2023年全国甲卷物理试卷和答案解析

2023-10-17·16页·3 M

全国甲卷物理

1.一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中()

A.机械能一直增加B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大

答案】B

解析

【详解】A.铅球做平抛运动,仅受重力,故机械能守恒,A错误;

B.铅球的加速度恒为重力加速度保持不变,B正确;

CD.铅球做平抛运动,水平方向速度不变,竖直方向做匀加速直线运动,根据运动的合成可知铅球速度变

大,则动能越来越大,CD错误。

故选B。

在下列两个核反应方程中1417、7,和代表两种不同的原子核,以

2.X7NY8OY3Li2XXYZ

和A分别表示X的电荷数和质量数,则()

A.Z1,A1B.Z1,A2C.Z2,A3D.Z2,A4

【答案】D

【解析】

【详解】设Y电荷数和质量数分别为m和n,根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程

的核电荷数和质量数满足

A14n17,Z7m8

第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足

n72A,m32Z

联立解得

Z2,A4

故选D。

3.一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻,此后做匀减速运动,到t=t2时刻速度降为

零在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是()

A.B.

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C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】x—t图像的斜率表示速度,小车先做匀加速运动,因此速度变大即0—t1图像斜率变大,t1—t2做匀

减速运动则图像的斜率变小,在t2时刻停止图像的斜率变为零。

故选D。

4.一质点做匀速圆周运动,若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比,运动周期与轨道半径成反比,

则n等于()

A.1B.2C.3D.4

【答案】C

【解析】

【详解】质点做匀速圆周运动,根据题意设周期

k

T

r

合外力等于向心力,根据

42

F合Fmr

nT2

联立可得

4m2

Fr3

nk2

4m2

其中为常数,r的指数为3,故题中

k2

n3

故选C。

5.在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集。下列

4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是()

A.B.

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C.D.

【答案】A

【解析】

【详解】A.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,A正确;

B.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有

可见与电场力的受力特点相互矛盾,B错误;

C.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有

可见与电场力的受力特点相互矛盾,C错误;

D.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有

可见与电场力的受力特点相互矛盾,D错误;

故选A。

6.用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面

间的动摩擦因数分别为甲和乙。甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。

由图可知()

A.m甲m乙B.m甲m乙C.甲乙D.甲乙

【答案】BC

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律有

Fmg=ma

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整理后有

F=mamg

则可知F—a图像的斜率为m,纵截距为mg,则由题图可看出

m甲>m乙,甲m甲g=乙m乙g

甲<乙

故选BC。

7.光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场,筒上P点开有一个小孔,过P的横截面是以O为圆心

的圆,如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入,然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间,

速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变,沿法线方向的分量大小不变、方向相反;电荷量不变。不

计重力。下列说法正确的是()

A.粒子的运动轨迹可能通过圆心O

B.最少经2次碰撞,粒子就可能从小孔射出

C.射入小孔时粒子的速度越大,在圆内运动时间越短

D.每次碰撞后瞬间,粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线

【答案】BD

【解析】

【详解】D.假设粒子带负电,第一次从A点和筒壁发生碰撞如图,O1为圆周运动的圆心

由几何关系可知O1AO为直角,即粒子此时的速度方向为OA,说明粒子在和筒壁碰撞时速度会反向,由

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圆的对称性在其它点撞击同理,D正确;

A.假设粒子运动过程过O点,则过P点的速度的垂线和OP连线的中垂线是平行的不能交于一点确定圆心,

由圆形对称性撞击筒壁以后的A点的速度垂线和AO连线的中垂线依旧平行不能确定圆心,则粒子不可能

过O点,A错误;

B.由题意可知粒子射出磁场以后的圆心组成的多边形应为以筒壁的内接圆的多边形,最少应为三角形如图

所示

即撞击两次,B正确;

C.速度越大粒子做圆周运动的半径越大,碰撞次数会可能增多,粒子运动时间不一定减少,C错误。

故选BD。

8.一有机玻璃管竖直放在水平地面上,管上有漆包线绕成的线圈,线圈的两端与电流传感器相连,线圈在

玻璃管上部的5匝均匀分布,下部的3匝也均匀分布,下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。

如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,电流传感器测得线圈中电

流I随时间t的变化如图(b)所示。则()

A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快

B.下落过程中,小磁体的N极、S极上下顺倒了8次

C.下落过程中,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变

D.与上部相比,小磁体通过线圈下部的过程中,磁通量变化率的最大值更大

【答案】AD

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【解析】

【详解】AD.电流的峰值越来越大,即小磁铁在依次穿过每个线圈的过程中磁通量的变化率越来越快,因

此小磁体的速度越来越大,AD正确;

B.假设小磁体是N极向下穿过线圈,则在穿入靠近每匝线圈的过程中磁通量向下增加产生逆时针的电流,

而在穿出远离每匝线圈的过程中磁通量向下减少产生逆时针的电流,即电流方向相反与题干描述的穿过线

圈的过程电流方向变化相符,S极向下同理,B错误;

C.线圈可等效为条形磁铁,线圈的电流越大则磁性越强,因此电流的大小是变化的小磁体受到的电磁阻力

是变化的,不是一直不变的,D错误。

故选AD。

三、非选择题,共174分。第2232题为必考题,每个试题考生都必须作答。第3338题

为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题:共129分。

9.某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线,实验所用电压表内阻

约为6k电流表内阻约为1.5.实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。

(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示,该同学选择的电路图是图________(填“a”

或“b”)

(2)若选择另一个电路图进行实验,在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图

______。

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【答案】

.a.

【解析】

【详解】(1)[1]由于

RVRA95

而小灯泡的电阻约为

U2

r12

P

则电流表应采用外接法,则该同学选择的电路图是图(a)。

[2]若选用另一个电路图即图(b)实验,会有

U=U灯IRA

则分别代入电流200mA、400mA、500mA,可知对应的电压应为1.4V、4.0V、6.75V,描点连线有

10.某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸

带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验

得到的纸带和相关数据如图(b)所示。

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(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s.以打出A点时小车位置为初始位置,将打

出B、C、D、E、F各点时小车的位移x填到表中,小车发生应位移所用时间和平均速度分别为t和v0,

表中,。

xAD________cmvAD________cm/s

位移区间ABACADAEAF

t(cm)6.6014.60xAD34.9047.30

946

s(cm/s)66.073.0vAD87.3.

(2)根据表中数据得到小车平均速度v随时间t的变化关系,如图(c)所示。题卡上的图中补全实验点

_____。

(3)从实验结果可知,小车运动的vt图线可视为一条直线,此直线用方程vktb表示,其中

k________cm/s2,b________cm/s。(结果均保留3位有效数字)

(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车速度大小vA________,

小车的加速度大小a________。(结果用字母k、b表示)

【答案】.24.00.80..70.0.59.0

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.b.2k

【解析】

【详解】(1)[1]根据纸带的数据可得

xADxABxBCxCD6.60cm8.00cm9.40cm24.00cm

[2]平均速度为

x

vAD80cm/s

AD3T

(2)[3]根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得

(3)[4][5]从实验结果可知,小车运动的vt图线可视为一条直线,图像为

此直线用方程vktb表示,由图像可知其中

101.059.0

kcm/s270.0cm/s2,b59.0cm/s

0.6

1

(4)[6][7]小球做匀变速直线运动,由位移公式xvtat2,整理得

02

x1

vat

t02

1

vvat

A2

故根据图像斜率和截距可得

vAb,a2k

11.如图,光滑水平桌面上有一轻质弹黄,其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端,使弹

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黄的弹性势能为Ep。释放后,小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动,与弹黄分离后,从桌面水平飞

出。小球与水平地面碰撞后瞬间,其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等;垂直于地面的速度分量大

4

小变为碰撞前瞬间的。小球与地而碰撞后,弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g,忽略空气阻力。

5

(1)小球离开桌面时的速度大小;

(2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。

2E5mghE

【答案】(1)p;(2)p

m2mg

【解析】

【详解】(1)由小球和弹簧组成的系统机械能守恒可知

1

Emv2

p2

得小球离开桌面时速度大小为

2E

vp

m

(2)离开桌面后由平抛运动规律可得

v

hy

2g

第一次碰撞前速度的竖直分量为vy,由题可知

4

vv

y5y

离开桌面后由平抛运动规律得

xvt,vygt

解得小球第一次落地点距桌面上其飞出的水平距离为

5mghE

xp

2mg

12.如图,水平桌面上固定一光滑U型金属导轨,其平行部分的间距为l,导轨的最右端与桌于右边缘对齐,

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