2023年高考山東卷物理真題（解析版）

2023年全省普通高中學業(yè)水平等級考試物理注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上寫在本試卷上無效。3．考試結束后、將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空，對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系，原子吸收頻率為的光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1，實現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】原子吸收頻率為光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ時有且從激發(fā)態(tài)能級Ⅱ向下躍遷到基態(tài)I的過程有聯(lián)立解得故選D。2.餐廳暖盤車的儲盤裝置示意圖如圖所示，三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上，下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子，取走一個盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補平。已知單個盤子的質量為300g，相鄰兩盤間距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內，每根彈簧的勁度系數(shù)為（）A.10N/m B.100N/m C.200N/m D.300N/m【答案】B【解析】【詳解】由題知，取走一個盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補平，則說明一個盤子的重力可以使彈簧形變相鄰兩盤間距，則有mg=3?kx解得k=100N/m故選B。3.牛頓認為物體落地是由于地球對物體的吸引，這種吸引力可能與天體間（如地球與月球）的引力具有相同的性質、且都滿足。已知地月之間的距離r大約是地球半徑的60倍，地球表面的重力加速度為g，根據(jù)牛頓的猜想，月球繞地球公轉的周期為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】設地球半徑為R，由題知，地球表面的重力加速度為g，則有月球繞地球公轉有r=60R聯(lián)立有故選C。4.《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉筒車往稻田里引水的場景。引水過程簡化如下：兩個半徑均為R的水輪，以角速度ω勻速轉動。水筒在筒車上均勻排布，單位長度上有n個，與水輪間無相對滑動。每個水筒離開水面時裝有質量為m的水，其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當?shù)氐闹亓铀俣葹間，則筒車對灌入稻田的水做功的功率為（）A B. C. D.nmgωRH【答案】B【解析】【詳解】由題知，水筒在筒車上均勻排布，單位長度上有n個，且每個水筒離開水面時裝有質量為m的水、其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田，則水輪轉一圈灌入農(nóng)田的水的總質量為m總=2πRnm×60%=1.2πRnm則水輪轉一圈灌入稻田的水克服重力做的功W=1.2πRnmgH則筒車對灌入稻田水做功的功率為聯(lián)立有故選B。5.如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當溫度升高時，下列說法正確的是（）A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動 B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動 D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動【答案】A【解析】【詳解】由題知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動，則條紋向左移動。故選A。6.如圖所示，電動公交車做勻減速直線運動進站，連續(xù)經(jīng)過R、S、T三點，已知ST間的距離是RS的兩倍，RS段的平均速度是10m/s，ST段的平均速度是5m/s，則公交車經(jīng)過T點時的瞬時速度為（）A.3m/s B.2m/s C.1m/s D.0.5m/s【答案】C【解析】【詳解】由題知，電動公交車做勻減速直線運動，且設RS間的距離為x，則根據(jù)題意有，聯(lián)立解得t2=4t1，vT=vR－10再根據(jù)勻變速直線運動速度與時間的關系有vT=vR－a?5t1則at1=2m/s其中還有解得vR=11m/s聯(lián)立解得vT=1m/s故選C。7.某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.發(fā)電機的輸出電流為368A B.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲能站的功率為408kW D.升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2=1：44【答案】C【解析】【詳解】A．由題知，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有A錯誤；BD．由題知，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，則有P′=U4I4聯(lián)立解得I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I3R=11500V再根據(jù)，解得BD錯誤；C．根據(jù)理想變壓器無功率損失有P=U2I3＋P儲代入數(shù)據(jù)有P儲=408kWC正確。故選C。8.質量為M的玩具動力小車在水平面上運動時，牽引力F和受到的阻力f均為恒力，如圖所示，小車用一根不可伸長的輕繩拉著質量為m的物體由靜止開始運動。當小車拖動物體行駛的位移為時，小車達到額定功率，輕繩從物體上脫落。物體繼續(xù)滑行一段時間后停下，其總位移為。物體與地面間的動摩擦因數(shù)不變，不計空氣阻力。小車的額定功率P0為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】設物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，當小車拖動物體行駛的位移為S1的過程中有F－f－μmg=(m＋M)av2=2aS1P0=Fv輕繩從物體上脫落后a2=μgv2=2a2(S2－S1)聯(lián)立有故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.一定質量的理想氣體，初始溫度為，壓強為。經(jīng)等容過程，該氣體吸收的熱量后溫度上升；若經(jīng)等壓過程，需要吸收的熱量才能使氣體溫度上升。下列說法正確的是（）A.初始狀態(tài)下，氣體的體積為 B.等壓過程中，氣體對外做功C.等壓過程中，氣體體積增加了原體積的 D.兩個過程中，氣體的內能增加量都為【答案】AD【解析】【詳解】C．令理想氣體的初始狀態(tài)的壓強，體積和溫度分別為等容過程為狀態(tài)二等壓過程為狀態(tài)三由理想氣體狀態(tài)方程可得解得體積增加了原來的，C錯誤；D．等容過程中氣體做功為零，由熱力學第一定律兩個過程的初末溫度相同即內能變化相同，因此內能增加都為，D正確；AB．等壓過程內能增加了，吸收熱量為，由熱力學第一定律可知氣體對外做功為，即做功的大小為解得A正確B錯誤；故選AD。10.如圖所示，沿水平方向做簡諧振動的質點，依次通過相距L的A、B兩點。已知質點在A點的位移大小為振幅的一半，B點位移大小是A點的倍，質點經(jīng)過A點時開始計時，t時刻第二次經(jīng)過B點，該振動的振幅和周期可能是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【詳解】AB．當AB兩點在平衡位置的同側時有可得；或者因此可知第二次經(jīng)過B點時，解得此時位移關系為解得故A錯誤，B正確；CD．當AB兩點在平衡位置兩側時有解得或者（由圖中運動方向舍去），或者當?shù)诙谓?jīng)過B點時，則解得此時位移關系為解得C正確D錯誤；故選BC。11.如圖所示，正六棱柱上下底面的中心為O和，A、D兩點分別固定等量異號的點電荷，下列說法正確的是（）A.點與點的電場強度大小相等B.點與點的電場強度方向相同C.點與點的電勢差小于點與點的電勢差D.將試探電荷由F點沿直線移動到O點，其電勢能先增大后減小【答案】ACD【解析】【詳解】D．將六棱柱的上表面拿出由幾何條件可知正電荷在OF中點K的場強方向垂直O(jiān)F，則K點的合場強與OF的夾角為銳角，在F點的場強和OF的夾角為鈍角，因此將正電荷從F移到O點過程中電場力先做負功后做正功，電勢能先增大后減小，D正確；C．由等量異種電荷的電勢分布可知，，，因此C正確；AB．由等量異種電荷的對稱性可知和電場強度大小相等，和電場強度方向不同，A正確B錯誤；故選ACD。12.足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計。質量為、長為、電阻為的導體棒MN放置在導軌上，與導軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內分別存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度分別為和，其中，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導軌CD段中點與質量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取，下列說法正確的是（）A.的方向向上 B.的方向向下 C. D.【答案】BD【解析】【詳解】AB．導軌的速度，因此對導體棒受力分析可知導體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小為導體棒的安培力大小為由左手定則可知導體棒的電流方向為，導體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小為由左手定則可知的方向為垂直直面向里，A錯誤B正確；CD．對導體棒分析對導體框分析電路中的電流為聯(lián)立解得C錯誤D正確；故選BD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內封閉一定質量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強和體積（等于注射器示數(shù)與塑料管容積之和），逐次增加砝碼質量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。回答以下問題：（1）在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體___________。A．與成正比B．與成正比（2）若氣體被壓縮到，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為___________（保留3位有效數(shù)字）。（3）某組同學進行實驗時，一同學在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了，則在計算乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學的計算結果之差的絕對值會隨的增大而___________（填“增大”或“減小”）。【答案】①.B②.③.增大【解析】【詳解】（1）[1]在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體，與成正比。故選B。（2）[2]若氣體被壓縮到，則有由圖乙可讀出封閉氣體壓強為（3）[3]某組同學進行實驗時，一同學在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了，則在計算乘積時，根據(jù)可知他的計算結果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學的計算結果之差的絕對值會隨的增大而增大。14.電容儲能已經(jīng)在電動汽車，風、光發(fā)電、脈沖電源等方面得到廣泛應用。某同學設計圖甲所示電路，探究不同電壓下電容器的充、放電過程，器材如下：電容器C（額定電壓，電容標識不清）；電源E（電動勢，內阻不計）；電阻箱（阻值）；滑動變阻器（最大阻值，額定電流）；電壓表V（量程，內阻很大）；發(fā)光二極管，開關，電流傳感器，計算機，導線若干?；卮鹨韵聠栴}：（1）按照圖甲連接電路，閉合開關，若要升高電容器充電電壓，滑動變阻器滑片應向___________端滑動（填“a”或“b”）。（2）調節(jié)滑動變阻器滑片位置，電壓表表盤如圖乙所示，示數(shù)為___________V（保留1位小數(shù)）。（3）繼續(xù)調節(jié)滑動變阻器滑片位置，電壓表示數(shù)為時，開關擲向1，得到電容器充電過程的圖像，如圖丙所示。借鑒“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中估算油膜面積的方法，根據(jù)圖像可估算出充電結束后，電容器存儲的電荷量為___________C（結果保留2位有效數(shù)字）。（4）本電路中所使用電容器的電容約為___________F（結果保留2位有效數(shù)字）。（5）電容器充電后，將開關擲向2，發(fā)光二極管___________（填“”或“”）閃光?！敬鸢浮竣賐

②.6.5③.④.⑤.【解析】【詳解】（1）[1]滑動變阻器分壓式接法，故向b端滑動充電電壓升高；（2）[2]量程15V，每個小格0.5V，估讀，故6.5V；（3）[3]圖像所圍的面積，等于電容器存儲的電荷量，35個小格，故電容器存儲的電荷量為C；（4）[4]由電容的定義式得：C；（5）[5]開關擲向2，電容器放電，故閃光。15.電磁炮滅火消防車（圖甲）采用電磁彈射技術投射滅火彈進入高層建筑快速滅火。電容器儲存的能量通過電磁感應轉化成滅火彈的動能，設置儲能電容器的工作電壓可獲得所需的滅火彈出膛速度。如圖乙所示，若電磁炮正對高樓，與高樓之間的水平距離，滅火彈出膛速度，方向與水平面夾角，不計炮口離地面高度及空氣阻力，取重力加速度大小，。（1）求滅火彈擊中高樓位置距地面的高度H；（2）已知電容器儲存的電能，轉化為滅火彈動能的效率，滅火彈的質量為，電容，電容器工作電壓U應設置為多少？【答案】（1）60m；（2）【解析】【詳解】（1）滅火彈做斜向上拋運動，則水平方向上有豎直方向上有代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得（2）根據(jù)題意可知又因為聯(lián)立可得16.一種反射式光纖位移傳感器可以實現(xiàn)微小位移測量，其部分原理簡化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d，直徑均為，折射率為n（）。M、N下端橫截面平齊且與被測物體表面平行。激光在M內多次全反射后從下端面射向被測物體，經(jīng)被測物體表面鏡面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測物體距離有關。（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為，求的正弦值；（2）被測物體自上而下微小移動，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應范圍（只考慮在被測物體表面反射一次的光線）。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）由題意可知當光在兩側剛好發(fā)生全反射時從M下端面出射的光與豎直方向夾角最大，設光在M下端與豎直方向的偏角為α，此時可得又因為所以（2）根據(jù)題意要使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路圖如圖所示則玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應范圍應該為當距離最近時有當距離最遠時有根據(jù)（1）可知聯(lián)立可得所以滿足條件的范圍為17.如圖所示，在，的區(qū)域中，存在沿y軸正方向、場強大小為E的勻強電場，電場的周圍分布著垂直紙面向外的恒定勻強磁場。一個質量為m，電量為q的帶正電粒子從OP中點A進入電場（不計粒子重力）。（1）若粒子初速度為零，粒子從上邊界垂直QN第二次離開電場后，垂直NP再次進入電場，求磁場的磁感應強度B的大小；（2）若改變電場強度大小，粒子以一定的初速度從A點沿y軸正方向第一次進入電場、離開電場后從P點第二次進入電場，在電場的作用下從Q點離開。（i）求改變后電場強度的大小和粒子的初速度；（ii）通過計算判斷粒子能否從P點第三次進入電場?！敬鸢浮浚?）；（2）（i），；（ii）不會【解析】【詳解】（1）由題意粒子在電場中做勻加速直線運動，根據(jù)動能定理有粒子在磁場中做勻速圓周運動，有粒子從上邊界垂直QN第二次離開電場后，垂直NP再次進入電場，軌跡如圖根據(jù)幾何關系可知聯(lián)立可得（2）（i）由題意可知，做出粒子在電場和磁場中運動軌跡如圖在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)幾何關系可知解得所以有，洛倫茲力提供向心力帶電粒子從A點開始做勻加速直線運動，根據(jù)動能定理有再一次進入電場后做類似斜拋運動，沿x方向有沿y方向上有其中根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立以上各式解得（ii）粒子從P到Q根據(jù)動能定理有可得從Q射出時的速度為

此時粒子在磁場中的半徑根據(jù)其幾何關系可知對應的圓心坐標為，而圓心與P的距離為故不會再從P點進入電場。18.如圖所示，物塊A和木板B置于水平地面上，固定光滑弧形軌道末端與B的上表面所在平面相切，豎直擋板P固定在地面上。作用在A上的水平外力，使A與B以相同速度向右做勻速直線運動。當B的左端經(jīng)過軌道末端時，從弧形軌道某處無初速度下滑的滑塊C恰好到達最低點，并以水平速度v滑上B的上表面，同時撤掉外力，此時B右端與P板的距離為s。已知，，，，A與地面間無摩擦