【高考真题】2023年新高考物理真题试卷（辽宁卷）

【高考真题】2023年新高考物理真题试卷（辽宁卷）
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有 一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2023·辽宁）某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F 的示意图可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2023·辽宁）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为 △L1和 △L2、电流大小分别为I1和I2 的平行直导线间距为r 时，相互作用力的大小可以表示为 。比例系数k 的单位是（　　）
A． kg m/(s2 A) B． kg m/(s2 A2)
C．kg m2/(s3 A) D．kg m2/(s3 A3)
3．（2023·辽宁）如图 (a)， 从高处M 点到地面N 点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同 时 从M 点由静止释放，沿不同轨道滑到N 点，其速率v 与时间t的关系如图 (b)所示。由图可知，两物块在离开M 点后、到达N 点前的下滑过程中（　　）。
A．甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C．乙沿 I下滑且乙的重力功率一直不变
D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
4．（2023·辽宁）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场， 一导体棒绕固定的竖直轴OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。 导体棒两端的电势差 u 随时间t 变化的图像可能正确的是（　　）。
A． B．
C． D．
5．（2023·辽宁）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中， 一定质量理想气体的p-T 图像如图所示。该过程对应的p-V 图像可能是（　　）。
A． B．
C． D．
6．（2023·辽宁）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek， 则（　　）。
A．① 和③的能量相等
B．② 的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
7．（2023·辽宁）在地球上观察，月球和太阳的角直径(直径对应的张角)近似相等，如图所示。若 月球绕地球运动的周期为 T ， 地球绕太阳运动的周期为 T ， 地球半径是月球半径的 k 倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　）。
A． B． C． D．
8．（2023·辽宁）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时， 球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（　　）。
A．插入水中的筷子、看起来折断了
B．阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹
C．驶近站台的火车，汽笛音调变高
D． 振动音叉的周围，声音忽高忽低
9．（2023·辽宁）图 (a) 为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图 (b) 为四极杆内垂直于x 轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则（　　）。
A．P点电势比 M 点的低
B．P点电场强度大小比M 点的大
C．M点电场强度方向沿z 轴正方向
D．沿 x 轴运动的带电粒子，电势能不变
10．（2023·辽宁）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d 和 2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B 和 B 。已知导体棒 MN 的电阻为R、 长度为d， 导体棒 PQ 的电阻为2R、 长度为2d，PQ 的质量是 MN 的 2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L 的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是（　　）。
A．弹簧伸展过程中、回路中产生顺时针方向的电流
B．PQ速率为v 时， MN 所受安培力大小为
C．整个运动过程中， MN 与 PQ 的路程之比为2：1
D．整个运动过程中，通过MN 的电荷量为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2023·辽宁）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如 图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA 为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2) 。 将硬币甲 放置在斜面上某一位置，标记此位置为 B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时， 测量甲从O 点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O 处，左侧与 O 点重合，将甲放置于 B 点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲、乙从 O 点到停止处的滑行距离 OM 和 ON。 保持释放位置不变，重复实验若干次，得到 OP、OM、ON 的平均值分别为S0 、S1 、S2。
（1）在本实验中， 甲选用的是　 　 (填“ 一元”或“ 一角”)硬币；
（2）碰撞前，甲到O 点时速度的大小可表示为　 　 (设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g)；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则=　 　(用m1和m2表示)，然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒；
（4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动最变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因。
12．（2023·辽宁）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一 根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图 (a) 所示的电路图，实验步骤如下：
a. 测得样品截面的边长a=0.20cm；
b. 将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动：
c. 将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L：
d. 闭合开关S， 调节电阻箱R 的阻值，使电流表示数I=0.40 A， 读出相应的电压表示数 U， 断开开关S；
e. 改变丙的位置，重复步骤c、d， 测量多组L 和 U， 作出 U-L 图像如图 (b) 所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：
（1）L是丙到　 　 (填“甲”“乙”或“丁”)的距离；
（2）写出电阻率的表达式p=　 　( 用k、a、I 表示)；
（3）根据图像计算出该样品的电阻率p=　 　Ω m (保留两位有效数字)。
13．（2023·辽宁）某大型水陆两柄飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机 在水面上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v =80m/s 时离开水面，该过程滑行距离L=1600m、 汲水质量m=1.0×10 kg。 离开水面后，飞机琴升高度h=100m时速度达到v =100m/s， 之后保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s2 。 求：
（1）飞机在水面滑行阶段的加速度a 的大小及滑行时间t；
（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量△E。
14．（2023·辽宁）如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的 倍。金属 板外有一圆心为O 的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、 方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m 、电荷量为q(q>0)的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间，恰好从下板边缘 P 点飞出电场，并沿 PO 方向从图中O'点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为 ，不计粒子重力。
（1）求金属板间电势差 U。
（2）求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ。
（3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O’点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的侧形磁场区域的圆心 M。
15．（2023·辽宁）如图，质量m1=1kg 的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k=20N/m 的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2=4kg 的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间 的动摩擦因数μ=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧 的弹性势能 Ep与形变量x 的关系为 。取重力加速度g=10m/s2， 结果可用根式 表示。
（1）求木板刚接触弹簧时速度v，的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1。
（2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小。
（3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2 时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能△U（用t表示）。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】受力分析的应用；曲线运动的条件
【解析】【解答】由题意可知，篮球所受重力和空气阻力的合力应指向曲线运动轨迹圆弧内测，由此可知：BCD错误，A正确；
故答案为：A
【分析】由曲线运动的条件，曲线运动的不等于零的合力与速度不在一条直线上，并指向圆弧内测可以判断。
2．【答案】B
【知识点】平行通电直导线间的相互作用；力学单位制
【解析】【解答】 由相互作用力的大小可以表示为 ，可得：，代入单位可得：，由此可见ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】由已知表达式，推导出k的表达式，根据相应物理量代入对应的基本单位。
3．【答案】B
【知识点】功率及其计算；动能；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB、由图 b可知，甲做匀加速运动，乙做加速度减小的加速运动，所以在图a中，甲沿轨道Ⅱ运动，乙沿轨道Ⅰ运动，同一时刻甲的速度小于乙的速度，可知 同一时刻甲的动能比乙的小 ，A错误，B正确；
CD、对乙从M点静止出发，到N点速度方向水平，与重力方向垂直，根据功率公式：，可知重力的瞬时功率先增大后减小，CD错误；
故答案为：B
【分析】根据v-t图像分析得出甲乙的运动规律和同一时刻速度关系，进一步确定所在运动轨道，由动能定义式和瞬时功率表达式分别得出其大小与变化规律。
4．【答案】C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】分析如图所示：导体棒匀速转动的速度为v，半径为r， 从图示位置开始转过θ角度，
导体棒垂直于磁感线方向的分速度为：，又因为：
可知导体棒垂直磁感线的分速度变化为余弦函数，由左手定则判断电流方向的变化规律，可得：，所以ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】由部分导线切割磁感线产生感应电动势，垂直于磁感线方向速度的变化规律，从而确定感应电动势的变化规律。
5．【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等温变化及玻意耳定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】根据理想气体状态方程：
可得：，由P-T图像，从a-b气体压强不变，温度升高，由等容线可知体积增大；从b-c，气体压强减小，温度降低，由等容线可知体积在增大，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】根据理想气体状态方程得出P与T的关系，结合P-T图像，分析气体从a到b到c的变化规律，从而在P-V图像中对应判断得出结论。
6．【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A、由图可知， ① 和③对应的跃迁能级差相同，所以① 和③的能量相等 ，A正确；
B、 由图可知，② 对应的能级差小于④对应的能级差，② 的能量小于④的能量，根据可知② 的频率小于④的频率，B错误；
C、由图可知，② 对应的能级差小于①对应的能级差，②的能量小于①的能量，② 频率小于①的频率，若用①照射某金属时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，C错误；
D、由图可知，④对应的能级差大于①对应的能极差，④的能量大于①的能量，④的频率大于①的频率，
根据光电效应方程： 则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于，D错误；
故答案为：A
【分析】 根据珀尔氢原子能级轨道和跃迁理论，分析能级轨道差对应释放光子能量，判断频率大小，由光电效应方程进一步分析判断能否发生光电效应和发生光电效应释放光电子动能的大小。
7．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；向心力；万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据题意，设月球绕地球的轨道半径为，地球绕太阳的轨道半径为，由牛顿第二定律：
可得： ；
由几何关系可得： ，
又因为：
联立可得：，故ABC错误，D正确；
故答案为：D
【分析】根据天体运动供需平衡的周期公式，确定地球和太阳的质量之比，利用几何关系得到月球和地球环绕半径与地球和太阳的半径关系，由球体的密度公式进一步计算地球和太阳的密度之比。
8．【答案】B,D
【知识点】多普勒效应；波的干涉现象；波的叠加；光的折射及折射定律；薄膜干涉
【解析】【解答】 球鼻艏推起的波与船首推起的波，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力，该现象的原理为波的叠加原理：
A、插入水中的筷子、看起来折断了，该现象为光的折射，不符合题目物理原理，A错误；
B、阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹，该现象为薄膜上下表面反射光的叠加造成的干涉现象，符合题目物理原理，B正确；
C、驶近站台的火车，汽笛音调变高，该现象为多普勒效应，不符合题目物理原理。C错误；
D、振动音叉的周围，声音忽高忽低，该现象为声波的叠加造成的干涉现象，符合题目物理原理，D正确；
故答案为：BD
【分析】球鼻艏推起的波与船首推起的波叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力，该现象的原理为波的叠加原理，以此为标准，分别分析各现象的物理原理分别为光的折射，薄膜干涉，多普勒效应，声音的干涉，从而判断是否符合题意。
9．【答案】C,D
【知识点】电场线；电场强度的叠加；电势能与电场力做功的关系；电势；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】由图a、b可知，该电场可类同于两组等量异种电荷组成的电场分布，由此可以分析：
A、电场线出发与正电荷终止与负电荷或无穷远处，沿着电场线的方向电势降低，故P点电势比 M 点的高，A错误；
B、等势面的疏密反映场强的大小，故P点电场强度比M 点的小，B错误；
C、电场线与等势面垂直，电场强度的方向是电场线的切线方向，故M点电场强度方向沿z 轴正方向，C正确；
D、x轴上各个点的电势相等，沿 x 轴运动的带电粒子电势能不变，D正确；
故答案为：CD
【分析】由等量异种电荷组成的电场分布可以确定电场线的分布情况，从而确定电势的高低；由等势面的疏密确定电场强度的大小；由电场线和等势面垂直确定电场强度的方向；由x轴上的电势确定粒子的电势能。
10．【答案】A,C
【知识点】楞次定律；右手定则；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A、由楞次定律增反减同原理，可得回路中有顺时针方向的感应电流，A正确；
B、在切割磁感线运动中，设回路中电流为I，则两根导线所受安培力分别为：，方向向左； ，方向向右，
两根导体棒系统所受合外力为零，设MN质量为m，则PQ质量为2m，PQ速度为v，MN速度为，
根据动量守恒定律可得：解得：
回路中的感应电流大小为：
MN所受安培力大小为：，B错误；
C、根据动量守恒定律，可得：又因为：
解得：MN向左移动； PQ向右移动：，则可得：，C正确；
D、由电荷量公式可得：，D错误；
故答案为：AC
【分析】A、由楞次定律判断感应电流方向；
B、由两根导线所受安培力的关系，应用动量守恒定律得到速度关系，从而计算出感应电流的大小和MN导线安培力的大小；
C、由动量守恒定律和弹簧的伸长量计算两根导线的路程之比；
D、计算磁通量的变化量，由电荷公式计算电荷量。
11．【答案】（1）一元
（2）
（3）
（4）1.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确；
2.碰撞过程中，我们认为内力远大于外力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系统合外力不为
零。
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）根据题意可知，甲与乙碰撞后甲没有反弹，故甲的质量大于乙的质量，甲选用的是一元硬币；
（2）甲从O-P，由动能定理：，可得：；
(3)甲从O-M，乙从O-N，
同理可得：； ，
根据动量守恒定律：，
可得：；
(4) 误差的可能原因：1.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确；
2.碰撞过程中，我们认为内力远大于外力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系统合外力不为
零。
【分析】（1）根据碰撞后碰撞物体是否反弹确定质量的大小关系；
（2）根据匀减速运动，由动能定理计算碰前甲在O点的速度；
（3）根据匀减速运动，由动能定理分别计算碰后甲乙的速度，根据动量守恒定律得出结果；
（4）误差分析：1.测量的误差，使用测量工具的精度误差，读数误差；2.应用动量守恒定律造成的误差。
12．【答案】（1）乙
（2）
（3）6.5×10-5
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据题意，电压表测量的是乙与丙之间的电压，所以L是丙到乙的距离；
（2）由欧姆定律：；
由电阻定律：，
两式联立解得：
根据图b可得：，
得到：；
(3)由图b计算直线斜率代入（2）中电阻率表达式可得：。
【分析】(1) 根据题意，电压表测量的是乙与丙之间的电压，所以L是丙到乙的距离；
（2）由电阻定律和欧姆定律联立解得U-L的函数关系，结合图b直线的斜率计算电阻率表达式；
（3）计算U-L图像直线的斜率的数值代入电阻率表达式得出电阻率的值。
13．【答案】（1）根据题意，由速度位移公式
得：
由速度公式得：
（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量 ：
代入数据可得：
【知识点】功能关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）根据题意，初速度为零的匀加速直线运动，乙知末速度和位移，由速度位移公式计算加速度，由速度公式计算时间；
（2）离开水面后，飞机整个攀升阶段，汲取的水的机械能的增加量应为水的末状态机械能和初状态机械能的差值。
14．【答案】（1）设板间距为d，则板长为 ，带电粒子在板间做类平抛运动，
两板之间的电场强度为：，
由牛顿第二定律：
可得：
设粒子在电场中的运动时间为t，则由平抛运动规律可得，
水平方向：
竖直方向：
联立解得：
（2）设粒子射出电场时与水平方向的夹角为 a，
则有：，
故：，
粒子射出电场的速度为：，
粒子沿直线匀速运动进入磁场，在磁场中，
由牛顿第二定律：，
可得：，
又因为圆形磁场的半径为
可得：，
设粒子入磁场和出磁场的速度方向的夹角为θ，由圆形磁场粒子偏转规律，径向射入径向射出，磁偏角等于圆心角，
由几何关系可得：
解得：
（3）由（2）中粒子在磁场中的运动轨迹可知，当磁场以沿半径方向射入时粒子圆周运动的弧对应的弦长为偏转磁场的直径时，粒子在磁场中的运动时间最长，
则相对应的粒子的运动轨迹和弦以及圆心M的位置如图所示：
【知识点】牛顿第二定律；带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据已知条件计算电场强度，应用牛顿第二定律计算粒子的加速度，根据类平抛运动计算水平位移和偏转位移，再由二者之间的关系求得偏转电压U；
（2）再计算类平抛运动粒子出电场时的速度大小和方向，根据带电粒子在圆形磁场中的规律，计算粒子的圆周云的半径与偏转磁场半径的关系，由圆形磁场径向射入径向射出，圆心角等于偏转角，由几何关系求得偏转磁场中的偏转角；
（3）由粒子在磁场中的运动轨迹可知，当磁场以沿半径方向射入时粒子圆周运动的弧对应的弦长为偏转磁场的直径时，粒子在磁场中的运动时间最长， 定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后磁场区域的圆心 M。
15．【答案】（1）根据题意，两者共速时木板恰好与弹簧接触，由于地面光滑，则物块与木板组成的系统动量守恒：，代入数据可得：，
对木板由牛顿第二定律可得：由速度位移公式代入数据可得：
（2）木板与弹簧接触以后， 对物块和木板组成系统：，对物块有：'
当时，物块与木板将相对滑动，联立解得弹簧的压缩量为：
对物块与木板组成系统由动能定理可得：，
代入数据可得：
（3）木板从速度为时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板的加速大于物块的加速度，则当二者加速度相同时，即弹簧形变量为时，说明此时木板的速度为，共用时间为，则对物块动量定理：解得：
对物块与木板组成的系统：
联立解得：
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】(1)根据系统动量守恒定律解出木板刚接触弹簧时速度大小，再对木板由牛顿第二定律计算加速度并由速度位移公式解得木板位移大小；
（2）木板与弹簧接触以后，由牛顿第二定律求解物块和木板组成系统的加速度和物块加速度，当二者相等时，物块与木板将相对滑动，联立解得弹簧的压缩量，对物块与木板组成系统由动能定理求解木板速度；
（3）木板从速度为时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板的加速大于物块的加速度，则当二者加速度相同时，即弹簧形变量为时，说明此时木板的速度为，共用时间为，则对物块动量定理求解物块速度，再对物块与木板组成的系统由功能关系求解系统因摩擦转化的内能△U。
【高考真题】2023年新高考物理真题试卷（辽宁卷）
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有 一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2023·辽宁）某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F 的示意图可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】受力分析的应用；曲线运动的条件
【解析】【解答】由题意可知，篮球所受重力和空气阻力的合力应指向曲线运动轨迹圆弧内测，由此可知：BCD错误，A正确；
故答案为：A
【分析】由曲线运动的条件，曲线运动的不等于零的合力与速度不在一条直线上，并指向圆弧内测可以判断。
2．（2023·辽宁）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为 △L1和 △L2、电流大小分别为I1和I2 的平行直导线间距为r 时，相互作用力的大小可以表示为 。比例系数k 的单位是（　　）
A． kg m/(s2 A) B． kg m/(s2 A2)
C．kg m2/(s3 A) D．kg m2/(s3 A3)
【答案】B
【知识点】平行通电直导线间的相互作用；力学单位制
【解析】【解答】 由相互作用力的大小可以表示为 ，可得：，代入单位可得：，由此可见ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】由已知表达式，推导出k的表达式，根据相应物理量代入对应的基本单位。
3．（2023·辽宁）如图 (a)， 从高处M 点到地面N 点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同 时 从M 点由静止释放，沿不同轨道滑到N 点，其速率v 与时间t的关系如图 (b)所示。由图可知，两物块在离开M 点后、到达N 点前的下滑过程中（　　）。
A．甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C．乙沿 I下滑且乙的重力功率一直不变
D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
【答案】B
【知识点】功率及其计算；动能；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB、由图 b可知，甲做匀加速运动，乙做加速度减小的加速运动，所以在图a中，甲沿轨道Ⅱ运动，乙沿轨道Ⅰ运动，同一时刻甲的速度小于乙的速度，可知 同一时刻甲的动能比乙的小 ，A错误，B正确；
CD、对乙从M点静止出发，到N点速度方向水平，与重力方向垂直，根据功率公式：，可知重力的瞬时功率先增大后减小，CD错误；
故答案为：B
【分析】根据v-t图像分析得出甲乙的运动规律和同一时刻速度关系，进一步确定所在运动轨道，由动能定义式和瞬时功率表达式分别得出其大小与变化规律。
4．（2023·辽宁）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场， 一导体棒绕固定的竖直轴OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。 导体棒两端的电势差 u 随时间t 变化的图像可能正确的是（　　）。
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】分析如图所示：导体棒匀速转动的速度为v，半径为r， 从图示位置开始转过θ角度，
导体棒垂直于磁感线方向的分速度为：，又因为：
可知导体棒垂直磁感线的分速度变化为余弦函数，由左手定则判断电流方向的变化规律，可得：，所以ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】由部分导线切割磁感线产生感应电动势，垂直于磁感线方向速度的变化规律，从而确定感应电动势的变化规律。
5．（2023·辽宁）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中， 一定质量理想气体的p-T 图像如图所示。该过程对应的p-V 图像可能是（　　）。
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等温变化及玻意耳定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】根据理想气体状态方程：
可得：，由P-T图像，从a-b气体压强不变，温度升高，由等容线可知体积增大；从b-c，气体压强减小，温度降低，由等容线可知体积在增大，故ACD错误，B正确；
故答案为：B
【分析】根据理想气体状态方程得出P与T的关系，结合P-T图像，分析气体从a到b到c的变化规律，从而在P-V图像中对应判断得出结论。
6．（2023·辽宁）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek， 则（　　）。
A．① 和③的能量相等
B．② 的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A、由图可知， ① 和③对应的跃迁能级差相同，所以① 和③的能量相等 ，A正确；
B、 由图可知，② 对应的能级差小于④对应的能级差，② 的能量小于④的能量，根据可知② 的频率小于④的频率，B错误；
C、由图可知，② 对应的能级差小于①对应的能级差，②的能量小于①的能量，② 频率小于①的频率，若用①照射某金属时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，C错误；
D、由图可知，④对应的能级差大于①对应的能极差，④的能量大于①的能量，④的频率大于①的频率，
根据光电效应方程： 则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于，D错误；
故答案为：A
【分析】 根据珀尔氢原子能级轨道和跃迁理论，分析能级轨道差对应释放光子能量，判断频率大小，由光电效应方程进一步分析判断能否发生光电效应和发生光电效应释放光电子动能的大小。
7．（2023·辽宁）在地球上观察，月球和太阳的角直径(直径对应的张角)近似相等，如图所示。若 月球绕地球运动的周期为 T ， 地球绕太阳运动的周期为 T ， 地球半径是月球半径的 k 倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　）。
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；向心力；万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据题意，设月球绕地球的轨道半径为，地球绕太阳的轨道半径为，由牛顿第二定律：
可得： ；
由几何关系可得： ，
又因为：
联立可得：，故ABC错误，D正确；
故答案为：D
【分析】根据天体运动供需平衡的周期公式，确定地球和太阳的质量之比，利用几何关系得到月球和地球环绕半径与地球和太阳的半径关系，由球体的密度公式进一步计算地球和太阳的密度之比。
8．（2023·辽宁）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时， 球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（　　）。
A．插入水中的筷子、看起来折断了
B．阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹
C．驶近站台的火车，汽笛音调变高
D． 振动音叉的周围，声音忽高忽低
【答案】B,D
【知识点】多普勒效应；波的干涉现象；波的叠加；光的折射及折射定律；薄膜干涉
【解析】【解答】 球鼻艏推起的波与船首推起的波，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力，该现象的原理为波的叠加原理：
A、插入水中的筷子、看起来折断了，该现象为光的折射，不符合题目物理原理，A错误；
B、阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹，该现象为薄膜上下表面反射光的叠加造成的干涉现象，符合题目物理原理，B正确；
C、驶近站台的火车，汽笛音调变高，该现象为多普勒效应，不符合题目物理原理。C错误；
D、振动音叉的周围，声音忽高忽低，该现象为声波的叠加造成的干涉现象，符合题目物理原理，D正确；
故答案为：BD
【分析】球鼻艏推起的波与船首推起的波叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力，该现象的原理为波的叠加原理，以此为标准，分别分析各现象的物理原理分别为光的折射，薄膜干涉，多普勒效应，声音的干涉，从而判断是否符合题意。
9．（2023·辽宁）图 (a) 为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图 (b) 为四极杆内垂直于x 轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则（　　）。
A．P点电势比 M 点的低
B．P点电场强度大小比M 点的大
C．M点电场强度方向沿z 轴正方向
D．沿 x 轴运动的带电粒子，电势能不变
【答案】C,D
【知识点】电场线；电场强度的叠加；电势能与电场力做功的关系；电势；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】由图a、b可知，该电场可类同于两组等量异种电荷组成的电场分布，由此可以分析：
A、电场线出发与正电荷终止与负电荷或无穷远处，沿着电场线的方向电势降低，故P点电势比 M 点的高，A错误；
B、等势面的疏密反映场强的大小，故P点电场强度比M 点的小，B错误；
C、电场线与等势面垂直，电场强度的方向是电场线的切线方向，故M点电场强度方向沿z 轴正方向，C正确；
D、x轴上各个点的电势相等，沿 x 轴运动的带电粒子电势能不变，D正确；
故答案为：CD
【分析】由等量异种电荷组成的电场分布可以确定电场线的分布情况，从而确定电势的高低；由等势面的疏密确定电场强度的大小；由电场线和等势面垂直确定电场强度的方向；由x轴上的电势确定粒子的电势能。
10．（2023·辽宁）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d 和 2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B 和 B 。已知导体棒 MN 的电阻为R、 长度为d， 导体棒 PQ 的电阻为2R、 长度为2d，PQ 的质量是 MN 的 2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L 的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是（　　）。
A．弹簧伸展过程中、回路中产生顺时针方向的电流
B．PQ速率为v 时， MN 所受安培力大小为
C．整个运动过程中， MN 与 PQ 的路程之比为2：1
D．整个运动过程中，通过MN 的电荷量为
【答案】A,C
【知识点】楞次定律；右手定则；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A、由楞次定律增反减同原理，可得回路中有顺时针方向的感应电流，A正确；
B、在切割磁感线运动中，设回路中电流为I，则两根导线所受安培力分别为：，方向向左； ，方向向右，
两根导体棒系统所受合外力为零，设MN质量为m，则PQ质量为2m，PQ速度为v，MN速度为，
根据动量守恒定律可得：解得：
回路中的感应电流大小为：
MN所受安培力大小为：，B错误；
C、根据动量守恒定律，可得：又因为：
解得：MN向左移动； PQ向右移动：，则可得：，C正确；
D、由电荷量公式可得：，D错误；
故答案为：AC
【分析】A、由楞次定律判断感应电流方向；
B、由两根导线所受安培力的关系，应用动量守恒定律得到速度关系，从而计算出感应电流的大小和MN导线安培力的大小；
C、由动量守恒定律和弹簧的伸长量计算两根导线的路程之比；
D、计算磁通量的变化量，由电荷公式计算电荷量。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2023·辽宁）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如 图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA 为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2) 。 将硬币甲 放置在斜面上某一位置，标记此位置为 B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时， 测量甲从O 点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O 处，左侧与 O 点重合，将甲放置于 B 点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲、乙从 O 点到停止处的滑行距离 OM 和 ON。 保持释放位置不变，重复实验若干次，得到 OP、OM、ON 的平均值分别为S0 、S1 、S2。
（1）在本实验中， 甲选用的是　 　 (填“ 一元”或“ 一角”)硬币；
（2）碰撞前，甲到O 点时速度的大小可表示为　 　 (设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g)；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则=　 　(用m1和m2表示)，然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒；
（4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动最变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因。
【答案】（1）一元
（2）
（3）
（4）1.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确；
2.碰撞过程中，我们认为内力远大于外力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系统合外力不为
零。
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）根据题意可知，甲与乙碰撞后甲没有反弹，故甲的质量大于乙的质量，甲选用的是一元硬币；
（2）甲从O-P，由动能定理：，可得：；
(3)甲从O-M，乙从O-N，
同理可得：； ，
根据动量守恒定律：，
可得：；
(4) 误差的可能原因：1.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确；
2.碰撞过程中，我们认为内力远大于外力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系统合外力不为
零。
【分析】（1）根据碰撞后碰撞物体是否反弹确定质量的大小关系；
（2）根据匀减速运动，由动能定理计算碰前甲在O点的速度；
（3）根据匀减速运动，由动能定理分别计算碰后甲乙的速度，根据动量守恒定律得出结果；
（4）误差分析：1.测量的误差，使用测量工具的精度误差，读数误差；2.应用动量守恒定律造成的误差。
12．（2023·辽宁）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一 根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图 (a) 所示的电路图，实验步骤如下：
a. 测得样品截面的边长a=0.20cm；
b. 将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动：
c. 将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L：
d. 闭合开关S， 调节电阻箱R 的阻值，使电流表示数I=0.40 A， 读出相应的电压表示数 U， 断开开关S；
e. 改变丙的位置，重复步骤c、d， 测量多组L 和 U， 作出 U-L 图像如图 (b) 所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：
（1）L是丙到　 　 (填“甲”“乙”或“丁”)的距离；
（2）写出电阻率的表达式p=　 　( 用k、a、I 表示)；
（3）根据图像计算出该样品的电阻率p=　 　Ω m (保留两位有效数字)。
【答案】（1）乙
（2）
（3）6.5×10-5
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据题意，电压表测量的是乙与丙之间的电压，所以L是丙到乙的距离；
（2）由欧姆定律：；
由电阻定律：，
两式联立解得：
根据图b可得：，
得到：；
(3)由图b计算直线斜率代入（2）中电阻率表达式可得：。
【分析】(1) 根据题意，电压表测量的是乙与丙之间的电压，所以L是丙到乙的距离；
（2）由电阻定律和欧姆定律联立解得U-L的函数关系，结合图b直线的斜率计算电阻率表达式；
（3）计算U-L图像直线的斜率的数值代入电阻率表达式得出电阻率的值。
13．（2023·辽宁）某大型水陆两柄飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机 在水面上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v =80m/s 时离开水面，该过程滑行距离L=1600m、 汲水质量m=1.0×10 kg。 离开水面后，飞机琴升高度h=100m时速度达到v =100m/s， 之后保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s2 。 求：
（1）飞机在水面滑行阶段的加速度a 的大小及滑行时间t；
（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量△E。
【答案】（1）根据题意，由速度位移公式
得：
由速度公式得：
（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量 ：
代入数据可得：
【知识点】功能关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）根据题意，初速度为零的匀加速直线运动，乙知末速度和位移，由速度位移公式计算加速度，由速度公式计算时间；
（2）离开水面后，飞机整个攀升阶段，汲取的水的机械能的增加量应为水的末状态机械能和初状态机械能的差值。
14．（2023·辽宁）如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的 倍。金属 板外有一圆心为O 的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、 方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m 、电荷量为q(q>0)的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间，恰好从下板边缘 P 点飞出电场，并沿 PO 方向从图中O'点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为 ，不计粒子重力。
（1）求金属板间电势差 U。
（2）求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ。
（3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O’点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的侧形磁场区域的圆心 M。
【答案】（1）设板间距为d，则板长为 ，带电粒子在板间做类平抛运动，
两板之间的电场强度为：，
由牛顿第二定律：
可得：
设粒子在电场中的运动时间为t，则由平抛运动规律可得，
水平方向：
竖直方向：
联立解得：
（2）设粒子射出电场时与水平方向的夹角为 a，
则有：，
故：，
粒子射出电场的速度为：，
粒子沿直线匀速运动进入磁场，在磁场中，
由牛顿第二定律：，
可得：，
又因为圆形磁场的半径为
可得：，
设粒子入磁场和出磁场的速度方向的夹角为θ，由圆形磁场粒子偏转规律，径向射入径向射出，磁偏角等于圆心角，
由几何关系可得：
解得：
（3）由（2）中粒子在磁场中的运动轨迹可知，当磁场以沿半径方向射入时粒子圆周运动的弧对应的弦长为偏转磁场的直径时，粒子在磁场中的运动时间最长，
则相对应的粒子的运动轨迹和弦以及圆心M的位置如图所示：
【知识点】牛顿第二定律；带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据已知条件计算电场强度，应用牛顿第二定律计算粒子的加速度，根据类平抛运动计算水平位移和偏转位移，再由二者之间的关系求得偏转电压U；
（2）再计算类平抛运动粒子出电场时的速度大小和方向，根据带电粒子在圆形磁场中的规律，计算粒子的圆周云的半径与偏转磁场半径的关系，由圆形磁场径向射入径向射出，圆心角等于偏转角，由几何关系求得偏转磁场中的偏转角；
（3）由粒子在磁场中的运动轨迹可知，当磁场以沿半径方向射入时粒子圆周运动的弧对应的弦长为偏转磁场的直径时，粒子在磁场中的运动时间最长， 定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后磁场区域的圆心 M。
15．（2023·辽宁）如图，质量m1=1kg 的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k=20N/m 的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2=4kg 的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间 的动摩擦因数μ=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧 的弹性势能 Ep与形变量x 的关系为 。取重力加速度g=10m/s2， 结果可用根式 表示。
（1）求木板刚接触弹簧时速度v，的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1。
（2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小。
（3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2 时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能△U（用t表示）。
【答案】（1）根据题意，两者共速时木板恰好与弹簧接触，由于地面光滑，则物块与木板组成的系统动量守恒：，代入数据可得：，
对木板由牛顿第二定律可得：由速度位移公式代入数据可得：
（2）木板与弹簧接触以后， 对物块和木板组成系统：，对物块有：'
当时，物块与木板将相对滑动，联立解得弹簧的压缩量为：
对物块与木板组成系统由动能定理可得：，
代入数据可得：
（3）木板从速度为时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板的加速大于物块的加速度，则当二者加速度相同时，即弹簧形变量为时，说明此时木板的速度为，共用时间为，则对物块动量定理：解得：
对物块与木板组成的系统：
联立解得：
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】(1)根据系统动量守恒定律解出木板刚接触弹簧时速度大小，再对木板由牛顿第二定律计算加速度并由速度位移公式解得木板位移大小；
（2）木板与弹簧接触以后，由牛顿第二定律求解物块和木板组成系统的加速度和物块加速度，当二者相等时，物块与木板将相对滑动，联立解得弹簧的压缩量，对物块与木板组成系统由动能定理求解木板速度；
（3）木板从速度为时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板的加速大于物块的加速度，则当二者加速度相同时，即弹簧形变量为时，说明此时木板的速度为，共用时间为，则对物块动量定理求解物块速度，再对物块与木板组成的系统由功能关系求解系统因摩擦转化的内能△U。