2023年北京普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理試題及答案
本試卷分第一部分和第二部分。滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。
第一部分
本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。
1. 夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低。與白天相比，夜間輪胎內(nèi)的氣體（?? ）
A. 分子的平均動能更小???????????????????????? B. 單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)更少
C. 所有分子的運(yùn)動速率都更小?????????????????? D. 分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大
2. 陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（?? ）
A. 偏振現(xiàn)象??????????? B. 衍射現(xiàn)象??????????? C. 干涉現(xiàn)象??????????? D. 全反射現(xiàn)象
3. 下列核反應(yīng)方程中括號內(nèi)的粒子為中子的是（?? ）
A. ???????????? B.
C. ??????????????????? D.
4. 位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的波源發(fā)出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。t = 0時(shí)波源開始振動，其位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為，則t = T時(shí)的波形圖為（?? ）
A. ?????????????????????? B. ??
C. ?????????????????????? D. ??
5. 如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個(gè)相同的小燈泡，開始時(shí)，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關(guān)（?? ）
?
A. P與Q同時(shí)熄滅????????????????????????????? B. P比Q先熄滅
C. Q閃亮后再熄滅????????????????????????????? D. P閃亮后再熄滅
6. 如圖所示，在光滑水平地面上，兩相同物塊用細(xì)線相連，兩物塊質(zhì)量均為1kg，細(xì)線能承受的最大拉力為2N。若在水平拉力F作用下，兩物塊一起向右做勻加速直線運(yùn)動。則F的最大值為（?? ）
?
A. 1N????????????????? B. 2N????????????????? C. 4N????????????????? D. 5N
7. 自制一個(gè)原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實(shí)際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（?? ）
A. 僅增加原線圈匝數(shù)?????????????????????????? B. 僅增加副線圈匝數(shù)
C. 將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍?????????? D. 將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈
8. 如圖所示，兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷位于M、N兩點(diǎn)上，E、F是MN連線中垂線上的兩點(diǎn)，O為EF、MN的交點(diǎn)，EO = OF。一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷在E點(diǎn)由靜止釋放后（?? ）
?
A. 做勻加速直線運(yùn)動
B. 在O點(diǎn)所受靜電力最大
C. 由E到O的時(shí)間等于由O到F的時(shí)間
D. 由E到F的過程中電勢能先增大后減小
9. 如圖所示，光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框，以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場并最終完全穿出。線框的邊長小于磁場寬度。下列說法正確的是（?? ）
?
A. 線框進(jìn)磁場的過程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向
B. 線框出磁場的過程中做勻減速直線運(yùn)動
C. 線框在進(jìn)和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等
D. 線框在進(jìn)和出的兩過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量相等
10. 在太空實(shí)驗(yàn)室中可以利用勻速圓周運(yùn)動測量小球質(zhì)量。如圖所示，不可伸長的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一待測小球，使其繞O做勻速圓周運(yùn)動，用力傳感器測得繩上的拉力為F，用停表測得小球轉(zhuǎn)過n圈所用的時(shí)間為t，用刻度尺測得O點(diǎn)到球心的距離為圓周運(yùn)動的半徑R。下列說法正確的是（ ）
?
A. 圓周運(yùn)動軌道可處于任意平面內(nèi)
B. 小球的質(zhì)量為
C. 若誤將圈記作n圈，則所得質(zhì)量偏大
D. 若測R時(shí)未計(jì)入小球半徑，則所得質(zhì)量偏小
11. 如圖所示，一物體在力F作用下沿水平桌面做勻加速直線運(yùn)動。已知物體質(zhì)量為m，加速度大小為a，物體和桌面之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，在物體移動距離為x的過程中（ ?。?/p>
?
A. 摩擦力做功大小與F方向無關(guān)????????????????? B. 合力做功大小與F方向有關(guān)
C. F為水平方向時(shí)，F(xiàn)做功為????????????? D. F做功的最小值為
12. 2022年10月9日，我國綜合性太陽探測衛(wèi)星“夸父一號”成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了對太陽探測的跨越式突破?！翱涓敢惶枴毙l(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，距地面高度約為，運(yùn)行一圈所用時(shí)間約為100分鐘。如圖所示，為了隨時(shí)跟蹤和觀測太陽的活動，“夸父一號”在隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，需要其軌道平面始終與太陽保持固定的取向，使太陽光能照射到“夸父一號”，下列說法正確的是（ ?。?/p>
?
A. “夸父一號”的運(yùn)行軌道平面平均每天轉(zhuǎn)動的角度約為
B. “夸父一號”繞地球做圓周運(yùn)動的速度大于
C. “夸父一號”繞地球做圓周運(yùn)動的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D. 由題干信息，根據(jù)開普勒第三定律，可求出日地間平均距離
13. 如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，固定一內(nèi)部真空且內(nèi)壁光滑的圓柱形薄壁絕緣管道，其軸線與磁場垂直。管道橫截面半徑為a，長度為l（）。帶電粒子束持續(xù)以某一速度v沿軸線進(jìn)入管道，粒子在磁場力作用下經(jīng)過一段圓弧垂直打到管壁上，與管壁發(fā)生彈性碰撞，多次碰撞后從另一端射出，單位時(shí)間進(jìn)入管道的粒子數(shù)為n，粒子電荷量為，不計(jì)粒子的重力、粒子間的相互作用，下列說法不正確的是（ ?。?/p>
?
A. 粒子在磁場中運(yùn)動的圓弧半徑為a
B. 粒子質(zhì)量為
C. 管道內(nèi)的等效電流為
D. 粒子束對管道的平均作用力大小為
14. 在發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象后，人們往往試圖用不同的理論方法來解釋，比如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)光在地球附近的重力場中傳播時(shí)其頻率會發(fā)生變化這種現(xiàn)象后，科學(xué)家分別用兩種方法做出了解釋。
現(xiàn)象：從地面P點(diǎn)向上發(fā)出一束頻率為的光，射向離地面高為H（遠(yuǎn)小于地球半徑）的Q點(diǎn)處的接收器上，接收器接收到的光的頻率為。
方法一：根據(jù)光子能量（式中h為普朗克常量，m為光子的等效質(zhì)量，c為真空中的光速）和重力場中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的頻率。
方法二：根據(jù)廣義相對論，光在有萬有引力的空間中運(yùn)動時(shí)，其頻率會發(fā)生變化，將該理論應(yīng)用于地球附近，可得接收器接收到的光的頻率，式中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。
下列說法正確的是（ ?。?/p>
A. 由方法一得到，g為地球表面附近的重力加速度
B. 由方法二可知，接收器接收到的光的波長大于發(fā)出時(shí)光的波長
C. 若從Q點(diǎn)發(fā)出一束光照射到P點(diǎn)，從以上兩種方法均可知，其頻率會變小
D. 通過類比，可知太陽表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變大
第二部分
本部分共6小題，共58分。
15. 用油膜法估測油酸分子直徑是一種通過測量宏觀量來測量微觀量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V，在水面上形成的單分子油膜面積為S，則油酸分子的直徑___________。
16. 采用圖1所示的電路圖來測量金屬絲的電阻率。
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)處在___________（填“M”或“N”）端。
（2）按照圖1連接實(shí)物圖，如圖2所示。閉合開關(guān)前檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯(cuò)，該導(dǎo)線為___________（填“a”“b”或“c”）。若閉合開關(guān)，該錯(cuò)誤連接會帶來的問題有___________。
17. 用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)。
（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是___________（填選項(xiàng)前的字母）。
A．選擇體積小、質(zhì)量大的小球???? B．借助重垂線確定豎直方向
C．先拋出小球，再打開頻閃儀???? D．水平拋出小球
（2）圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球自由落下，借助頻閃儀拍攝上述運(yùn)動過程。圖2為某次實(shí)驗(yàn)的頻閃照片，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎直高度相同，可判斷A球豎直方向做___________運(yùn)動；根據(jù)___________，可判斷A球水平方向做勻速直線運(yùn)動。
???
（3）某同學(xué)使小球從高度為的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運(yùn)動（每秒頻閃25次），最多可以得到小球在空中運(yùn)動的___________個(gè)位置。
（4）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)忘了標(biāo)記重垂線方向，為解決此問題，他在頻閃照片中，以某位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿任意兩個(gè)相互垂直的方向作為x軸和y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系，并測量出a3另外兩個(gè)位置的坐標(biāo)值、，如圖3所示。根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律，利用運(yùn)動的合成與分解的方法，可得重垂線方向與y軸間夾角的正切值為___________。
?
18. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球A用一不可伸長的輕繩懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方的光滑桌面上有一個(gè)與A完全相同的靜止小球B，B距O點(diǎn)的距離等于繩長L。現(xiàn)將A拉至某一高度，由靜止釋放，A以速度v在水平方向和B發(fā)生正碰并粘在一起。重力加速度為g。求：
（1）A釋放時(shí)距桌面的高度H；
（2）碰撞前瞬間繩子的拉力大小F；
（3）碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。
?
19. 022年，我國階段性建成并成功運(yùn)行了“電磁撬”，創(chuàng)造了大質(zhì)量電磁推進(jìn)技術(shù)的世界最高速度紀(jì)錄。一種兩級導(dǎo)軌式電磁推進(jìn)的原理如圖所示。兩平行長直金屬導(dǎo)軌固定在水平面，導(dǎo)軌間垂直安放金屬棒。金屬棒可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，電流從一導(dǎo)軌流入，經(jīng)過金屬棒，再從另一導(dǎo)軌流回，圖中電源未畫出。導(dǎo)軌電流在兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流i的關(guān)系式為（k為常量）。金屬棒被該磁場力推動。當(dāng)金屬棒由第一級區(qū)域進(jìn)入第二級區(qū)域時(shí)，回路中的電流由I變?yōu)?。已知兩?dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距為L，每一級區(qū)域中金屬棒被推進(jìn)的距離均為s，金屬棒的質(zhì)量為m。求：
（1）金屬棒經(jīng)過第一級區(qū)域時(shí)受到安培力的大小F；
（2）金屬棒經(jīng)過第一、二級區(qū)域的加速度大小之比；
（3）金屬棒從靜止開始經(jīng)過兩級區(qū)域推進(jìn)后的速度大小v。
?
20. 某種負(fù)離子空氣凈化原理如圖所示。由空氣和帶負(fù)電的灰塵顆粒物（視為小球）組成的混合氣流進(jìn)入由一對平行金屬板構(gòu)成的收集器。在收集器中，空氣和帶電顆粒沿板方向的速度保持不變。在勻強(qiáng)電場作用下，帶電顆粒打到金屬板上被收集，已知金屬板長度為L，間距為d、不考慮重力影響和顆粒間相互作用。
（1）若不計(jì)空氣阻力，質(zhì)量為m、電荷量為的顆粒恰好全部被收集，求兩金屬板間的電壓；
（2）若計(jì)空氣阻力，顆粒所受阻力與其相對于空氣的速度v方向相反，大小為，其中r為顆粒的半徑，k為常量。假設(shè)顆粒在金屬板間經(jīng)極短時(shí)間加速達(dá)到最大速度。
a、半徑為R、電荷量為的顆粒恰好全部被收集，求兩金屬板間的電壓；
b、已知顆粒的電荷量與其半徑的平方成正比，進(jìn)入收集器的均勻混合氣流包含了直徑為和的兩種顆粒，若的顆粒恰好100%被收集，求的顆粒被收集的百分比。
?
21. 螺旋星系中有大量的恒星和星際物質(zhì)，主要分布在半徑為R的球體內(nèi)，球體外僅有極少的恒星。球體內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量為M，可認(rèn)為均勻分布，球體內(nèi)外的所有恒星都繞星系中心做勻速圓周運(yùn)動，恒星到星系中心的距離為r，引力常量為G。
（1）求區(qū)域的恒星做勻速圓周運(yùn)動的速度大小v與r的關(guān)系；
（2）根據(jù)電荷均勻分布的球殼內(nèi)試探電荷所受庫侖力的合力為零，利用庫侖力與萬有引力的表達(dá)式的相似性和相關(guān)力學(xué)知識，求區(qū)域的恒星做勻速圓周運(yùn)動的速度大小v與r的關(guān)系；
（3）科學(xué)家根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做勻速圓周運(yùn)動的速度大小v隨r的變化關(guān)系圖像，如圖所示，根據(jù)在范圍內(nèi)的恒星速度大小幾乎不變，科學(xué)家預(yù)言螺旋星系周圍（）存在一種特殊物質(zhì)，稱之為暗物質(zhì)。暗物質(zhì)與通常的物質(zhì)有引力相互作用，并遵循萬有引力定律，求內(nèi)暗物質(zhì)的質(zhì)量。
?
參考答案
第一部分
本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。
1.A | 2.C | 3.A | 4.D | 5.D | 6.C | 7.B | 8.C | 9.D | 10.A |
11.D | 12.A | 13.C | 14.B | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
第二部分
本部分共6小題，共58分。
15.
16.??? ①. M??? ②. b??? ③. 移動滑片時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)不變
17.??? ①. ABD??? ②. 自由落體運(yùn)動??? ③. A球相鄰兩位置水平距離相等??? ④. 10??? ⑤.
18.（1）；（2）；（3）
19.（1）；（2）；（3）
20.（1）；（2），25%
21.（1）；（2）；（3）
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