2023年高考真题完全解读（北京卷）2023年北京高考物理（等级考）命题依据新课程《普通高中物理课程标准》的理念和要求，衔接高中课程标准，注
重深化基础，坚持“稳中求进”的命题总基调，在保持稳定下谋发展，传承特色中求创新，力求物理学科等级考平稳顺利。北京高考物理（等级考）
强调基础，突出对物理观念的考查。物理试题坚持通过考查考生基于概念规律的理解，运用物理观念解释自然现象的能力，评价考生物理观念的发展
水平。如第1题以日常生活的中的“汽车胎压”为情境考查对温度、压强等概念的理解；第2题以“阳光下的肥皂膜”为情境，考查考生对光的干涉
规律的认识。回归物理本质，突出对科学思维的考查。物理试题继续坚持对模型建构、科学推理论证的考查，通过考查考生对学科思维方法的灵活运
用，真正考查出考生的关键能力和学科素养。如第16（4）、19、20题要求考生运用“合成与分解”、“类比等效”等方法解决实际问题。重
视实验，突出对科学探究和实验能力的考查，全卷共涉及7个实验的考查，包括第5题“断电自感”实验，第7题“自制变压器”，第10题“太空
实验室测质量”以及隐含其中的“单摆测重力加速度”实验，第15题的“油膜法估测分子直径”和“测量金属丝电阻率”实验，第16题“频闪照
相研究平抛运动规律”实验。试题在探索新的能力考查路径的同时，积极创新丰富试题呈现形式。以实验题第15题为例，试题优化为 “一小一大
”两个实验，涉及实验原理和实验操作的考查。此外，也逐步形成了第15、16两道实验题“一道注重实验操作、一道侧重实验分析”的实验题布
局。 试题继续坚持对考生科学态度与责任的培育。通过引导考生运用有限已知探索无限未知，激发学生的学习热情，形成探索自然的内在动力。第
14题和第20题分别涉及到“引力红移”和“暗物质”两个近代物理的前沿热点，试题通过提供相应背景知识并对情境进行合理简化建模，引导学
生根据中学物理知识理解学科前沿。试题进一步创新情境设计和问题呈现，提升试题设问的灵活性和能力考查的综合性，为高阶思维能力的考查提供
新的思路。第19题“静电除尘”情境中，在考查基础静电学知识的同时，需要考生灵活迁移“类平抛运动”、“雨滴下落”、“小船过河”等学生
熟知的问题情境，通过对问题的有机融合设计，实现对学生不同核心素养的综合深入考查。题号分值题型考查内容考查知识点13分选择题汽车轮胎
内的气体分子动理论23分选择题肥皂膜呈现彩色条纹薄膜干涉33分选择题核反应电荷数守恒、质量数守恒43分选择题机械波波动图像53分选
择题自感现象电磁感应63分选择题连接体牛顿运动定律73分选择题自制变压器变压器原理83分选择题静电场静电力、电势能93分选择题线框
通过磁场电磁感应103分选择题太空实验室中利用匀速圆周运动测量小球质量匀速圆周运动、向心力113分选择题物体在力F作用下沿水平桌面
加速运动受力分析、牛顿运动定律、做功123分选择题太阳探测卫星“夸父一号”万有引力、宇宙探测133分选择题带电粒子在管道内的匀强磁
场中运动洛伦兹力、牛顿运动定律，考查学生对有关知识的理解和掌握143分选择题光在地球附近的重力场能量守恒定律及其相关知识158分实
验题油膜法估测油酸分子直径电阻率测量热学实验电学实验1610分实验题研究平抛运动力学实验179分计算题小球碰撞机械能守恒定律、动量
守恒定律189分计算题两级导轨式电磁推进安培力、牛顿运动定律、动能定理1910分计算题负离子空气净化静电场知识的应用、类平抛运动2
012分计算题螺旋星系万有引力与宇宙探测北京高考采用3+3模式，不分文理科，其中第一个3为语文、数学、外语3门必考科目，每门满分1
50分，采用原始考分，总分450分; 第二个3为3门选考科目，通常满分为100分，采用等级赋分，总分300分，所以总共满分为750
分。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【参考答案】A【名师解析】根据温度是分子平均动能的标志，可知夜间气温降低，与白天相比，夜间轮胎
内的气体分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，A正确C错误；由于轮胎容积不变，单位体积内分子的个数不变，C错误；根据
压强的微观意义，可知汽车轮胎内的气体压强变低．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，D错误。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【参考答案】C【名师解析】太阳光下的肥皂膜呈现彩色
条纹，这种现象属于薄膜干涉现象，C正确。3．下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）A． B．C． D．【参考答案】A【
名师解析】根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可知A选项括号中为2个中子，B选项括号中为氦核，C选项括号中为质子，D选项括号
中为电子，A正确。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．时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时
的波形图为（ ）A． B． C． D．【参考答案】D【名师解析】【解析】t=0时波源开始振动，t=T时的波形图为图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（
）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【参考答案】D【名师解析】根据题述，开关S处于
闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，说明线圈L中通过的电流大于灯泡P中电流。断开开关，线圈L中产生自感电动势，与灯泡P形成闭合回路，
所以P闪亮后再熄灭，Q立即熄灭，D正确ABC错误。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，细线能承受
的最大拉力为．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． B． C． D．【参考答案】C
【名师解析】题述条件，Tmax=2N，m=1kg。对两物块整体，F=2ma，对后面的物块，Tmax=ma，联立解得F的最大值为F=
4N，C正确。7．自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接的正弦交流电源，副线圈接额定电压为的小灯泡．实际
测得小灯泡两端电压为．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．将两个小灯泡并联起来接入副线圈【参考答案】B【名师解析】原线圈接的正弦交流电源，副线圈接额定电压为的小灯泡．
实际测得小灯泡两端电压为．下列措施有可能使小灯泡正常发光的是：仅增加副线圈匝数，仅减小原线圈匝数，ACD错误B正确。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是连线中垂线上的两点，O为的交点，．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【参考答案】C
【名师解析】带负电的点电荷在E点由静止释放，将围绕O点做简谐运动，在O点所受电场力为零，AB错误；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，C正确；点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，D错误。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【参考答案】D【名师解析】根据楞次定律，线框进磁场的过程中电流方向为逆时针方向，A错误
；线框出磁场的过程中受到的安培力为变力，所以线框出磁场的过程中做变减速直线运动，B错误；线框在进和出的两过程中磁通量变化相同，通过
线框导线的电荷量相等，但产生的焦耳热不相等，D正确C错误。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B．小球的质量为C
．若误将圈记作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【参考答案】A【名师解析】由于在太空实验室中，任何物体
都处于完全失重状态，所以圆周运动轨道可以处于任意平面内，A正确；由匀速圆周运动规律，F=mR，T=t/n，联立解得：m=，B错误；
若误将n-1圈记作n圈，则所得质量偏小，C错误；若测R时没有计入小球半径，则所得质量偏大，D错误。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，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 D．F做功的最小值为【
参考答案】D【名师解析】由于物体对水平桌面的压力大小与F方向有关，所以摩擦力大小与F方向有关，摩擦力做功大小与F方向有关，A错误；
根据牛顿第二定律，F=ma，物体所受合外力大小只与物体加速度成正比，在物体移动距离为x的过程中，合力做功大小与F方向无关，B错误；
F为水平方向时，由F-μmg=ma，F做功为W=Fx=（ma+μmg）x，C错误；设F的方向与水平方向的夹角为θ，由牛顿第二定律F
cosθ-f=ma，f=μFN，Fsinθ+FN=mg，W=Fcosθ·x，联立解得 W=Fcosθ·x=max+μ（mg-Fs
inθ）x。当mg-Fsinθ=0时，力F做功最小，F做功的最小值为max，D正确。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，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（ ）A．“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为B．“夸父一号”绕
地球做圆周运动的速度大于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【参考答案】A【名师解析】根据题述，需要“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，轨道平面始终与太阳保持固定的取向
，1年365天，圆周角为360°，所以，“夸父一号”的运行轨道平面每天转动的角度约为1°，A正确；由于任何卫星绕地球做圆周运动的速
度小于7.9km/s ，向心加速度都小于重力加速度g，所以“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s，向心加速度小于重力
加速度g，BC错误；不能根据题干信息求出日地之间的平均距离，D错误。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（）．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，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aB．粒子质量
为C．管道内的等效电流为D．粒子束对管道的平均作用力大小为【参考答案】C【名师解析】根据题述，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，可知粒子在磁场中运动的圆弧半径为r=a，A正确；由洛伦兹力提供向心力，qvB=
m，可得m=，B正确；由于带电粒子在管道内做匀速曲线运动，其定向移动的速度小于v，所以管道内的等效电流小于，C不正确；设△t时间与
管道壁碰撞的带电粒子数为N，同一时间与管道壁碰撞的带电粒子数为N’=l/2a，对带电粒子与管道壁碰撞，由动量定理，F△t=NN’m
·2v，N=n△t， m=，联立解得F=，D正确。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点处的接收器上，接收器接收到的光的频率为．方法一：根据光子能量（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）和重力场中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的频率．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为地球半径．下列说法正确的
是（ ）A．由方法一得到，g为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【参考答案】B【名
师解析】方法一中，由能量守恒定律，hν0=mgH+ hν，解得v=ν0（1-），A错误；根据方法二接收器接收到的光的频率公式，可知
，接收到的光的频率小于发出时光的频率，利用波长与频率成反比可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长，B正确；若从Q点发出一束
光折射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变大，C错误；通过类比，可知，由于太阳质量远大于地球质量，太阳表面发出的光的频率在传播
过程中需要克服太阳引力做功，所以太阳表面发出的光的频率在传播过程中变小，D错误。第二部分本部分共6小题，共58分．15．（8分）（
1）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油
膜面积为S，则油酸分子的直径_________．（2）采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率．①实验时，闭合开关S前，滑动变阻器
的滑片P应处在_________（填“M”或“N”）端．②按照图1连接实物图，如图2所示．闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错
，该导线为_________（填“a”“b”或“c”）．若闭合开关，该错误连接会带来的问题有_________．【参考答案】（1）
V/S （2）①M ② b 滑动变阻器的滑片P无论处于什么位置，电流表、电压表示数都是零【名师解析】（1）由V=Sd解得
油酸分子直径d=V/S。（2）①实验电路为滑动变阻器分压式接法，闭合开关前，滑动变阻器应该处在M端。②滑动变阻器分压式接法为滑动变
阻器下面两个接线柱与电池、开关连接成闭合回路，所以接错的导线为b。该错误连接会带来的问题有：滑动变阻器的滑片P无论处于什么位置，电
流表、电压表示数都是零。16．（10分）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点．（1）关于实验，下列做法正确的
是_________（填选项前的字母）．A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．
水平抛出小球（2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程．图2为某次实验的频闪照片，在
误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做_________运动；根据_________，可判断A
球水平方向做匀速直线运动．（3）某同学使小球从高度为的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小
球在空中运动的_________个位置．（4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿
任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系，并测量出另外两个位置的坐标值、，如图3所示．根据平抛运动规律，利用运动
的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为_________．【参考答案】（1）ABD（2）自由落体 A球相邻两
位置水平距离相等（3）10（4）【名师解析】（1）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，选择体积小、质量大的小球可以减小空气阻力
的影响，需要借助重锤线确定竖直方向，AB正确；先打开频闪仪，在水平抛出小球，C错误D正确。（2）根据任意时刻AB两球的竖直高度相同
，可以判断出A球竖直方向做自由落体运动；根据A球相邻两位置水平距离相等，可以判断A球水平方向做匀速直线运动。（3）小球从高度为0.
8m的桌面水平飞出，根据h=，解得t=0.4s。每秒频闪25次，频闪周期T=1/25s=0.04s，所以最多可以得到小球在空中运动
的t/T=10个位置。（4）沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系，x2-2x1=gsinθ·(2T)2，y
2-2y1=gcosθ·（2T）2，联立解得：tanθ=.17．（9分）如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在
O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L．现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方
向和B发生正碰并粘在一起．重力加速度为g．求：（1）A释放时距桌面的高度H；（2）碰撞前瞬间绳子的拉力大小F；（3）碰撞过程中系统
损失的机械能．【名师解析】（1）由机械能守恒定律，mgH=，解得H= （2）由牛顿运动定律，F-mg= 解得 F=mg+（3）碰
撞过程，由动量守恒定律，mv=2mv’， 解得v’=v/2 碰撞过程损失的机械能△E=-=18．（9分）2022年，我国阶段性建成
并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录．一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示．两平行长直金属导轨固定在
水平面，导轨间垂直安放金属棒．金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中
电源未画出．导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B与电流i的关系式为（k为常量）．金属棒被该磁场力推动．当金属棒
由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由I变为．已知两导轨内侧间距为L，每一级区域中金属棒被推进的距离均为s，金属棒的质量为m
．求：（1）金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F；（2）金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比；（3）金属棒从静止开始经过两
级区域推进后的速度大小v．【名师解析】（1）金属棒经过第1级区域时受到的安培力F=B1IL=kI2L（2）金属棒经过第2级区域时受
到的安培力F2=B2·2IL=4kI2L由牛顿第二定律，F=ma1， F2=ma2， 联立解得：=（3）由动能定理，F1s+F2s
=解得：v=19．（10分）某种负离子空气净化原理如图所示．由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属
板构成的收集器．在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变．在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为L
，间距为d．不考虑重力影响和颗粒间相互作用．（1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压；（2
）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为，其中r为颗粒的半径，k为常量．假设颗粒在金属板间经极短时间加速
达到最大速度．a．半径为R、电荷量为的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压；b．已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器
的均匀混合气流包含了直径为和的两种颗粒，若的颗粒恰好100%被收集，求的颗粒被收集的百分比．【名师解析】：（1）只要紧靠上极板的颗
粒能够落到收集板右侧，颗粒就能够全部收集。 L=v0t，d=, qE=ma, E=U1/d联立解得：U1=,（2）a。可把颗粒的运
动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向运动 颗粒在水平方向，L=v0t，颗粒极短时间内加速到最大速度后，所受阻力等于电场力，f=k
Rvmax，f=qU2/d在竖直方向颗粒匀速下落， d=vmaxt联立解得：U2=b. q∞r2，10μm带电荷量q的颗粒恰
好100%收集，颗粒极短时间内加速到最大速度后，所受阻力等于电场力，f=kRvmax，f=qU2/d在竖直方向颗粒匀速下落，
d=vmaxt2.5μm的颗粒带电荷量为q’=q/16，颗粒极短时间内加速到最大速度后，所受阻力等于电场力，f’=kRv’max，f’=q’U2/d设只有距离下极板为d’的颗粒被收集，在竖直方向颗粒匀速下落， d’=v’maxt联立解得：d’=d/42.5μm的颗粒被收集的百分比为×100%=25%。20．（12分）螺旋星系中有大量的恒星和星际物质，主要分布在半径为R的球体内，球体外仅有极少的恒星．球体内物质总质量为M，可认为均匀分布，球体内外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为r，引力常量为G．（1）求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（）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，求内暗物质的质量．【名师解析】（1）由万有引力定律和向心力公式，，解得：v=（2）在r≤R内部，星体质量M0=由万有引力定律和向心力公式，，解得：v=（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，，对处于r=nR处的恒星，由万有引力定律和向心力公式，，联立解得得：M’=（n-1）M |
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