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【高考真题】2023年高考理综物理真题试卷（全国甲卷）
一、选择题 ：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项是符合题目要求的，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2023·全国甲卷）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
2．（2023·全国甲卷）在下列两个核反应方程中
X+→Y+，
Y+→2X
X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数则（ ）
A．Z=1，A=1 B．Z=1，A=2 C．Z=2，A=3 D．Z=2，A=4
3．（2023·全国甲卷）一个小车沿直线运动，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．
C． D．
4．（2023·全国甲卷）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．1 B．2 C．3 D．4
5．（2023·全国甲卷）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．
C．
D．
6．（2023·全国甲卷）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μ甲和μ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 C．μ甲<μ乙 D．μ甲>μ乙
7．（2023·全国甲卷）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
8．（2023·全国甲卷）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
二、必考题：共47分。
9．（2023·全国甲卷）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6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω，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，在图（c）上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
10．（2023·全国甲卷）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。
（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。表中△xAD= cm， = cm/s。
位移区间 AB AC AD AE AF
△r(cm) 6.60 14.60 △xAD 34.90 47.30
(cm) 66.0 73.0 87.3 94.6
（2）根据表中数据得到小车平均速度随时间△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-△t图线可视为一条直线，此直线用方程表示，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)
11．（2023·全国甲卷）如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧，其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端，使弹簧的弹性势能为Ep。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹簧分离后，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小变为碰撞前瞬间的。小球与地面碰撞后，弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
求：
（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。
12．（2023·全国甲卷）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1，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求
（1）金属棒P滑出导轨时的速度大小；
（2）金属体P在导轨上运动过程中产生的热量；
（3）与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。
三、选考题：共15分。
13．（2023·全国甲卷）
（1）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是 。(填入正确答案标号。)
A．气体的体积不变，温度升高
B．气体的体积减小，温度降低
C．气体的体积减小，温度升高
D．气体的体积增大，温度不变
E．气体的体积增大，温度降低
（2）一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46 kg/m3
(i)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时内气体的密度；
(ii)保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至10个大气压，求舱内气体的密度。
14．（2023·全国甲卷）
（1）等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反时。下列说法正确的是 。
A．甲光的波长比乙光的长
B．甲光的频率比乙光的高
C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大
D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率
E．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大
（2）分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同，振幅均为5 cm，波长均为8m，波速均为4 m/s。t=0时刻，P波刚好传播到坐标原点，该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到x=10m处，该处的质点将自平衡置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。
(i)在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t=2.5s时刻的波形图(P波用虚线，Q波用实线)；
(ii)求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A.铅球在空中运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A不符合题意；
B.铅球只受重力作用，合力恒定，所以加速度也恒定，故B符合题意；
CD.根据动能定理，重力做正功，动能增大，所以铅球的速度大小逐渐增大， 被推出后瞬间动能最小， 故CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】铅球在空中运动过程中，只有重力做功，机械能守恒；铅球只受重力作用，合力恒定，所以加速度也恒定；根据动能定理，重力做正功，动能增大，所以铅球的速度大小逐渐增大。
2．【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】设、分别为Y的电荷数和质量数。由质量数守恒和电荷数守恒得：，，，，联立解得：，。
故答案为：D。
【分析】核反应方程式满足质量数守恒和核电荷数守恒。
3．【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】小车速度是先增大，后减小，图像的斜率表示速度大小，所以斜率先增大后减小；小车的位移一直增大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】图像的斜率表示速度大小。
4．【答案】C
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】根据题意，令， 质点做匀速圆周运动 ，合力提供向心力，则，所以，故C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据题意写出周期表达式，质点做匀速圆周运动，根据合力提供向心力推导合力与半径的关系式确定n。
5．【答案】A
【知识点】电场线
【解析】【解答】各项受力分析如下，
A.，电子各处的运动轨迹和受的电场力相符合，故A正确；
B.，电子受力矛盾，故B错误；
C.，电子受力矛盾，故C错误；
D.，电子受力矛盾，故D错误；
故答案为：A。
【分析】带电粒子只受电场力，根据电场力沿电场线的切线方向，同时指向带电粒子运动轨迹的凹侧，且力的方向与轨迹切线不平行，据此分析。
6．【答案】B,C
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】根据牛顿第二定律得：，解得：。结合图像知，，，故BC符合题意，AD不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据牛顿第二定律推导所受拉力与其加速度的关系式，结合图像求解。
7．【答案】B,C,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A.粒子从P点沿磁场半径方向进入磁场区域，以O1为圆心做圆周运动，在A点沿半径方向与圆筒碰撞，轨迹如图：
粒子与圆筒碰撞后依然沿半径方向进入磁场区域，所以粒子不可能通过圆心O，故A不符合题意；
B.由图可知，粒子至少与圆筒碰撞两次（A、B点），然后从小孔射出，故B符合题意；
C.设粒子在磁场中运动的轨道半径为r，圆筒的半径为R，粒子在磁场中做圆周运动有：，设，由几何关系得：，粒子在磁场中做圆周运动的时间为：，所以粒子的速度越大，越大，粒子在磁场中运动的时间越短，故C符合题意；
D.由分析可知粒子沿圆筒半径方向射入圆筒，碰撞后沿半径方向返回圆筒，故D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】带电粒子沿半径方向射入磁场，沿半径方向射出磁场；通过作图分析；根据洛伦兹力提供向心力求出半径，由几何关系得到与v的关系式，根据写出时间的关系式进行分析。
8．【答案】A,D
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】A.在小磁体下落的过程中，它经过的每匝线圈的磁通量都是先增大后减小，但由上到下电流的最大值逐渐增大，可以判断小磁体的下落速度一定时越来越大，故A符合题意；
B.电流变化的原因是线圈的磁通量先增大后减小，而不是小磁体的N、S极上下颠倒，故B不符合题意；
C.小磁体下落过程中线圈中的最大电流逐渐增大，所以线圈受到的安培力逐渐增大，由牛顿第三定律知线圈给小磁体的作用力也逐渐增大，故C不符合题意；
D.根据知，电流最大值逐渐增大，感应电动势的最大值也逐渐增大，根据知，感应电动势的最大值逐渐增大，磁通量的变化率最大值逐渐增大，故D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】由上到下电流的最大值逐渐增大，小磁体的下落速度一定时越来越大；电流变化的原因是线圈的磁通量先增大后减小，而不是小磁体的N、S极上下颠倒；小磁体下落过程中线圈中的最大电流逐渐增大，所以线圈受到的安培力逐渐增大；根据、，结合图b分析。
9．【答案】（1）a
（2）解：若选用b进行实验，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，而电压表示数要大于6V，所以图像如图实线所示：
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】（1）由c图知，电压时对应的电流，此时灯泡的电阻，小灯泡正常发光时的电阻：，根据知，只有选择电流表外接法，即a才能符合题。
【分析】（1）根据，结合图像选择；
（2）若选用b进行实验，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，而电压表示数要大于6V。
10．【答案】（1）24.00；80
（2）
（3）70.8；59.0
（4）b；2k
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）由图b知，；；
（2）补全实验点如图，
（3）b为图像与纵轴的交点，直接读得，k为图像的斜率；
（4）根据得：，则，，所以，。
故答案为：（1）24.00，80；（2）见解答；（3）70.8，59.0；（4）b，2k
【分析】（1）根据、求解；
（2）根据数据描点即可；
（3）b为图像与纵轴的交点，k为图像的斜率；
（4）根据推导平均速度与时间的表达式：，跟对比求解。
11．【答案】（1）解：对小球和弹簧组成的系统，由机械能守恒得：，解得：；
（2）解：设小球与地面碰撞前后竖直方向的速度分别为v1、v2。小球与地面碰撞后，弹起的最大高度为h ，由运动学公式得：，
解得：，
垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的 ，则，
根据得：平抛运动的时间为：，
所以小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离为：。
【知识点】运动的合成与分解；平抛运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）对小球和弹簧组成的系统，由机械能守恒求小球离开桌面时的速度大小；
（2）由运动学公式求小球与地面碰撞后竖直方向的速度，进而得到小球与地面碰撞前竖直方向的速度，根据求出平抛运动的时间，根据求小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。
12．【答案】（1）解：对P、Q碰撞过程，由动量守恒和机械能守恒得：，，
联立解得：，。
碰撞后，P做加速度减小的减速运动至轨道最右端，而后平抛，绝缘棒Q匀速至最右端后平抛。
由于P、Q先后落在地面上同一点，则P、Q做平抛运动的初速度相等，
所以金属棒P滑出导轨时的速度大小为。
（2）解： 根据能量守恒得：。
（3）解：对金属棒P，由动量定理得：，
其中，，，，
整理得：，即，
解得：，
与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间为。
【知识点】动量定理；能量守恒定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）对P、Q碰撞过程，由动量守恒和机械能守恒求碰撞后P、Q的速度，碰撞后，P做加速度减小的减速运动，绝缘棒Q匀速运动，由于P、Q先后落在地面上同一点，则P、Q做平抛运动的初速度相等；
（2）根据能量守恒求金属体P在导轨上运动过程中产生的热量；
（3）对金属棒P，由动量定理求碰撞后位移，再根据求与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。
13．【答案】（1）A；B；D
（2）解： (i)初状态：，，末状态：，，根据盖吕萨克定律得：，解得：。又，所以；
(ii)以现在高压仓中的气体作为研究对象。初状态：，，末状态：，，根据玻意耳定律得：，解得：，所以。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】（1）A.气体体积不变，不存在做功问题，温度升高，内能增大，系统一定从外界吸收热量，故A符合题意；
B.气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，系统一定向外界放出热量，故B符合题意；
C.气体体积减小，外界对气体做功，温度升高，内能增大，系统可以与外界不进行热交换，故C不符合题意；
D.气体的体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，系统一定从外界吸收热量，故D符合题意；
E.气体的体积增大，气体对外界做功，温度降低，内能减小，系统可以与外界不进行热交换，故E不符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】（1）根据热力学第一定律分析判断。
（2） (i)根据根据盖吕萨克定律求得末状态气体的体积，再求密度；
(ii)根据玻意耳定律求得末状态气体的体积，再求密度。
14．【答案】（1）A；C；E
（2）解：( i )当t=2.5s时，根据得，两波传播的距离为10m，此时，P波刚好传播到x=10m处，Q波刚好传播到x=0处，且两者质点均自平衡位置向上振动。再由题意可知，两波的振幅均为5cm，波长均为8m，由同侧法画波形图如图所示，
（ ii ）P、Q两列波的振动频率相同、振动方向相反，两列波叠加时，加强条件是：点到两波源的距离差，
解得振幅最大的平衡位置有和，
减弱条件为：，
解得振幅最小的平衡位置有、、。
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的叠加；光的折射及折射定律
【解析】【解答】（1）作出光路图如图：
D.细光束在ab边上折射时，入射角i相同，折射角r甲大于乙，根据知，，故D不符合题意；
C.根据知，，故C符合题意；
B.同一介质对频率较小的光，折射率较小，所以，故B不符合题意；
A.波长与频率成反比，所以，故A符合题意；
E. 在棱镜内bc边反时的入射角，甲光比乙光的大，故E符合题意。
故答案为：ACE。
【分析】（1）作出光路图，根据分析折射率大小关系；根据分析传播速度大小关系；同一介质对频率较小的光，折射率较小；波长与频率成反比。
（2）（i）根据求出两波的传播距离，再根据题意和同侧发作图即可；
（ ii ）根据加强条件和减弱条件列式求解。
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【高考真题】2023年高考理综物理真题试卷（全国甲卷）
一、选择题 ：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项是符合题目要求的，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2023·全国甲卷）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
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A.铅球在空中运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A不符合题意；
B.铅球只受重力作用，合力恒定，所以加速度也恒定，故B符合题意；
CD.根据动能定理，重力做正功，动能增大，所以铅球的速度大小逐渐增大， 被推出后瞬间动能最小， 故CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】铅球在空中运动过程中，只有重力做功，机械能守恒；铅球只受重力作用，合力恒定，所以加速度也恒定；根据动能定理，重力做正功，动能增大，所以铅球的速度大小逐渐增大。
2．（2023·全国甲卷）在下列两个核反应方程中
X+→Y+，
Y+→2X
X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数则（ ）
A．Z=1，A=1 B．Z=1，A=2 C．Z=2，A=3 D．Z=2，A=4
【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】设、分别为Y的电荷数和质量数。由质量数守恒和电荷数守恒得：，，，，联立解得：，。
故答案为：D。
【分析】核反应方程式满足质量数守恒和核电荷数守恒。
3．（2023·全国甲卷）一个小车沿直线运动，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．
C． D．
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】小车速度是先增大，后减小，图像的斜率表示速度大小，所以斜率先增大后减小；小车的位移一直增大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】图像的斜率表示速度大小。
4．（2023·全国甲卷）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．1 B．2 C．3 D．4
【答案】C
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】根据题意，令， 质点做匀速圆周运动 ，合力提供向心力，则，所以，故C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据题意写出周期表达式，质点做匀速圆周运动，根据合力提供向心力推导合力与半径的关系式确定n。
5．（2023·全国甲卷）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．
C．
D．
【答案】A
【知识点】电场线
【解析】【解答】各项受力分析如下，
A.，电子各处的运动轨迹和受的电场力相符合，故A正确；
B.，电子受力矛盾，故B错误；
C.，电子受力矛盾，故C错误；
D.，电子受力矛盾，故D错误；
故答案为：A。
【分析】带电粒子只受电场力，根据电场力沿电场线的切线方向，同时指向带电粒子运动轨迹的凹侧，且力的方向与轨迹切线不平行，据此分析。
6．（2023·全国甲卷）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μ甲和μ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 C．μ甲<μ乙 D．μ甲>μ乙
【答案】B,C
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】根据牛顿第二定律得：，解得：。结合图像知，，，故BC符合题意，AD不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据牛顿第二定律推导所受拉力与其加速度的关系式，结合图像求解。
7．（2023·全国甲卷）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】B,C,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A.粒子从P点沿磁场半径方向进入磁场区域，以O1为圆心做圆周运动，在A点沿半径方向与圆筒碰撞，轨迹如图：
粒子与圆筒碰撞后依然沿半径方向进入磁场区域，所以粒子不可能通过圆心O，故A不符合题意；
B.由图可知，粒子至少与圆筒碰撞两次（A、B点），然后从小孔射出，故B符合题意；
C.设粒子在磁场中运动的轨道半径为r，圆筒的半径为R，粒子在磁场中做圆周运动有：，设，由几何关系得：，粒子在磁场中做圆周运动的时间为：，所以粒子的速度越大，越大，粒子在磁场中运动的时间越短，故C符合题意；
D.由分析可知粒子沿圆筒半径方向射入圆筒，碰撞后沿半径方向返回圆筒，故D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】带电粒子沿半径方向射入磁场，沿半径方向射出磁场；通过作图分析；根据洛伦兹力提供向心力求出半径，由几何关系得到与v的关系式，根据写出时间的关系式进行分析。
8．（2023·全国甲卷）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】A,D
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】A.在小磁体下落的过程中，它经过的每匝线圈的磁通量都是先增大后减小，但由上到下电流的最大值逐渐增大，可以判断小磁体的下落速度一定时越来越大，故A符合题意；
B.电流变化的原因是线圈的磁通量先增大后减小，而不是小磁体的N、S极上下颠倒，故B不符合题意；
C.小磁体下落过程中线圈中的最大电流逐渐增大，所以线圈受到的安培力逐渐增大，由牛顿第三定律知线圈给小磁体的作用力也逐渐增大，故C不符合题意；
D.根据知，电流最大值逐渐增大，感应电动势的最大值也逐渐增大，根据知，感应电动势的最大值逐渐增大，磁通量的变化率最大值逐渐增大，故D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】由上到下电流的最大值逐渐增大，小磁体的下落速度一定时越来越大；电流变化的原因是线圈的磁通量先增大后减小，而不是小磁体的N、S极上下颠倒；小磁体下落过程中线圈中的最大电流逐渐增大，所以线圈受到的安培力逐渐增大；根据、，结合图b分析。
二、必考题：共47分。
9．（2023·全国甲卷）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6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω，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，在图（c）上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
【答案】（1）a
（2）解：若选用b进行实验，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，而电压表示数要大于6V，所以图像如图实线所示：
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】（1）由c图知，电压时对应的电流，此时灯泡的电阻，小灯泡正常发光时的电阻：，根据知，只有选择电流表外接法，即a才能符合题。
【分析】（1）根据，结合图像选择；
（2）若选用b进行实验，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，而电压表示数要大于6V。
10．（2023·全国甲卷）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。
（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。表中△xAD= cm， = cm/s。
位移区间 AB AC AD AE AF
△r(cm) 6.60 14.60 △xAD 34.90 47.30
(cm) 66.0 73.0 87.3 94.6
（2）根据表中数据得到小车平均速度随时间△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-△t图线可视为一条直线，此直线用方程表示，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】（1）24.00；80
（2）
（3）70.8；59.0
（4）b；2k
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）由图b知，；；
（2）补全实验点如图，
（3）b为图像与纵轴的交点，直接读得，k为图像的斜率；
（4）根据得：，则，，所以，。
故答案为：（1）24.00，80；（2）见解答；（3）70.8，59.0；（4）b，2k
【分析】（1）根据、求解；
（2）根据数据描点即可；
（3）b为图像与纵轴的交点，k为图像的斜率；
（4）根据推导平均速度与时间的表达式：，跟对比求解。
11．（2023·全国甲卷）如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧，其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端，使弹簧的弹性势能为Ep。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹簧分离后，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小变为碰撞前瞬间的。小球与地面碰撞后，弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
求：
（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。
【答案】（1）解：对小球和弹簧组成的系统，由机械能守恒得：，解得：；
（2）解：设小球与地面碰撞前后竖直方向的速度分别为v1、v2。小球与地面碰撞后，弹起的最大高度为h ，由运动学公式得：，
解得：，
垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的 ，则，
根据得：平抛运动的时间为：，
所以小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离为：。
【知识点】运动的合成与分解；平抛运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）对小球和弹簧组成的系统，由机械能守恒求小球离开桌面时的速度大小；
（2）由运动学公式求小球与地面碰撞后竖直方向的速度，进而得到小球与地面碰撞前竖直方向的速度，根据求出平抛运动的时间，根据求小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。
12．（2023·全国甲卷）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1，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求
（1）金属棒P滑出导轨时的速度大小；
（2）金属体P在导轨上运动过程中产生的热量；
（3）与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。
【答案】（1）解：对P、Q碰撞过程，由动量守恒和机械能守恒得：，，
联立解得：，。
碰撞后，P做加速度减小的减速运动至轨道最右端，而后平抛，绝缘棒Q匀速至最右端后平抛。
由于P、Q先后落在地面上同一点，则P、Q做平抛运动的初速度相等，
所以金属棒P滑出导轨时的速度大小为。
（2）解： 根据能量守恒得：。
（3）解：对金属棒P，由动量定理得：，
其中，，，，
整理得：，即，
解得：，
与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间为。
【知识点】动量定理；能量守恒定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）对P、Q碰撞过程，由动量守恒和机械能守恒求碰撞后P、Q的速度，碰撞后，P做加速度减小的减速运动，绝缘棒Q匀速运动，由于P、Q先后落在地面上同一点，则P、Q做平抛运动的初速度相等；
（2）根据能量守恒求金属体P在导轨上运动过程中产生的热量；
（3）对金属棒P，由动量定理求碰撞后位移，再根据求与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。
三、选考题：共15分。
13．（2023·全国甲卷）
（1）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是 。(填入正确答案标号。)
A．气体的体积不变，温度升高
B．气体的体积减小，温度降低
C．气体的体积减小，温度升高
D．气体的体积增大，温度不变
E．气体的体积增大，温度降低
（2）一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46 kg/m3
(i)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时内气体的密度；
(ii)保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至10个大气压，求舱内气体的密度。
【答案】（1）A；B；D
（2）解： (i)初状态：，，末状态：，，根据盖吕萨克定律得：，解得：。又，所以；
(ii)以现在高压仓中的气体作为研究对象。初状态：，，末状态：，，根据玻意耳定律得：，解得：，所以。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】（1）A.气体体积不变，不存在做功问题，温度升高，内能增大，系统一定从外界吸收热量，故A符合题意；
B.气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，系统一定向外界放出热量，故B符合题意；
C.气体体积减小，外界对气体做功，温度升高，内能增大，系统可以与外界不进行热交换，故C不符合题意；
D.气体的体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，系统一定从外界吸收热量，故D符合题意；
E.气体的体积增大，气体对外界做功，温度降低，内能减小，系统可以与外界不进行热交换，故E不符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】（1）根据热力学第一定律分析判断。
（2） (i)根据根据盖吕萨克定律求得末状态气体的体积，再求密度；
(ii)根据玻意耳定律求得末状态气体的体积，再求密度。
14．（2023·全国甲卷）
（1）等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反时。下列说法正确的是 。
A．甲光的波长比乙光的长
B．甲光的频率比乙光的高
C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大
D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率
E．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大
（2）分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同，振幅均为5 cm，波长均为8m，波速均为4 m/s。t=0时刻，P波刚好传播到坐标原点，该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到x=10m处，该处的质点将自平衡置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。
(i)在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t=2.5s时刻的波形图(P波用虚线，Q波用实线)；
(ii)求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。
【答案】（1）A；C；E
（2）解：( i )当t=2.5s时，根据得，两波传播的距离为10m，此时，P波刚好传播到x=10m处，Q波刚好传播到x=0处，且两者质点均自平衡位置向上振动。再由题意可知，两波的振幅均为5cm，波长均为8m，由同侧法画波形图如图所示，
（ ii ）P、Q两列波的振动频率相同、振动方向相反，两列波叠加时，加强条件是：点到两波源的距离差，
解得振幅最大的平衡位置有和，
减弱条件为：，
解得振幅最小的平衡位置有、、。
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的叠加；光的折射及折射定律
【解析】【解答】（1）作出光路图如图：
D.细光束在ab边上折射时，入射角i相同，折射角r甲大于乙，根据知，，故D不符合题意；
C.根据知，，故C符合题意；
B.同一介质对频率较小的光，折射率较小，所以，故B不符合题意；
A.波长与频率成反比，所以，故A符合题意；
E. 在棱镜内bc边反时的入射角，甲光比乙光的大，故E符合题意。
故答案为：ACE。
【分析】（1）作出光路图，根据分析折射率大小关系；根据分析传播速度大小关系；同一介质对频率较小的光，折射率较小；波长与频率成反比。
（2）（i）根据求出两波的传播距离，再根据题意和同侧发作图即可；
（ ii ）根据加强条件和减弱条件列式求解。
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