2023年全国1卷物理试题解析

2023年一般高等学校招生全国1卷

理科综合力气测试

物理局部解析

江苏省资深特级教师戴儒京解析

二、选择题：此题共8小题，每题6分。在每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，有选错的得0分。

14.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能

A.与它所经受的时间成正比B.与它的位移成正比

C.与它的速度成正比D.与它的动量成正比

111P2

【解析】E=-n?v2=max,与位移x成正比。E=—mv2=—ma2t2=—,与速度

k2〃222m

平方，时间平方，动量平方成正比。

【答案】14.B

15.如图，轻弹簧的卜.端固定在水平桌面上，上端放有物块P,系统处于静止状态，现用一

竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置

的位移，在弹簧恢复原长前，以下表示尸和x之间关系的图像可■能正确的选项是

1

【解析】F-mg-k(x-x)=ma,其中阿=奴，x八是初位置弹簧的压缩量，x-x

oo0c

是当P离开静止位置的位移为X时弹簧的压缩量。

得尸=mQ+kx,F是X的一次函数，A正确。

【答案】15.A

16.如图，三个固定的带目小球Q、h和c,相互间的距离分别为ab=5cm,hc=3cm,ca=

4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量

的比值确实定值为k,则

16.16

A.a、b的电荷同号，k=~B.a、b的电荷异号，k=—

6464

C.a、b的电荷同号，卜=京明》的电荷异号，h

【解析】画出c的受力图如下两种状况：从力的方向可以推断：a、b的电荷异号。

设小C所带电荷量确实定值为q。，设小球b所带电荷量确实定值为q,,则小球a所带电荷

„kOa

量确实定值为kq,依据库仑定律F=»(此式中的k为静电力恒量，与题设k不同)

r2

2

Fkx9F4f64

有“=,有依据力三角形与边三角形相像，有，_=_，解得％=D正确。

F16F327

bebe

【答案】16.D

17.如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，0为圆心。轨

道的电阻无视不计。0M是有确定电阻、可绕O转动的金属杆。M端位于PQS±,O

M与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂宜的匀强磁场，磁感应强度的大小为B,现

使OM从0()位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程I)；再使磁感应

强度的大小以确定的变化率从4增加到4"(过程。在过程I、II中，流过0M

B'

的电荷量相等，则一等于

B

537

A.—B.—C.—D,

424

【解析】在过程I中在过程I】中

心竺.:工二者相等，解得三B卬'=可3。

B

R2

【答案】17.B

18.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：be是半径为R的四分之

一的圆弧，与H相切于b点。一质量为〃？的小球，始终受到与重力大小相等的水平外

力的作用，自〃点处从静止开头向右运动，重力加速度大小为以小球从〃点开头运动

到其他轨迹最高点，机械能的增量为

A.2mgRB.4ingRC.5mf»RD.6mgR

1

【解析】当小球从a至c的过程中，依据动能定理F(2R+R)-m*R=2〃"2,

F=mg,解得u=2•也反

3

小球从C点运动到其轨迹最高点，设小球上升6，则一加96=0-2rmz2,得力=2R。此

C

过程小球在水平方向上的位移x=1戊2,其中。=£=g,£=仁=27(依据竖

2m丫g”

直方向的运动算得)，解得x=2R

依据机械能的增量为除重力外的外力即力F所做的功，小球从。点开头运动到其轨迹最高

点，AE=W=F-(2/?+/?+x)=5mgR

【答案】18.C

19.如图，两个线圈绕在同一根铁芯上其，中一线圈通过开关与电源连接另，一线圈与远处沿南北

方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路将。•小躇I悬挂在直毁正上方开，关未闭合时小

磁针处于静止状态.以下说法正确的选项是

A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面对里的方向转动

B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面对里的方向

C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面对外的方向

D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面对外的方向

转动

【解析】A.开关闭合后的瞬间，铁芯内磁通量向右并增加，依据楞次定律，左线圈感

应电流方向在直导线从南向北，其磁场在其上方向里，所以小磁针的N极朝垂直纸面对里

的方向转动,A正确；

B、C直导线无电流，小磁针恢复图中方向。

D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，电流方向与A相反，小磁针的N极朝

垂直纸面对外的方向转动，D正确。

【答案】19.AD

20.2023年，人类第一次直接探测到来自双中子星合尹的引力波。依据科学家们复原的过

程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒

转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量

4

并利用牛顿力学学问，可以估算出这一时刻两颗中子星

A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度

【解析】设两颗中子星相距为L,质量分别为m、m,轨道半径分别为r、r,依据万有

12I2

引力供给向心力，有"巴•二m①2r=m32r,由于r+r=乙，所以质量之和为

Ll112212

m+m~°(r+r)="',其中CO=___=24兀(T=s),L=400km,

12Gl2GT12

可求，B正确。

依据v=得u+v=co(r+r)=coL,可求。c正确；

I2I2

可以求出两颗中子星相互围着运动的角速度，不行以求出各自的自转角速度，D错误。

【答案】20.BC

21.图中虚线。、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等热面，平面b上的电期•为2

Vo一电子经过Q时的动能为10eV,从。到d的过程中抑制电场力所做的功为6eVo

以下说法正确的选项是

abcdf

A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面/

C.该电子经过平面d时，其电势能为4eV

D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍

【解析】设相邻两条等势线之间的电势差为U。，依据从a到d的过程中抑制电场力所做的

功为6eV,所以〃=21/并且电势从a向f渐渐降低。平

0o

面b上的电势为2V,所以平面c上的电势为零，A正确；

由于从a到f,电势降低4U=8K,所以电势能增大8e，，动能削减,可能到达

0

f;但假设在a时速度方向在a平面内，加速度方向向左，就可能到达不了平面/,所以B正

确。

5

abcdf

*

电势4V

2V0V-2V-4V

电子电势能YZ-2eVOeV2eV4eV

从上图可以看出，该电子经过平面d时，其电势能为2cV,C错误;

该电子经过平面b时的动能是经过d时的2倍，所以速率是JT倍。

【答案】21.AB

三、非选择题：共174分，第22-32题为必考题，每个试题考生都必需作答。第33-38题

为选考题，考生依据要求作答。

〔一〕必考题：共129分。

22.（5分）如图（a）,一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主

尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，

简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有硅码时，移动

游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为L9S0cm；当托盘内放有质量为0.100

kg的跌码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图1b）所示.其读

数为cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为

_N/m（保存3位有效数字）。

6

【解析】游标卡尺的读数：主尺读3.7cm,游标尺的第15个格与主尺某格对齐，所以读数

为0.05x15=0.75mm,所以弹簧伸长为3.775cm。弹簧的劲度系数为

,F0.100x9.80LC,

k=_=N/zm=53.7N/m

x3.775x10-2

【答案】22.（5分）3.77553.7

23.（10分）某试验小组利用如图（a）所示的电路探究在25c〜80℃范围内某热敏电阻的温

度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻勺，其标称值（25℃

时的阻值）为900.0Q：电源E（6V,内阻可无视）：电压表。量程150mV）：

定值电阻R.（阻值20.0C）,滑动变阻器与〔最大阻值为1000Q）：电阻箱R（阻

值范闱0-999.9Q）：单刀开关Sy单刀双掷开关S?。

图(a)

试验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0C,将S2与1端接通,

闭合S],调整片的滑片位置，使电压表读数为某一值%：保持%的滑片位置不变，

将/置于最大值，将S2与2端接通，调整R2,使电压表读数仍为U6断开S1登记

此时R2的读数，逐步降低温控室的温度£，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到2

5.0℃,试验得到的R/数据见下表。

trc25.030.040.050.060.070.080.0

RJQ900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0

答复以下问题：

（1）在闭合与前，图（a）中用的滑片应移动到_____5菁七”或“b”）端;

（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出曲线：

7

一-

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一

二

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o加图，屈屈曲丽，IC冏阳ii丽

，保诋，■报港^霆1选［用委用备运

||国图副雕眶图坦醺］

20.040.060.080.0100.0

图(b)图(c)

(3)由图(b)可得到R］,在25℃-80。(：范围内的温度特性，当£=44.0'C时，可得R1=

(4)将凡握于手心，手心温度下&的相应读数如图(C)所示，该读数为—C,则手心

温度为______

【解析】电流要从小渐渐增大，所以，电阻要渐渐减小，初始位置在电阻最大处，即b。

【答案】23.(10分)(1)b(2)如以下图(3)450(4)620.033.0

1000

890

———■■■———■・■■■■■■——————■■■■■•■■・・■・■■—一————■

BoaMMBae■W华*«a明MSMB洞MIBOa相*■■WB徘MSM雨

asuHsmiakvininisiminaiimiiImimni

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020.040.060.080,0100.0//℃

24.(12分)一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度

为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两局部，两局部获得的动能之和也为立且

均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质

量，求

(1)烟花弹从地面开头上升到弹中火药爆炸所经过的时间；

(2)爆炸后烟花弹向上运动的局部距地面的最大高度

1

【解答】24.(1)设烟花弹上升的初速度为v0,由题给条件有E2m凶个

8

设烟花弹从地面开头上升到火药爆炸所用的时间为t，由运动学公式有0-％=-g£②

联立①②式得t=_匚:③

（2）设爆炸时烟花弹距地面的高度为生，由机械能守恒定律有E=mg%④

火药爆炸后，烟花弹上、下两局部均沿竖直方向运动，设炸后瞬间其速度分别为V］和

11

Vo由题给条件和动量守怛定律有/山弁才_£J7V2=E@,

2z414N

11

—mv+—mv=0(6)

2122

由⑥式知，烟花弹两局部的速度方向相反，向上运动局部做竖直上抛运动。设爆

11

炸后烟花弹上局部连续上升的高度为乙，由机械能守恒定律有工血”=5阿%⑦

2E

联立④⑤@⑦式得，烟花弹上局部距地面的最大高度为力二勺十4二万石⑧

25.（20分）如图，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E,在y<

0的区域存在方向垂直于xOy平面对外的匀强磁场。一个气核1口和一个笊核23先后

从y轴上产=力点以一样的动能射出，速度方向沿x轴正方向。1H进入磁场时，速度方

向与x轴正方向的夹角为60。，并从坐标原点。处第一次射出磁场,1H的质量为

m,电荷量为q不计重力。求

（DJH第一次进入磁场的位置到原点0的距离

（2）磁场的磁感应强度大小

（3）FH第一次离开磁场的位置到原点。的距离

t答案】25.（1）；H在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如以下图。

9

设1H在电场中的加速度大小为Q,初速度大小为V,它在电场中的运动时间为t,第

111:

一次进入磁场的位置到原点。的距离为S］。由运动学公式有

由题给条件,1H进入磁场时速度的方向与x轴正方向夹角久=60°。1H进入磁场时

11

速度y重量的大小为。再=vtan0i③

联立以上各式得y”

h®

13

（2）；H在电场中运动时，由牛顿其次定律有=⑤

设；H进入磁场时速度的大小为/由速度合成法则有V=卅+〔。刀2⑥

111N111

设磁感应强度大小为B,1H在磁场中运动的圆轨道半径为Rv由洛伦兹力公式和牛顿

m/2

其次定律有qun=一」⑦

R

1

由几何关系得Si=2&/也。1⑧

联立以上各式得B=

（3）设彳H在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为vz，在电场中的加速度大小

为a,由题给条件得白2m）v2⑩

22221

由牛顿其次定律有qE=2mQ2

设，H第一次射入磁场时的速度大小为4,速度的方向与x轴正方向夹角为02,

10

入射点到原点的距离为S2,在电场中运动的时间为G。

/=Jv2+(at)2⑭

2V222

sin%=%⑮

/

2

联立以上各式得s=5,6=0,/=或/⑯

2121221

设：H在磁场中做圆周运动的半径为/?2，由⑦⑯式及粒子在匀强磁场中做圆周运

(2/n)vz

动的半径公式得—厂一回1⑰

Lqb1

所以出射点在原点左侧。设2H进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距

1

掰为S',由几何关系有s'=2Rsino⑱

2222

联立④⑧⑯⑰⑱式得，彳H第一次离开磁场时得位置到原点。的距离为

s'-s=里0iih@

223

〔二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题'2道生物题中每科任选一题作

答。假设多做，则每学科按所做的第一题计分。

33.［物理一选修3・3］「15分)

(1)(5分)如图，确定质量的抱负气体从状态a开头，经受过程①、②、③、①到

达状态对此气体，以下说法正确的选项易一〔选对1个得2分，选对2个得4

11

分，选对3个得5分：每选错1个扣3分，最低得分为0分)。

A.过程①中气体的压强渐渐减小B.过程②中气体对外界做正功

C.过程④中气体从外界吸取了热量D.状态c、d的内能相等

E.状态d的压强比状态b的压强小

【解析】对于E,连接Od交ab于b\Od是等压线，则夕=P,又ab是等容线,

db-

由于T>T,所以P>P。所以P>P,D正确。其余比较简洁，不赘述。

bb'bb-bd

【答案】33.(1)BDE

(2)(10分)如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容

积相等的上下两局部，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有

一阀门K。开头时，K关闭，汽缸内上下两局部气体的压强均为P。现将K翻开，

9

容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为“川，将K关闭，活塞平衡

8

V

时其下方气体的体积减小了一，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重

6

力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。

12

【答案】33.(2)设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为Vf压强为P1；下方气体的

体积为右，压强为p,，在活塞下移的过程中，活塞上下方气体的温度均保持不变。由玻意

］/V

耳定律得p_=pV①p_=pV②

o2।1o222

VVVi3VVV

由条件得/=-_=_u③y

1268242263

设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得pS=pS+mg⑤

2I

15PS

联立以上各式得加=一L⑥