行驶，以某一功率行驶达到的最大速率为，此时所受阻力为。若增加汽车功率为原来的两倍，其他条件不变，该汽车行驶达到的最大速率为，相应的阻力为。对此下列表述正确的是（）A． B． C． D．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果面出的图．(1)如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是____________________．(2)该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有______A．刻度尺B．量角器C．弹簧测力计(3)有关该实验，下列说法正确的是______A．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选:若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．B．在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同即可．C．用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角应取合适角度，以便算出合力大小．D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可．E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行．(4)在该实验中，如果将OB与OC细绳也换成橡皮条，那么对实验结果___________影响．(选填“有"或“没有”)12．（12分）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A、B为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A、B两光电门的遮光时间分布是和，当地的重力加速度为g。(1)用20分度游标卡尺测量小球直径，刻度线如图乙所示，则______cm；(2)为了验证小球自A到B过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____A．用天平测出小球的质量B．测出小球到光电门A的竖直高度C．A、B光电门中点间的竖直高度(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒；(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度________。（使用、、和表示）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）汤姆孙利用磁偏转法测定电子比荷的装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速度、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过B中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板D1和D2间的区域。当D1、D2两极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P1点处，形成了一个亮点；加上图示的电压为U的偏转电压后，亮点移到P2点，再加上一个方向垂直于纸面的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到P1点，去掉偏转电压后，亮点移到P3点。假设电子的电量为e，质量为m，D1、D2两极板的长度为L，极板间距为d，极板右端到荧光屏中心的距离为s，R与P竖直间距为y，水平间距可忽略不计。（只存在磁场时电子穿过场区后的偏角很小，tan≈sin；电子做圆周运动的半径r很大，计算时略去项的贡献）。（1）判定磁场的方向，求加速电压的大小；（2）若测得电子束不偏转时形成的电流为I，且假设电子打在荧光屏。上后不反弹，求电子对荧光屏的撞击力大小；（3）推导出电子比荷的表达式。14．（16分）如图所示，在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满＋y方向的匀强电场，在第Ⅰ象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(电场、磁场均未画出)；一个比荷为＝k的带电粒子以大小为v0的初速度自点P(－d，－d)沿＋x方向运动，恰经原点O进入第Ⅰ象限，粒子穿过匀强磁场后，最终从x轴上的点Q(9d，0)沿－y方向进入第Ⅳ象限；已知该匀强磁场的磁感应强度为B＝，不计粒子重力．(1)求第Ⅲ象限内匀强电场的场强E的大小．(2)求粒子在匀强磁场中运动的半径R及时间tB．(3)求圆形磁场区的最小半径rmin．15．（12分）角反射器是由三个互相垂直的反射平面所组成，入射光束被它反射后，总能沿原方向返回，自行车尾灯也用到了这一装置。如图所示，自行车尾灯左侧面切割成角反射器阵列，为简化起见，假设角反射器的一个平面平行于纸面，另两个平面均与尾灯右侧面夹角，且只考虑纸面内的入射光线。(1)为使垂直于尾灯右侧面入射的光线在左侧面发生两次全反射后沿原方向返回，尾灯材料的折射率要满足什么条件？(2)若尾灯材料的折射率，光线从右侧面以角入射，且能在左侧面发生两次全反射，求满足的条件。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】根据曲线运动时质点所受的合力指向轨迹的内侧可知，甲受到引力，乙受到斥力，则甲与Q是异种电荷，而乙与Q是同种电荷，故两粒子所带的电荷为异种电荷．故A错误．甲粒子从a到c过程，电场力做正功，动能增加，而乙从a到d过程，电场力做负功，动能减小，两初速度相等，则知甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点时的速度．故B正确．甲粒子从a到b过程，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大；电场力对乙粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小．故C错误．a到b时，电场力对两粒子的做的功都是0，两个粒子的速率再次相等，由于不知道质量的关系，所以不能判定两个粒子的动能是否相等．故D错误．故选B．2、B【解析】

A．根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，根据左手定则判断知，此粒子带负电，故A正确，不符合题意；

B．粒子由O运动到A时速度方向改变了60°角，所以粒子轨迹对应的圆心角为θ=60°，则粒子由O到A运动的时间为故B错误，符合题意；

C．根据几何关系，有解得R=2d根据得故C正确，不符合题意；

D．粒子在O点时速度与x轴正方向的夹角为60°，x轴是直线，根据圆的对称性可知，离开第一象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，故D正确，不符合题意；

故选B。3、D【解析】

A．由图知在0～t0时间内甲车速度大于乙车的速度，故是甲车在追赶乙车，所以A错误；B．0～2t0时间内甲车平均速度的大小，乙车平均速度，所以B错误；D．由题意知，图中阴影部分面积即为位移s0，根据几何关系知，三角形ABC的面积对应位移s0∕3，所以可求三角形OCD的面积对应位移s0∕6，所以0—to时间内甲车发生的位移为s=s0+s0∕6得s0=s故D正确；C．2t0时刻甲、乙两车间的距离即为三角形ABC的面积即s0∕3，所以C错误．故选D。4、D【解析】

A．处于基态的氢原子吸收10.2eV的光子后能跃迁至n=2能级，不能吸收10.2eV的能量．故A错误；B．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出，故B错误；C．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量值大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C错误；D．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为：，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：，故D正确；5、A【解析】

运动状态保持不变是指物体速度的大小和方向都不变，即物体保持静止或做匀速直线运动，故A项正确，BCD三项错误。6、D【解析】开始时，对放在O点的点电荷由平衡知识可知：；当让点电荷a带负电时，则a、b对O点点电荷的库仑力竖直向上在，则O点处电荷的受力变为，故选D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCD【解析】

A．如图甲所示“杆连小球”在最高点速度有最小值0（临界点），此时杆向上的支持力为故A错误；B．解析式法分析动态变化。由0逐渐增大，则即逐渐增大，故B正确；C．如图乙所示当最高点速度为（临界点）时，有杆对小球的作用力。当由增大时，杆对小球有拉力，有则随逐渐增大而逐渐增大；故C正确；D．当由减小时，杆对小球有支持力，有则随逐渐减小而逐渐增大，故D正确。故选BCD。8、AD【解析】

A.当四根导线同时存在时，根据安培定则可知，四根导线在点产生的磁感应方向分别为：导线产生的磁感应强度方向沿方向；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；根据平行四边形定则可知：和通电电流都为，和通电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向水平向左，故A正确；B.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方，故B错误；C.和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方，故C错误；D.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左上方，D正确。故选：AD。9、AC【解析】当DE边在0～L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度越来越大，与时间成线性关系，初始就是DE边长度，所以电流与时间的关系可知A正确，B错误；因为是匀速运动，拉力F与安培力等值反向，由知，力与L成二次函数关系，因为当DE边在0～2L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度随时间先均匀增加后均匀减小，所以F随时间先增加得越来越快后减小得越来越慢，选C正确，D错误．所以AC正确，BD错误．10、BD【解析】

CD．汽车功率为P时，最大速率为，由二力平衡有由题意知解得①同理，汽车功率为2P时，最大速率为②解①②式得③所以D正确，C错误；AB．将③式代入与解得所以B正确，A错误。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、F′ACAE没有【解析】

（1）[1].F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；（2）[2].该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有刻度尺和弹簧测力计，故选AC.（3）[3].A.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．故A正确．B.在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的结点与用两个弹簧测力计拉时拉到同一位置O，故B错误．C.用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角没有严格要求，故C错误．D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，故D错误．E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行，故E正确．（4）[4].由于用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计拉橡皮条结点，只需要效果相同，所以将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果．12、1.025C【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm，游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm，所以小球直径=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm(2)[2]如果机械能守恒，则小球减小的