【全国卷Ⅰ】2023年高考终极压轴卷：物理试题（含答案）解析

2019II〔选择题)一、单项选择题高铁是中国“四大制造之ー，有一段视频，几年前一位乗坐京泸高铁的外国人，在最高时速300公里行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如下图，在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车横向变道进站的时候，硬币才倒掉。这一视频证明白中国高铁的极好的稳定性。关于这枚硬币，以下推断正确的是〔 〕硬币直立过程可能受到与列车行驶方向一样的摩擦力作用B．硬币直立过程肯定只受重力和支持力而处于平衡状态C．硬币倒掉是由于受到风吹的缘由D．列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用Rm的小球随碗一起做匀速圆周运动，小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ，小球与碗面的动摩擦因数为μ，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。要想使小球始终与碗保持相对静止，则碗旋转的最大角速度大小为A． B．C． D．关于近代原子物理，以下说法正确的选项是( )依据玻尔理论可知，一个氢原子从n=46种频率的光子B．放射性物质的半衰期受环境温度的影响C．α粒子散射试验提醒了原子核是可分的D．能量为30eV的光子照耀到某一金属外表时从金属外表逸出的电子最大初动能为l5eV，为使该金属发生光15eV图甲为小型发电机的构造简图,通过线圈在两磁极间转动给小灯泡供电,小灯泡获得的交变电压如图乙。则以下说法正确的选项是甲图中电压表的示数为B0时刻就是甲图所示时刻C0.5×10-2s时刻,穿过甲图中线圈的磁通量最小D1.0×10-2s时刻,穿过甲图中线圈的磁通量最小如下图，在一固定水平放置的闭合导体圆环正上方，有一条形磁铁从静止开头下落，下落过程中始终保持竖直方向，起始高度为h，最终落在水平地面上。假设不计空气阻力，重力加速度取g，以下说法中正确的选项是磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向(俯视圆环)B．磁铁在整个下落过程中，圆环受到它的作用力总是竖直向下的C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D．磁铁落地时的速率肯定等于二、多项选择题如下图，在竖直平面内有水平向右、场强为1×104N/C的匀强电场。在匀强电场中有一根长2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角。假设小球获得肯定初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°＝0.8，g＝10m/s2．以下说法正确的选项是〔 〕小球的电荷量＝615Cc1J小球在b点时的机械能最小D．小球在运动过程中电势能和机械能之和保持不变，且为5J一质量为m＝2.0kg的小物块以肯定的初速度冲上一倾角为37°足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小—时间图线，如下图。(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)则( )小物块冲上斜面过程中加速度的大小是8.0m/s2B．小物块与斜面间的动摩擦因数是0.25C．小物块在斜面上滑行的最大位移是8mD．小物块在运动的整个过程中，损失的机械能是6.4J一物体被吊车用钢索竖直向上提升过程的v-t图像如下图。以下推断正确的选项是物体在加速过程中被吊起的高度为10m0〜10s30s〜35s内的平均速度0s--35s内物体处于超重状态D10s内钢索最简洁发生断裂II〔非选择题)三、试验题某同学用图甲所示的装置来探究功和动能变化的关系。在木板上固定两个完全一样的遮光条A、B，遮光条的宽度为d。用不行伸长的细线绕过定滑轮和动滑轮将木板与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶(内有沙子)，滑轮的质量和摩擦不计，重力加速度为g。(1)试验中轨道应倾斜肯定角度，对此以下说法正确的选项是 为了释放木板后，木板在细线拉动下能匀速下滑B．为了增大木板下滑的加速度，提高试验精度C．使木板在未施加拉力时能匀速下滑D．尽量保证细线拉力对木板做的功等于木板所受合力对木板做的功(2)试验主要步骤如下：ML；按甲图正确安装器材。1 1 ②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的遮光时间tt则遮光条BA通过光电门的过程中木板动能的变化量△E= ，合外力对木板做功W= ，(均用字母M、t、t、d、L、F1 1 ③在小桶中增加沙子，重复②的操作。W、△E的大小，得出试验结论k某同学要描绘“2.8V、1.5W”小灯泡的伏安特性曲线，试验室供给了以下器材:A.L〔2.8V、1.5W〕E〔4V2Ω〕A电流表〔0~3mA，内阻为r=50Ω〕A1 12 A〔0~0.6A，内阻r5Ω2 滑动变阻器R1〔0-10Ω，额定电流2A〕滑动变阻器R2(0~100Ω，额定电流1A)G.各种阻值的定值电阻假设干H.电键S和导线假设干。为了将电流表A1改装成3V量程的电压表，需要串联的定值电阻的阻值R= Ω。滑动变阻器应选 (填“R1”或“R2”)。依据供给和选用的试验器材连接局部电路如下图，请用笔画线代替导线将电路连接完。闭合电键，调整滑动变阻器，某次两个电流表的示数如下图，则小灯泡的实际功率W〔保存两位有效数字〕⑷在滑动变阻器滑动过程中，假设用P、I、U、R分别表分别表示小灯泡的功率、通过的电流、两端的电压和电阻，则以下图像可能正确的选项是 。四、解答题030°的光滑斜面上，一轻质弹簧两端连接两个质量均为m＝1kgBC。物块CP，物块B通过一跨过光滑定滑轮的轻质细绳与质量m＝8kg、可视为质点的小球A相连，与物块BA在外力作用下静止在对应圆心角为60°R＝2m的光滑圆弧轨道的最高abbcA当小球A滑至bB未到达aC恰好离开挡板g取10m/2，弹簧始终处于弹性限度内，细绳不行伸长，定滑轮的大小不计。求：0弹簧的劲度系数；在细绳断裂后的瞬间，小球A对圆弧轨道的压力大小。k2kU加速后从坐标原点Ox轴的正方向射入匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，经两磁场后分别打在屏上、两点未标出。Ⅰ、Ⅱ两磁场是相邻的矩形区域，区域的宽均为ay轴，两磁场的方向均与Oxy坐标平面垂直但方向相反，磁感应强度的大小均为 式中U为加速电压。屏垂直于x轴且到y轴的距离为6a。求甲、乙两粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹的半径之比：求与两点间的距离假设使甲、乙两粒子最终能打到屏上的同一点加上假设干磁场区。

x轴的正方向，可在磁场Ⅰ、Ⅱ的根底上再请在图中画出可能的磁场区域所在的位置并在图中标明磁场的方向O点运动到点的时间之比：。以下说法正确的选项是 〔填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分〕A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进展B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能肯定增加C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度D．液体具有流淌性是由于液体分子具有固定的平衡位置E.当两分子间距离为r00；当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力10cm2a下面封闭长度为30cm2kgbba导热性能良好。2716N，现缓慢降低温度到－63℃。外界大气压强始终为P0=1×105Pag=10m/s2.压力传感器示数为零时的温度；整个过程中气体抑制外界作用力所做功。以下说法正确的选项是 〔填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分〕A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简洁、最根本的振动B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才能发生衍射现象C．光导纤维传递信息是利用了光的干预原理D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来E.狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是一样的如下图，一个半径为R，折射率的透亮半球体，O为球心，轴线OA与半球体的左边界垂直。位于轴线上O0.6R处的光源S发出一束与轴线OA53°时折射角的正弦值。(sin53°=0.8，cos53°=0.6，结果保存两位小数)参考答案【答案】A【解析】力或行进方向反向的静摩擦力供给硬币加速度，故A正确，BD错误；硬币倒掉是由于列车横向变道时，列车风，故C错误。【答案】C【解析】当角速度最大时，摩擦力方向沿半球形碗壁切线向下达最大值，设此最大角速度为ω，由牛顿其次定律得，fcosθ+FNsinθ＝mω2Rsinθ，fsinθ+mg=FNcosθ，f=μFN；联立以上三式解得：【答案】D

，应选C.【解析】依据玻尔理论可知，一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁最多可辐射3种频率的光子，选项A错误；放射性Bα粒子散射试验建立了原子的核式构造理论，选项C错误；能量为30eV的光子照耀到某一金属外表时从金属外表逸出的电子最大初动能为l5eV15eV，则为使该金属发生光电效应，入射光子的能量至少为15eV，选项D正确.【答案】C【解析】甲图中电压表的示数为沟通电的有效值： ，选项A错误；乙图中的0时刻感应电动势为零，而甲图所示时刻，感应电动势最大，选项B错误；乙图中0.5×10-2s时刻，感应电动势最大，则此时穿过甲图中线圈的磁通量最小，选项C正确；乙图中1.0×10-2s时刻感应电动势为零，则此时穿过甲图中线圈的磁通量最大，选项D错误.【答案】B【解析】A后沿顺时针方向，应选项A错误；B、由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在磁铁靠近圆环的过程中为阻碍磁铁的靠近，圆总是竖直向下，应选项B正确；C、在磁铁下落过程中，圆环中产生感应电流，圆环中有电能产生，磁铁在整个下落过程中，磁铁的机械能转化为电能，由能量守恒定律可知，磁铁的机械能削减，应选项C错误；D、磁铁做自由落体运动时，则有

，磁铁落地时的速度 ，由于磁铁下落时能量有损失，磁铁落地速度小于应选选项B。6

，应选项D错误；【解析】小球静止时悬线与竖直方向成37角，受重力、拉力和电场力，三力平衡，依据平衡得mgtan37q，解得：，故A正确；小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点b速度最小，依据牛顿其次定律得： ；最小动能为： ，故B错误；最多的过程，即与O点等高的最左的位置a点，故C错误；选最低点为零势能点，求A点的电势能和重力势能加上动能就是能量之和为：E＝E+E+E′＝1J+mg×2Lcos37°+Eq×2Lsin37°＝5J，故D正确。k p p【答案】AB【解析】1由小物块上滑过程的速度-时间图线可得小物块冲上斜面过程中加速度大小为 选项A正确；对小物块进展受力分析，依据牛顿其次定律有：mgsin37°+f=ma，N-mgcos37°=0又f=μN；代入数据解得μ=0.25，选项B正确；由小物体上滑过程的速度-时间图线可得：小物块沿斜面对上的位移1，选项C错误；小物块在运动的整个过程中，损失的机械能是，选项D错误.【答案】AD【解析】A．物体在加速过程中被吊起的高度为 =10m，选项A正确；B．0〜10s1m/s，30s〜35s1m/s，应选项B错误；C．30s〜35s内物体的加速度向下，处于失重状态，选项C错误；D10s内物体向上加速，处于超重状态，则钢索最简洁发生断裂，选项D正确。【答案】CD【解析】〔1〕为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对小车做的功应先平衡摩擦力，摩擦力平衡掉的检测标准即：可使得小车在未施加拉力时做匀速直线运动，故CD正确；〔2〕B通过遮光板时的速度： ；A通过遮光板时的速度： ；小车通过A、B过程中动能的变化量W=FL；10【答案．950 R1 0.59 AC【解析】11将电流表A3V量程的电压表，需要串联的电阻为R，则于测量电阻承受分压式，因此滑动变阻器选用最大阻值较小的R。11

，求得R=950Ω，由由于电流表A2的内阻与灯泡的阻值差不多，因此电流表A2承受外接法，电路连接如下图。由A2的示数，可知灯泡两端的电压为1.80V0.33A，此时灯泡的实际功率为P=UI=1.80x0.33W=0.59W。依据公式 可知图像的斜率表示，斜率减小，即R增大，A正确。P=UIU增大，I也增大，故不行能为直线，B错误；依据P=I2R可知P-I2图像的斜率表示电阻，过程中小灯泡的可能电阻增大，故斜率增大，C正确；D.在滑动滑动变阻器过程中，小灯泡两端的电压和电流都是增大的，故电功率始终增大，D错误；【答案〔〕5N/m 〔2〕144N【解析】小球A位于a处时，绳无张力且物块B静止，故弹簧处于压缩状态B由平衡条件有kx＝mgsin30°C恰好离开挡板P时，C0，故弹簧处于拉升状态C由平衡条件有kx′＝mgsin30°由几何关系知R＝x＋x′代入数据解得k＝ ＝5N/m物块Aa处与在b处时，弹簧的形变量一样，弹性势能一样，故A在a处与在b处时，A、B系统的机械能相等，有mgR(1－cos60°)＝mgRsin30°＋mv2mv20 0A BAb处的速度分解，由速度分解关系有vcos30°＝vA B代入数据解得v＝ ＝4m/sAb处，对A由牛顿定律有N－mg＝m0 0代入数据解得N＝mg＋m＝144N0 0由牛顿第三定律，小球A对圆轨道的压力大小为N′＝144N12【答案〔1〕 ；〔2〕 ；〔3〕① 。② 。【解析】由动能定理求得粒子速度，再依据洛伦兹力做向心力求得轨道半径；依据匀速圆周运动和匀速直线运动规律，线运动规律得到在非磁场区域的运动时间，从而得到两粒子运动时间之比。【详解】设粒子质量为m，电荷量为q，加速后的速度为v，那么，由动能定理可得： ，所以， ；那么粒子在磁场Ⅱ中运动的速度为v，粒子只受洛伦兹力作用故粒子做匀速圆周运动洛伦兹力做向心力，设轨道半径为R，则有： ；所以，轨道半径 ；故 ，那么，甲、乙两粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹的半径之比 ；由 依据粒子的轨道半径，依据粒子在磁场中做匀速圆周运动，离开磁场后做匀速直线运动；由几何关系可得：粒子在区域Ⅰ做逆时针旋转，在区域Ⅱ做顺时针旋转，且转动角度一样，故粒子离开磁场时的速度方向沿 方向；故粒子打在屏上的纵坐标 ； 故由方向；

， ，所以， ；又有两粒子轨道半径不同，那么，每次偏转位移不等，故要使粒子打在同一位置，那么，后添加的磁场正好把前面磁场产生的偏转位移抵消；依据几何关系可得：要使甲、乙两粒子最终能打到屏上的同一点且方向均沿x轴的正方向，只能在x轴 区间任意位置加上对称磁场，且沿故可能的磁场区域如下图：

方向，先向外后向里；甲粒子在每个磁场区间转过的中心角 ，故在磁场中的运动时间；甲粒子在非磁场区间运动时间 ；乙粒子在每个磁场区间转过的中心角 ，故在磁场中的运动时间；乙粒子在非磁场区间运动时间 ；故甲、乙两粒子从O点运动到【答案】BCE

点的时间之比 ；【解析】A项：自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进展，故A错误；B项：转变物体内能的两种方式是热传递和做功，在