文档内容
2023 年普通高中学业水平等级性考试（北京卷）
物理
本试卷分第一部分和第二部分。满分 100分，考试时间 90分钟。
第一部分
本部分共 14小题，每小题 3分，共 42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要
求的一项。
1. 夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体（ ）
A. 分子的平均动能更小 B. 单位体积内分子的个数更少
C. 所有分子的运动速率都更小 D. 分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
【答案】A
【解析】
【详解】AC．夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确、C错
误；
BD．由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内
壁单位面积的平均作用力更小，BD错误。
故选A。
2. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ）
A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D. 全反射现象
【答案】C
【解析】
【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象。
故选C。
3. 下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A. 235U+1 n®144 Ba+89 Kr+( ) B. 238U®234 Th+( )
92 0 56 36 92 90
C. 14N+4 He®17 O+( ) D. 14C®14 N+( )
7 2 8 6 7
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
235U+1 n®144 Ba+89 Kr+3(1n)
92 0 56 36 0
第1页 | 共21页故A符合题意；
B．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
238U®234 Th+(4He)
92 90 2
故B不符合题意；
C．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
14N+4 He®17 O+(1H)
7 2 8 1
故C不符合题意；
D．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
14C®14 N+(0 e)
6 7 -1
故D不符合题意。
故选A。
4. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动，其位移y随时间t
2p
变化的关系式为y = Asin( t)，则t = T时的波形图为（ ）
T
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于t = 0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y轴正方向，且t = T
时波的图像应和t = 0时的相同，根据“上坡下，下坡上”可知t = T时的波形图为选项D图。
故选D。
5. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合
状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ）
第2页 | 共21页A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭
C Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭
.
【答案】D
【解析】
【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通
过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生
感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。
故选D。
6. 如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力
为2N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为（ ）
A. 1N B. 2N C. 4N D. 5N
【答案】C
【解析】
【详解】对两物块整体做受力分析有
F = 2ma
再对于后面的物块有
F = ma
Tmax
F = 2N
Tmax
联立解得
F = 4N
故选C。
7. 自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额
定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ）
A. 仅增加原线圈匝数 B. 仅增加副线圈匝数
C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈
第3页 | 共21页【答案】B
【解析】
n U
【详解】A．由 1 = 1 知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U 减小，不能使小灯泡正常发光，
n U 2
2 2
故A错误；
n U
B．由 1 = 1 知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U 增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正
n U 2
2 2
确；
n U
C．由 1 = 1 知，将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电
n U
2 2
压U 不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误；
2
D．将两个3.8V小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U 不变，不能使小灯泡正
2
常发光，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、
MN的交点，EO = OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后（ ）
A. 做匀加速直线运动
B. 在O点所受静电力最大
C. 由E到O的时间等于由O到F的时间
D. 由E到F的过程中电势能先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．带负电的点电荷在E点由静止释放，将以O点为平衡位置做简谐运动，在O点所受电场力
为零，故AB错误；
C．根据简谐运动的对称性可知，点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间，故C正确；
D．点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。
故选C。
第4页 | 共21页9. 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线
框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（ ）
A. 线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向
B. 线框出磁场的过程中做匀减速直线运动
C. 线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等
D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向，A错误；
B．线框出磁场的过程中，根据
E = Blv
E
I =
R
联立有
B2L2v
F = =ma
A R
由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左，则v减小，线框做加速度减小的减速运动，
B错误；
C．由能量守恒定律得线框产生的焦耳热
Q = F L
A
其中线框进出磁场时均做减速运动，但其进磁场时的速度大，安培力大，产生的焦耳热多，C错误；
D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量
q=It
其中
E x
I = ，E = BL
R t
则联立有
第5页 | 共21页BL
q= x
R
由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L，则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，
故D正确。
故选D。
10. 在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，
另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n
圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是（ ）
A. 圆周运动轨道可处于任意平面内
FRt2
B. 小球的质量为
4p2n2
C. 若误将n-1圈记作n圈，则所得质量偏大
D. 若测R时未计入小球半径，则所得质量偏小
【答案】A
【解析】
【详解】A．空间站内的物体都处于完全失重状态，可知圆周运动的轨道可处于任意平面内，故A正确；
B．根据
F =mw2R
2pn
w=
t
解得小球质量
Ft2
m=
4p2n2R
故B错误；
C．若误将n-1圈记作n圈，则得到的质量偏小，故C错误；
D．若测R时未计入小球的半径，则R偏小，所测质量偏大，故D错误。
故选A。
11. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，
第6页 | 共21页物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中（ ）
A. 摩擦力做功大小与F方向无关 B. 合力做功大小与F方向有关
C. F为水平方向时，F做功为mgx D. F做功的最小值为max
【答案】D
【解析】
【详解】A．设力F与水平方向的夹角为θ，则摩擦力为
f =(mg-Fsinq)
摩擦力的功
W =(mg-Fsinq)x
f
即摩擦力的功与F的方向有关，选项A错误；
B．合力功
W = F x=ma×x
合
可知合力功与力F方向无关，选项B错误；
C．当力F水平时，则
F =ma+mg
力F做功为
W = Fx=(ma+mg)x
F
选项C错误；
D．因合外力功为max大小一定，而合外力的功等于力F与摩擦力f做功的代数和，而当Fsinq=mg时，
摩擦力f=0，则此时摩擦力做功为零，此时力F做功最小，最小值为max，选项D正确。
故选D。
12. 2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。
“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720km，运行一圈所用时间约为100分钟。如
图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面
始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”，下列说法正确的是（ ）
第7页 | 共21页A. “夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1°
B. “夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
C. “夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D. 由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离
【答案】A
【解析】
【详解】A．因为“夸父一号”轨道要始终保持要太阳光照射到，则在一年之内转动360°角，即轨道平面平均
每天约转动1°，故A正确；
B．第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，则“夸父一号”的速度小于7.9km/s，故B
错误；
C．根据
Mm
G =ma
r2
可知“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误；
D．“夸父一号”绕地球转动，地球绕太阳转动，中心天体不同，则根据题中信息不能求解地球与太阳的距离，
故D错误。
故选A。
13. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆
柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（l >>a）。带电粒子束持续以某一
速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次
碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为+q，不计粒子的重力、粒子间的相
互作用，下列说法不正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中运动的圆弧半径为a
第8页 | 共21页Bqa
B. 粒子质量为
v
C. 管道内的等效电流为nqpa2v
D. 粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql
【答案】C
【解析】
【详解】A．带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为
r=a
故A正确，不符合题意；
B．根据
v2
qvB=m
r
可得粒子的质量
Bqa
m=
v
故B正确，不符合题意；
C．管道内的等效电流为
Q
I = =nq
t
故C错误，符合题意；
D．粒子束对管道的平均作用力大小等于等效电流受的安培力
F = BIl = Bnql
故D正确，不符合题意。
故选C。
14. 在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释，比如，当发现光在地球附近的重力场
中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别用两种方法做出了解释。
现象：从地面P点向上发出一束频率为v 的光，射向离地面高为H（远小于地球半径）的Q点处的接收器
0
上，接收器接收到的光的频率为n。
方法一：根据光子能量E =hn=mc2（式中h为普朗克常量，m为光子的等效质量，c为真空中的光速）
第9页 | 共21页和重力场中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的频率n。
方法二：根据广义相对论，光在有万有引力的空间中运动时，其频率会发生变化，将该理论应用于地球附
2GM
1-
c2R
n=n
近，可得接收器接收到的光的频率 ，式中G为引力常量，M为地球质量，R为地
0
2GM
1-
c2R+H
球半径。
下列说法正确的是（ ）
æ gH ö
A. 由方法一得到n=n ç 1+ ÷，g为地球表面附近的重力加速度
0 è c2 ø
B. 由方法二可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长
C. 若从Q点发出一束光照射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变小
D. 通过类比，可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由能量守恒定律可得
hn+mgH =hn
0
hn =mc2
0
解得
gH
n=v (1- )
0 c2
选项A错误；
B．由表达式
2GM
1-
c2R
n=n
0
2GM
1-
c2(R+H)
可知
n R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系；
（2）根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力的表达式的相似
性和相关力学知识，求r £ R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系；
（3）科学家根据实测数据，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的速度大小v随r的变化关
系图像，如图所示，根据在r > R范围内的恒星速度大小几乎不变，科学家预言螺旋星系周围（r > R）存
在一种特殊物质，称之为暗物质。暗物质与通常的物质有引力相互作用，并遵循万有引力定律，求r =nR
内暗物质的质量M¢。
GM GM
【答案】（1）v= ；（2）v=r
；（3）M¢=n-1M
r R3
【解析】
【详解】（1）由万有引力定律和向心力公式有
Mm v2
G =m
r2 r
第19页 | 共21页解得
GM
v=
r
（2）在r £ R内部，星体质量
M 4 Mr3
M = × pr3 =
0 4 3 R3
pR3
3
由万有引力定律和向心力公式有
M m v2
G 0 =m
r2 r
解得
GM
v=r
R3
（3）对处于R球体边缘的恒星，由万有引力定律和向心力公式有
Mm v2
G =m 0
R2 R
对处于r=nR处的恒星，由万有引力定律和向心力公式有
M +M¢m v2
G =m 0
nR2 nR
解得
M¢=n-1M
第20页 | 共21页第21页 | 共21页
