2023年高考物理预测卷3及答案解析(全国甲卷)

2023年高考物理预测卷3及答案解析（全国甲卷）

第I卷

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14-18

题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6

分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

14.质量为冽0的某元素原子核发生衰变，经过时间该元素原子核剩余的质量

为加，其2T关系如图所示。该元素的半衰期约为（）

A.67dB.lOldC.115dD.124d

15.图甲为正点电荷。的电场中，某点的电势。与该点到点电荷Q的距离厂的关

系图像。如图乙所示，在正点电荷。的上方水平固定一光滑绝缘杆，0点在点电

荷。的正上方，现将一质量为机、带电量为-q的小球穿在杆上，然后从。点由

静止释放后，小球沿杆依次经过。、人两点到达最远点c。已知a、匕三点到

点电荷。的距离分别为3L、L、2L,下列说法正确的是（）

A.由。-r图像的斜率逐渐减小可知a到c的场强逐渐减小

B.由题设条件可以求出小球运动过程中的最大速度

C.电场中a点的场强和c点的场强相同

D.小球由。点运动到人点的过程中电势能一直增大

16.如图甲所示为杂技演员正在表演“巧蹬方桌”。某一小段时间内，表演者让方

桌在脚上飞速旋转，同时完成“抛”“接”“腾空”等动作技巧。演员所用方桌（如图

乙所示）桌面必必是边长为1m的正方形，桌子绕垂直于桌面的中心轴线。。做

匀速圆周运动，转速约为2r/s,某时刻演员用力将桌子竖直向上蹬出，桌子边水

平旋转边向上运动，上升的最大高度约为0.8m。已知重力加速度g取lOm/s?,则

桌子离开演员脚的瞬间，桌角。点的速度大小约为（）

A.4m/sB.4万m/s

C.<16+8万2m/sD.V16+16^2m/s

17.如图所示，在光滑水平平面上有一根通有恒定电流/的长直导线，用同种均

匀材料做成的单匝线框A、B平铺在水平平面上。A是边长为。的正方形，B是

长边长为2a的长方形。瞬间关闭恒定电流/，假设线框不会与长直导线碰撞，A、

B最终获得的动量之比为（)

A

A.3：8B.3：4C.1：4D.9：16

18.翼装飞行被称为世界上最危险的极限运动，挑战者腾空后，张开手脚便能展

开翼膜，当空气进入一个鳍状的气囊时，就会充气使服装成翼状，从而产生浮力,

然后通过肢体动作来控制飞行的高度和方向。某翼装挑战者在距海平面一定高度

处的直升机上由静止下落，以0=9m/s2的加速度下落一段时间，打开气囊，再减

速下降一段时间后，悬停在天门山附近，准备穿越天门洞，此运动过程近似地看

成竖直方向的运动，其vl图像如图所示，挑战者所受空气阻力恒定，重力加速

度g取10m/s2,下列说法正确的是（）

A.Q~ti时间内挑战者处于超重状态

B.空气阻力是挑战者重力的0.5倍

C.0~1时间内挑战者下落的高度为1250m

D.减速过程中挑战者所受空气浮力是挑战者重力的2.5倍

19.2022年H月1日，梦天实验舱成功对接天宫空间站，至此我国空间站一期

建设基本完成。如图为梦天实验舱正在接近天宫空间站的对接情景，假设对接后

组合体的轨道近似看成圆形，已知组合体运行周期为T,其轨道半径与地球半径

的比值为"，引力常量为G。下列说法正确的是（）

A.图示时刻天宫空间站的运行速度小于7.9km/s

B.图示时刻天宫空间站的加速度大于9.8m/s2

C.组合体的运行速度为学

D.地球的平均密度为爆

20.如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为2：1,定值电阻居=%=H,滑

动变阻器&的最大阻值也为R,图中电表均为理想电表。M、N两端输入电压为

。的交流电，初始时滑动变阻器的滑片尸处于。端，当滑片尸向6端滑动至中

间某一位置时，电压表、电流表的示数变化量分别为△0、4。则（）

7

A.初始时电压表的示数为

B.滑片尸向6端滑动过程中，电流表的示数增大，电压表的示数减小

C△/2

D.滑片P向》端滑动过程中，&消耗的功率逐渐增大

21.如图所示，倾角为30。的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮

连接着固定点尸和物体B,两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A与动滑

轮连接。已知A、B的质量均为1kg,A与斜面间的动摩擦因数为g,重力加速

度大小为lOm/sz,将A、B由静止释放，下列说法正确的是（）

A.物体A、B释放瞬间，轻绳对P点的拉力大小为4N

B.物体B下降过程中，轻绳的拉力对A和B做的总功为零

C.物体B下降过程中，B减少的机械能等于A增加的机械能

D.物体B下降2nl时（此时B未落地）的速度大小为4m/s

第n卷

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22-25题为必考题，每个

试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共47分）

22.某实验小组利用如图所示的实验装置测量橡皮绳的劲度系数。将手机悬挂在

橡皮绳下，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向上的位移。

un

品占占占占

x/cm

00.51.01.52.02.53.03.54.0

实验小组进行了如下主要的实验步骤

a.安装实验器材，橡皮绳分别与手机和铁架台连接，手机重心和橡皮绳在同一竖

直线；

b.手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机中的位移传感器软件；

c.缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度xo；

d.在手机下方悬挂质量为机=50g等重钩码，缓慢释放，当钩码平衡时记录下手机

下降的高度x；

e.重复上述第4步操作；

f.作出钩码数量n及对应手机从橡皮绳原长开始下降高度x的关系图像，如图所

Zj\O

根据图像，回答以下问题：

(1)不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为xo=；

(2)该橡皮绳的劲度系数左=N/m(取g=9.8m/s2)；

(3)通过分析计算可得到手机的质量为。

23.实验室有一只电压表V,已知该电压表的满偏电压Ug=3V,内阻为几千欧，

为了测出电压表内阻，小明设计了如图甲所示的电路。除电压表外，提供的器材

有:

①滑动变阻器岛(0〜20Q,2A),滑动变阻器&(0〜2000Q,0.5A)

②电阻箱以(0〜99.9C),电阻箱R(0-9999.9。)

③电池组(电动势6V,内阻忽略不计)

④开关、导线若干

(1)为测出电压表内阻，滑动变阻器&应选择,电阻箱H应选择

(2)将图甲中的电阻箱H调至0,&滑片移到最左端，闭合S,向右移动滑片,

使电压表指针达到满偏；保持滑片位置不动，调节电阻箱凡电压表指针指在

2.4V,此时电阻箱读数为1.2kC,则Ry为kfi。

(3)用图甲测量内阻时，考虑到系统误差，内阻Rv测量值___________(选填“大

于,，“小于,，或“等于，，)真实值。

(4)若准确测得电压表内阻为4.5kQ后，小明同学用所给电池组、电阻箱和电

压表连接了图乙所示的电路，在电压表两端接上两个表笔，设计出一个简易的欧

姆表，并将表盘的电压刻度转换为电阻刻度；将两表笔断开，闭合开关S,调节

电阻箱，使电压表指针指在“3V”处，此处刻度应标阻值为oo,再保持电阻箱阻值

不变，在两表笔间接不同已知阻值的电阻，找出对应的电压刻度，则“IV”处对

应的电阻刻度为kQo

24.如图所示，两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为。=30。

光滑绝缘斜面上，导轨间距L=0.4m,磁感应强度3=L0T的有界匀强磁场宽度为

=0.2m,磁场方向与导轨平面垂直；长度为2d的绝缘杆将导体棒和边长为d

的正方形单匝线框连接在一起组成如图所示装置，其总质量帆=01kg,导体棒中

通以大小为/=3.75A的恒定电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的总

电阻为R=0.2O,其下边与磁场区域边界平行。现将线框下边置于距磁场上边界

x处由静止释放，线框恰好可匀速穿过磁场区域，导体棒在整个运动过程中始终

与导轨垂直，重力加速度取g=10m/s2。求：

（1）装置释放时线框下边与磁场上边界的距离X；

（2）若线框下边与磁场区域上边界重合时将线框由静止释放，导体棒恰好运动

到磁场区域下边界处返回，求装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦

耳热Q;

（3）在（2）情景中求线框第一次穿越磁场区域所需的时间如

25.如图，在平行板电容器中有垂直纸面向里的匀强磁场均和竖直向下的匀强

电场⑸，平行板电容器右端有孔，且孔在平行于金属板的中轴线上。一束质量

均为机、电荷量均为q,但速度大小不同的正、负粒子从。点，沿平行板电容

器中轴线水平射入，飞出后的带电粒子经过匀强电场包后，立即进入矩形匀强

磁场及。矩形磁场上下对称。不考虑粒子间相互作用、粒子的重力。已知匀强

磁场H、&的磁感应强度均为3o,匀强电场石2的宽度为d,田=4的。

m

（1）求从平行板电容器飞出的带电粒子的速度大小V。；

（2）带电粒子在匀强电场段中的偏转距离y=遮，求匀强电场E2；

6

（3）在上一问中，匀强磁场§2的面积至少是多少，带电粒子轨迹全部都在磁场

（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则

按所做的第一题计分。

33.[物理——选修3-3]（15分）

（1）（6分）如图甲所示夕-丫图像，一定质量理想气体从状态经过两次等温变

化、两次等容变化由状态ATB—C—DTA完成一个循环，这样的过程叫斯特林

循环。A—B的过程中，单位体积中的气体分子数目（选填“增大”“减

小””或“不变”），状态A和状态。的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙

所示，则状态。对应的是（选填“①”或"②”）。

甲乙

如图甲所示，在A—3和。—A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J,在

3—C和C—D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J。求完成一次循环外

界对气体所做的功。

（2）（9分）如图所示，质量为机的导热柱形汽缸，内壁光滑，用横截面积为S、

质量也为机的导热活塞封闭一定量的理想气体。汽缸倒置，活塞与一竖直放置、

劲度系数为左的轻弹簧Q相连，。的下端置于铁架台的水平面上，另一根劲度

系数为左的轻弹簧P一端与汽缸底部相连，另一端固定在铁架台的支架上。平衡

时，轻弹簧P处于原长，而气体柱的长度为4。已知重力加速度大小为g,大气

压强为A=处箸，汽缸底、活塞厚度均不计，汽缸不漏气且与活塞不脱离。现

将支架缓慢向上移动，直到轻弹簧。处于原长，若保持气体温度不变，求：

①轻弹簧Q处于原长时气体柱的长度1；

②支架向上移动的距离助。

34.[物理——选修3-4]（15分）

（1）（6分）在2021年12月9日的天宫课堂中，三位航天员观察到水球中的

气泡特别亮，这是因为光在气泡表面发生了现象。如图所示，水的折射率

为〃，发生这个现象的条件是sin^（填“"或"v”）lo水相对空气是

n

__________介质（填“光密”或“光疏”）。

（2）（9分）如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，因其身姿摇曳、技法神韵

倍受人们喜欢o某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为如图乙所示沿x轴方向

传播的简谐横波，尸、。为该波沿水平传播方向上相距0.8m的两个质点，且横波

由P传向Q。仁0时P质点正经过平衡位置向上振动，。质点正处于波谷（未画

出），图丙为P质点振动图像。已知该水袖舞甩出的波长在0.5m至1m之间，袖子

足够长且忽略传播时振幅的衰减，求：

①质点P振动的位移y与时间/的关系式；

②该水袖舞形成的简谐波的波速。

答案解析

1415161718192021

CBCACADBCBD

14.C

【详解】由题图可知，元素的质量从全7"。衰变至（1人所用时间为

182.4d-67.3d=115.1d有半数发生衰变了，根据半衰期定义可知，元素的半衰期约

为U5d。

故选C。

15.B

【详解】B.小球释放后先做加速运动，后做减速运动，在经过。点时速度最大,

由图甲可知。“0=2%-6%

由动能定理得MU。。=；根"2-0可得最大速度v=选项B正确；

C.小球最远可到达c点，。点与。点的电势相等，故。点到点电荷Q的距离应

为3人由点电荷电场强度后=左耳可知。、c两点的电场强度大小相等，但方向不

r

同，选项C错误；

A.a、0、b、。点到点电荷Q的距离分别为3L、L、2L、3L,由点电荷电场强

度E=可知。到c的场强先增大后减小，选项A错误；

r

D.小球由。点到。点的过程中，电场力做正功，电势能减小，由。点到6点

的过程中，电场力做负功，电势能增大，选项D错误。

故选B。

16.C

【详解】桌子在水平面内做匀速圆周运动，转速约为2r/s,桌角。点的线速度为

V]=27rnr^=­m

r2

故巧=2也nn/s桌子被蹬出瞬间竖直向上的速度为匕，由竖直上抛运动规律可得

v；=2gh,解得

%=4m/s则”点的合速度为v=M+v；=J16+8/m/s

故选C。

17.A

【详解】时间极短，可认为磁感应强度均匀变化，设线框左右两边的磁感应强度

差为AB,由动量定理可知有反乙〃=她力丁=加=°根据题意人：8为同种均匀材

R

料可得殳=9所以有以=七.四%.殳=LL93

杆，」传以4月"“旧PBAA中B&2248

故选Ao

18.C

【详解】A.04时间内挑战者加速下落，处于失重状态，故A错误；

B.由牛顿第二定律可得/g-解得/=。」"2g故B错误；

D.加速运动的时间为％=必=畔s整个运动过程的时间为/=%=迎叵s减速

q339

过程的时间为马=—%=辿叵s减速运动的加速度为的=F=13.5m/s2由牛顿第二

9h

m

定律可得f+f»~s=ma2

解得&=2.25喋故D错误；

C.由图像面积可知，。~，时间内挑战者下落的高度为〃=『%=1250m故c

正确。故选c。

19.AD

【详解】A.根据环绕模型中（?等=整理得v=怦，79km/S是第一宇宙速

度，也是近地卫星的环绕速度。根据上述公式可知，天宫空间站的环绕半径比近

地卫星的环绕半径大，天宫空间站的运行速度小于7.9km/s。故A正确；

B.根据公式G粤=出整理得”粤天宫空间站的环绕半径比地球半径大，则

rr

加速度小于地球表面加速度9.8m/s2。故B错误；

C.设地球半径为R,根据圆周运动特征"=爷=当史故C错误；

4//

D.根据=m等整理得知=族根据密度公式可知o=?=f=募故

D正确。

故选ADo

20.BC

【详解】A.理想变压器原副线圈匝数之比为2：1,则副线圈电压对原线

圈。=（奈x；+?）K+q

Zz\2

解得q=gu故A错误；

B.滑片尸向6端滑动过程中，副线圈电阻减小，电流增大，则原线圈电流增大,

电流表的示数增大，干路电流增大，R/分压增大，则电压表的示数减小，故B

正确;

c.对原线圈回路u=/+/)K+a所以等=日故c正确；

D.当滑片滑到6端，则消耗功率为零，故滑片P向6端滑动过程中，&消耗的

功率不是逐渐增大，故D错误。

故选BCo

21.BD

【详解】A.由于相同时间内物体B通过的位移是物体A通过的位移的两倍，

则物体B的加速度是物体A的加速度的两倍；物体A、B释放瞬间，设轻绳的

拉力为T,物体A的加速度为“，则有

2r-mAgsin30-///??Agcos30=mAa-gg-T=»v2a代入数据,联立解得T=6N,A

错误；

B.物体B下降过程中，轻绳是A、B组成的系统的内力，故轻绳的拉力对A和

B做的总功为零，B正确；

C.物体B下降过程中，B减少的机械能一部分转化为A增加的机械能，还有一

部分转化为克服摩擦力做的功，C错误；

D.设物体B下降2m时的速度为，则A的速度为由能量守恒可得

AA111;

2

mBgh-mAg--/dmgcos30-=-mv-+-/7i(-)代入数据，解得v=4m/s,D正确。

故选BDo

22.1.5cm98150g

【详解】(1)川根据图像可知不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为xo=L5cm

k

(2)⑵根据胡克定律金融可得整理得"=一无由图像可知，图线的斜

2-0

率为八22.5-5=2/cm

联立可得劲度系数为^=98N/m

（3）[3]手机静止时，根据平衡条件可得手机的重力为G=g）=98x0.015N=1.47N

手机的质量为/=£=\?kg=150g

g9.8

23.RiR44.8大于1.125

【详解】（1）[1]图中滑动变阻器采用分压式接法，为了方便调节且使电表示数

变化比较明显，所以滑动变阻器应选择阻值较小的

⑵由于电压表的满偏电压为3V,其内阻为几千欧，而电源电动势为6V,所以

与电压表串联的电阻箱的阻值较大，所以电阻箱应选择处。

（2）⑶电压表和电阻箱的电流相等，即2=与±解得&=4.8k。

KvK

（3）[4]将图甲中的电阻箱R调至0,及滑片移到最左端，闭合S,向右移动滑

片，使电压表指针达到满偏；保持滑片位置不动，调节电阻箱已测量电路的总

电阻增大，则分压增大，所以电阻箱两端的实际电压大于0.6V,所以Ry测量值

为电阻箱读数的4倍，所以刈测量值偏大。

（4）[5]当指针指向3V时，电路中的电流为/g=¥=J^A此时滑动变阻器的阻

1OUU

值为R=-^=4.8k。

U，.ER,%

当电压表示数为IV时，有&RK氏+为解得丁=l」25kC

R,+Rv

24.(1)0.625m；(2)0.1J；(3)0.44s

【详解】（1）对装置，当线框在磁场中匀速时sin。=B/d=——可得v=2.5m/s

R

对装置在进入磁场前过程中，可知，wgsinax=；:加一0可得x=0625m

(2)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的

安培力做功为W,知

mgsina4d+W—Bild=0—0且Q=-W解得Q=^mgdsina—Bild=0.1J

(3)设线框刚离开磁场下边界时的速度为“对装置在接着向下运动2d过程中

mgsinaid-Bild=0-^mv^可得匕=0m/s对装置在磁场中运动时

zngsin8_3"V=ma可得a=gsinO-^V在时间A/内，有=则

RmR

VA.32d2”B2d2

=Lgsma-----A^V]=gtsma------x

mRJmR

而x=2d解得”成七=0.44s

25

25.(1)4幽；(2)回迦；(3)逑±1[2

m3m3

【详解】(1)在平行板电容器中，只有满足洛伦兹力等于静电力，带电粒子才会

做匀速直线运动飞出该区域，即4%0=砧所以丫。=今=4理

Am

(2)在匀强电场E2中的带电粒子做类平抛运动，假设为正电荷d=vof,

产气与(W)2由于正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，偏转距离均为丫=华因

N忆%6

此E2二&/qd

3m

(3)设带电粒子在匀强电场E2中做类平抛运动的速度偏转角为仇位移偏转角

为a,由类平抛运动的推论可知tan6=2tana吟*解得6=30。带电粒子射入磁

场的速度么=cos30。即叶垣vo正电荷在磁场中的半径7=券联立解得『巫d

V3BQQ3

正电荷的轨迹如图所示

由几何关系可知，磁场的宽度d尸fcos6(T=3d2=Bd+6r=@d+2d负电荷

366

的轨迹与正电荷关于中轴线对称，所以匀强磁场史的面积至少为

S=2did2=4占tl(P

3

33.［物理——选修3-3］(15分)

(1)增大②-8J

【详解】［1］由图可知，A-3的过程中气体做等温变化，体积减小，所以单位体

积中的气体分子数目增大。

［2］根据理想