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辽宁省2023 年普通高中学业水平选择性考试
一、选择题
1．(2023·辽宁卷·1)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( )
答案 A
解析 篮球做曲线运动，所受合力指向运动轨迹的凹侧，故选A。
2．(2023·辽宁卷·2)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Δl1和Δl2、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ΔF＝k。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
解析 根据题干公式ΔF＝k 整理可得k＝，代入相应物理量单位可得比例系数k 的单位为＝
＝kg·m/(s2·A2)，故选B。
3．(2023·辽宁卷·3)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
解析 由题图(b)可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度
逐渐减小的加速运动，乙沿Ⅰ下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的
动能比乙的小，A 错误，B 正确；乙沿Ⅰ下滑，开始时乙速度为0，到N 点时乙竖直方向速
度为零，根据瞬时功率公式P＝mgvy可知，重力瞬时功率先增大后减小，C、D 错误。
4．(2023·辽宁卷·4)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( )
答案 C
解析 如图所示，导体棒匀速转动，设速度为v，设导体棒从A 到B 的过程中，棒转过的角
度为θ，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为v⊥＝vcos θ，可知导体棒垂直磁感线的分速度
为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过B 点和B 点关于P 点的对称点时，电流方向
发生变化，根据u＝BLv⊥可知，导体棒两端的电势差u 随时间t 变化的图像为余弦图像，故
选C。
5．(2023·辽宁卷·5)“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( )
答案 B
解析 根据＝C，可得p＝T，从a 到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b 到
c，气体压强减小，温度降低，因c 点与原点连线的斜率小于b 点与原点连线的斜率，c 状态
的体积大于b 状态的体积，故选B。
6．(2023·辽宁卷·6)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
解析 由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A 正确；
因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν 可知②的
频率小于④的频率，选项B 错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量
小于①的能量，②的频率小于①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②
照射该金属不一定能发生光电效应，选项C 错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，
可知④的能量大于①的能量，即④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时能逸出光
电子的最大初动能为Ek，根据Ek＝hν－W 逸出功，则用④照射该金属，逸出光电子的最大初动
能大于Ek，选项D 错误。
7．(2023·辽宁卷·7)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T1，地球绕太阳运动的周期为T2，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．k32
B．k32
C.2
D.2
答案 D
解析 设月球绕地球运动的轨道半径为r1，地球绕太阳运动的轨道半径为r2，根据G＝mr，
可得G＝m 月r1，G＝m 地r2，由几何关系有＝，则＝＝，根据ρ＝mv，v＝πR3得ρ＝，联立可
得＝2，故选D。
8．(多选)(2023·辽宁卷·8)“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 BD
解析 该现象属于波的叠加原理；插入水中的筷子看起来折断了是光的折射造成的，与该问
题的物理原理不相符；阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是由于光从薄膜上下表面的反射光叠
加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符；驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象，
与该问题的物理原理不相符；振动音叉的周围声音忽高忽低，是声音的叠加造成的干涉现象，
与该问题的物理原理相符，故选B、D。
9．(多选)(2023·辽宁卷·9)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 CD
解析 由图结合电场线由电势为高的等势面指向电势低的等势面，可知P 点电势比M 点的
高，选项A 错误；因M 点所在的等差等势面密集，则M 点场强比P 点大，即P 点电场强度
大小比M 点的小，选项B 错误；场强方向垂直等势面，且沿电场线方向电势逐渐降低，可
知M 点电场强度方向沿z 轴正方向，选项C 正确；因x 轴上各点电势相等，则沿x 轴运动的
带电粒子电势能不变，选项D 正确。
10．(多选)(2023·辽宁卷·10)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 AC
解析 弹簧伸展过程中，根据右手定则可知，回路中产生顺时针方向的电流，选项A 正确；
任意时刻，设电流为I，则PQ 所受安培力FPQ＝BI·2d，方向向左，MN 所受安培力FMN＝
2BId，方向向右，可知两棒系统所受合外力为零，动量守恒，设PQ 质量为2m，则MN 质量
为m, PQ 速率为v 时，则有2mv＝mv′，解得v′＝2v，回路中的感应电流I＝＝，MN 所
受安培力大小为FMN＝2BId＝，选项B 错误；设整个运动过程中，某时刻MN 与PQ 的速率
分别为v1、v2，同理有mv1＝2mv2，可知MN 与PQ 的速率之比始终为2∶1，则MN 与PQ 的
路程之比为2∶1，故C 正确；两棒最终停止时弹簧处于原长状态，由动量守恒可得mx1＝
2mx2，x1＋x2＝L，可得最终MN 向左移动x1＝，PQ 向右移动x2＝，则q＝Δt＝＝＝，选项D
错误。
二、非选择题
11．(2023·辽宁卷·11)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
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量变化量大
小的比值不是1，产生这种误差可能的原因____________________________________。
答案 (1)一元 (2) (3) (4)见解析
解析 (1)根据题意可知，甲与乙碰撞后没有反弹，可知甲的质量大于乙的质量，甲选用的
是一元硬币；
(2)甲从O 点到P 点，根据动能定理－μm1gs0＝0－m1v0
2
解得碰撞前，甲到O 点时速度的大小v0＝
(3)同理可得，碰撞后甲的速度和乙的速度分别为
v1＝
v2＝
若动量守恒，则满足m1v0＝m1v1＋m2v2
整理可得＝
(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量变化量大
小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因有：
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。
12．(2023·辽宁卷·12)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 ＝ 0.20 cm；
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ρ ＝________(用k、a、I 表示)；
(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ ＝________ Ω·m(保留两位有效数字)。
答案 (1)乙 (2) (3) 6.5 × 10－5
解析 (1)由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L 是丙到乙的距离。
(2)根据电阻定律有R＝ρ
再根据欧姆定律有R＝
联立有U＝L
则ρ＝
(3)根据图像可知k＝6.5 V/m
则根据(2)代入数据有
ρ ＝ 6.5 × 10－5 Ω·m
13．(2023·辽宁卷·13)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v1＝80 m/s 时离开水面，
该过程滑行距离L＝1 600 m、汲水质量m＝1.0×104 kg。离开水面后，飞机攀升高度h＝
100 m 时速度达到v2＝100 m/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＝10 m/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ΔE。
答案 (1)2 m/s2 40 s (2)2.8×107 J
解析 (1)飞机从静止开始做匀加速直线运动，平均速度为，则
L＝v1t
解得飞机滑行的时间为
t＝＝ s＝40 s
飞机滑行的加速度为
a＝＝ m/s2＝2 m/s2
(2)飞机从水面攀升至h＝100 m 处，水的机械能包含水的动能和重力势能，则
ΔE＝mv2
2－mv1
2＋mgh＝×1×104×1002 J－×1×104×802 J＋1×104×10×100 J＝2.8×107 J
14．(2023·辽宁卷·14)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，标出改变后的圆形磁场区域的圆心
M。
答案 (1) (2)(或60°) (3)见解析图
解析 (1)设板间距离为d，则板长为d，带电粒子在板间做类平抛运动，两板间的电场强度
为E＝
根据牛顿第二定律得qE＝ma
解得a＝
设粒子在平板间的运动时间为t0，根据类平抛运动的规律得
＝at0
2，d＝v0t0
联立解得U＝
(2)设粒子出电场时与水平方向夹角为α，则有
tan α＝＝
故α＝
则出电场时粒子的速度为
v＝＝v0
粒子出电场后做匀速直线运动，接着进入磁场，根据牛顿第二定律有
qvB＝m
解得r＝＝
已知圆形磁场区域半径为R＝，
故r＝R
粒子沿PO 方向射入磁场，轨迹如图所示，即沿半径方向射入磁场，故粒子将沿半径方向射
出磁场，粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向的夹角为θ，则粒子在磁场中运动圆弧轨迹
对应的圆心角也为θ，由几何关系可得θ＝2α＝
故粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向的夹角为(或60°)；
(3)粒子在该磁场中运动的半径与圆形磁场半径关系为r＝R，根据几何关系可知，粒子在该
磁场中运动的轨迹一定为劣弧，故劣弧所对应轨迹圆的弦为磁场圆的直径时粒子在磁场中运
动的时间最长，则相对应的运动轨迹以及圆心M 的位置如图所示。
15．(2023·辽宁卷·15)如图，质量m1＝1 kg 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＝20 N/m 的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2＝4 kg 的小物块以水平
向右的速度v0＝ m/s 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Ep＝kx2。取重力加速度g＝10 m/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ΔU(用t0表示)。
答案 (1)1 m/s 0.125 m (2)0.25 m m/s (3)4t0－8t0
2
解析 (1)由于地面光滑，则m1、m2组成的系统动量守恒，则有
m2v0＝ (m1＋m2)v
代入数据有v＝1 m/s
对木板受力分析有μm2g＝m1a1，
则a1＝＝4 m/s2
则木板运动前右端距弹簧左端的距离有
v2＝ 2a1x1
代入数据解得x1＝ 0.125 m
(2)木板与弹簧接触以后，对物块和木板组成的系统有kx2 ＝ (m1＋m2)a 共
对物块受力分析有μm2g＝m2a2，
则a2＝μg＝1 m/s2
当a 共＝a2时物块与木板之间即将相对滑动，
由Ep＝kx2
2，F 弹＝kx2
解得此时的弹簧压缩量
x2＝0.25 m
对物块、木板与弹簧组成的系统，根据机械能守恒定律有
(m1＋m2)v2＝(m1＋m2)v2
2＋kx2
2
代入数据有v2＝ m/s
(3)木板从速度为v2到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板的加速度大于物块
的加速度，则当木板与物块的加速度相同时即弹簧形变量为x2时，则说明此时木板的末速
度大小为v2，共用时2t0，且物块一直受滑动摩擦力作用，则对物块有
－μm2g·2t0＝ m2v3－m2v2
解得v3＝－2t0
木板的位移为零，弹簧的初、末状态的形变量相同，
故此过程弹簧的初、末状态的弹性势能相等，木板的初、末动能相等，
则对于木板和物块组成的系统有
Wf＝m1v2
2＋m2v3
2－(m1＋m2)v2
2
ΔU ＝ －Wf
联立有ΔU＝4t0－8t0
2
