2022年高考物理试题及解析 3.pdf

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1、普通高等学校招生全国统一考试（山东卷）理科综合能力测试（物理）第卷（必做共 107 分）二、选择题（共7 小题，每小题6 分，共 42 分。第小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分。 ）14如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后AF1不变， F2变大BF1不变， F2变小CF1变大， F2变大DF1变小， F2变小【答案】 A 【解析】 在轻

2、绳被剪短前后，木板都处于静止状态，所以木板所受的合力都为零，即F10 N因两根轻绳等长，且悬挂点等高，故两根轻绳对木板的拉力相等，均为F2.对木板进行受力分析，如图所示，则竖直方向平衡方程： 2F2cos G，轻绳剪去一段后，增大， cos 减小，故 F2变大。选项 A 正确。15一质点在外力作用下做直线运动，其速度v 随时间 t 变化的图像如图。在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有At1Bt2Ct3Dt4【答案】 AC 【解析】 速度图像中某点的切线的斜率表示加速度。t1时刻速度为正， 加速度也为正，合外力与速度同向；t2时刻速度为正，加速度为负，合外力与速度反向；t3

3、时刻速度为负，加速度也为负，合外力与速度同向；t4时刻速度为负，加速度为正，合外力与速度反向。选项A、C 正确。16、如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用 FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是AFM向右BFN向左CFM逐渐增大DFN逐渐减小【答案】 BCD【解析】根据安培定则可判断出，通电导线在M 区产生竖直向上的磁场，在N区产生竖直向下的磁场。当导体棒匀速通过M 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力向左。当导体棒匀速通过N 区时，由楞

4、次定律可知导体棒受到的安培力也向左。选项B 正确。设导体棒的电阻为r，轨道的宽度为L，导体棒产生的感应电流为I，则导体棒受到的安培力F安BI LBBLvRrLB2L2vRr，在导体棒从左到右匀速通过M 区时，磁场由弱到强，所以 FM逐渐增大；在导体棒从左到右匀速通过N 区时，磁场由强到弱，所以FN逐渐减小。选项C、D 正确。17如图，将额定电压为60V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V 和 2.2A以下判断正确的是A变压器输入功率为484W B通过原线圈的电流的有效值为0.6A C通过副线圈

5、的电流的最大值为2.2A D变压器原、副线圈匝数比3:11:21nn【答案】 BD 【解析】理想电流表没有电阻，显示的2.2A 是理想变压器的输出电流的有效值，理想电压表的电阻无穷大，显示的220 V 是理想变压器的输入电压的有效值。用电器正常工作，所以，理想变压器的输出电压的有效值为60V根据理想变压器的电压与匝数成正比，可得n1n2U1U2113 ，选项 D 正确。理想变压器的输入功率等于输出功率，P入P出60 2.2 W132 W ，选项 A 错误。根据理想变压器的电流与vt01t2t3t4tRMNIv导体棒VA用电器S1n2n精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

6、结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页匝数成反比，即I1I2n2n1，可得通过原线圈的电流的有效值为I1n2n1I20.6A ，选项 B 正确。通过变压器的是正弦交流电，所以副线圈的电流的最大值为Im2I22.22 A，选项 C 错误。18如图，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab 长为 s，竖直边ad 长为 h。质量均为m、带电量分别为+q 和 q 的两粒子，由 a、c 两点先后沿ab 和 cd 方向以速率v0进入矩形区 （两粒子不同时出现在电场中） 。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于AmhqEs22BmhqEs2CmhqEs24Dm

7、hqEs4【答案】 B【解析】两个粒子都做类平抛运动。两个粒子在竖直方向上都做加速度大小相等的匀加速直线运动，因为竖直位移大小相等，所以它们的运动时间相等。两个粒子在水平方向上都做速度大小相等的匀速直线运动，因为运动时间相等，所以水平位移大小相等。综合判断，两个粒子运动到轨迹相切点的水平位移都为s2，竖直位移都为h2，由h2Eq2mt2，s2v0t 得 v0s2Eqmh，选项 B 正确。19如图，半径为 R 的均匀带正电的薄球壳，其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O 时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能Ek0沿

8、 OA 方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r 的关系图线，可能正确的是【答案】 A【解析】壳内场强处处为零，试探电荷从球心运动到球壳处不受任何力作用，动能不变，图象为一条水平直线， C、D 错误。正的试探电荷从球壳处向外运动时，受到类似于球壳的全部电荷集中于球心的正点电荷在壳外产生电场的电场力作用，要加速运动，动能增大。沿半径方向取相等的两段距离，离球心越远，电场力的等效值越小，电场力做的功越小，动能的增加量就越小，图象的斜率减小，选项 A 正确， B 错误。202013 年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天受好者提出“玉兔”回家的

9、设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球为R，月面的重力加速度为g月。以月面为零势能面。“玉兔”在h 高度的引力势能可表示为)(hRRGMmhEp，其中 G 为引力常量， M 为月球质量，若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为A)2(RhhRRmg月B)2(RhhRRmg月C)22(RhhRRmg月D)21(RhhRRmg月【答案】 D【解析】本题以月面为零势面，开始发射时，“ 玉兔 ” 的机械能为零，对接完成时，“ 玉兔 ” 的动能和重力势能都不为零

10、，该过程对“ 玉兔 ” 做的功等于 “ 玉兔 ” 机械能的增加。忽略月球的自转，月球表面上，“ 玉兔 ” 所受重力等于地球对“ 玉兔 ” 的引力， 即 GMmR2mg月，对于在 h 高处的 “ 玉兔 ” ，月球对其的万有引力提供向心r00kERkEr00kERkEr00kERkEr00kERkEABCDEabcdh0v0vqqsOA月球h精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页力，即 GMm（Rh）2mv2Rh，“ 玉兔 ” 的动能 Ek12mv2，由以上可得，Ekg月R2m2（Rh）对 “ 玉兔 ” 做的功 WEkEpm

11、g月RRhh12R 选项 D 正确。【必做部分】21 （ 8 分）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤：用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在A 端向右拉动木板，等弹簧秤示数稳定后，将计数记叙F；改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如下表所示：G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物 P

12、连接，保持滑块静止，测量重物P 离地面的高度h；滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D 点（未与滑轮碰撞） ，测量 C、D 间的距离S完成下列作图和填空：（ 1）根据表中数据在给定的坐标纸（见答题卡）上作出FG 图线。（ 2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_（保留 2 位有效数字）（ 3）滑块最大速度的大小v_（用 h、s、和重力加速度g 表示。）【答案】 (1)如图(2)0.40(0.38 、0.39、0.41、0.42 均正确 ) (3)2g（s h）【解析】 (1)根据实验步骤给出的实验数据描点、连线。如图。(2)根据图线的斜率得滑块与木板间的动摩擦因数0.4。(3)重物下落h

13、 时，滑块的速度最大。设滑块的质量为m，细绳拉力对滑块所做的功为WF，对该过程由动能定理得：WFmgh 12mv20，滑块从 C点运动到 D 点，由动能定理得：WFmgs 00，由以上两式得v2g（sh）22 （10 分）实验室购买了一捆标称长度为100m 的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2， 查得铜的电阻率为m8107 .1，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约为0.2；电压表：量程3v，内阻约9K；滑动变阻器R1：最大阻值5；CDrhP弹簧秤细线橡皮泥滑块木板A图甲图

14、乙NF /NG /2.04.06.08.00.12.14.16.18.10 .15.10.25.20. 35. 30.45.4VAxR0RabES图甲0123V图乙NF /NG /2.04.06.08.00.12.14.16.18.10.15.10.25.20. 35. 30.45.4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：30R；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：（1）实验中滑动变阻器应选_（填“ R1”或“ R2” ） ，闭合开关 S 前应将滑片移至_端

15、（填“ a”或“ b” ） . （2）在实物图（见答题卡）中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A 时，电压表示数如图乙所示，读数为_V。（4）导线实际长度为_m（保留 2 位有效数字）【答案】 (1)R2a(2)如右图所示。(3)2.30(2.29、2.31 均正确 )(4)94(93、95 均正确 )【解析】 (1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为RxlS1.7 ，而R0Rx4.7 ，根据电路图，电压表的量程是3 V，电源的电动势为6 V，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7 为了多测几组数据，以保证实验结果的准确

16、性，滑动变阻器应选R2(2) 如右图所示。(3)电压表最小刻度表示0.1 V，应该按照110估读进行读数，所以读数为 2.30 V(4)因为 RxUIR0lS，所以 lUIR0S94 m23 （ 18 分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）st4 .00，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中， 志愿者少量饮酒后驾车以hkmv/720的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L39m。减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/s2求：（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间

17、；（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少？（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。【答案】（1）28/m s； 2.5s （ 2）0.3s（3）415【解析】解： （1）设减速过程汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0=20m/s，末速度vt=0，位移 s=25m，由运动学公式得：202vas0vta联立式，代入数据得：反应过程减速过程发现情况开始减速汽车停止图甲ms/)/(1hkmv25072图乙A0123051015V0123051015A0123051015V0123051015精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

18、- - - - - - -第 4 页，共 8 页28/am st=2.5s （2）设志愿者反应时间为t，反应时间的增量为t，由运动学公式得0Lv ts0ttt联立式，代入数据得0.3ts（3）设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得F=ma由平行四边形定则得：2220()FFmg联立式，代入数据得：041=5Fmg24 （ 20 分）如图甲所示，间距为d 垂直于纸面的两平行板P、Q 间存在匀强磁场。取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。t=0 时刻，一质量为m、带电量为 +q 的粒子（不计重力） ，以初速度v

19、0由 Q 板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区。当B0和 TB取某些特定值时，可使t=0 时刻入射的粒子经t时间恰能垂直打在P 板上（不考虑粒子反弹） 。上述 m、 q、d、v0为已知量。（ 1）若BTt21，求 B0；（ 2）若BTt23，求粒子在磁场中运动时加速度的大小；（ 3）若qdmvB004，为使粒子仍能垂直打在P 板上，求TB。【答案】（1）0mvqd（2）203vd（3）01(arcsin)24 2dv【解析】（1）设粒子做圆周运动的半径为R1，由牛顿第二定律得20001mvqv BR据题意由几何关系得1Rd联立式得00mvBqd（2）设粒子做圆周运动的

20、半径为R2，加速度大小为a，由圆周运动公式得：202vaR据题意由几何关系得23Rd联立式得203vad（3）设粒子做圆周运动的半径为R，周期为 T，由圆周运动公式得02 RTvB0B0B-02TBBT23TBB2Tt图乙d0vQP图甲精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页由牛顿第二定律得2000mvqv BR由题意知004mvBqd，代入式得4dR粒子运动轨迹如图所示，O1、O2为圆心， O1O2连线与水平方向夹角为，在第个TB内，只有A、 B两个位置才有可能垂直击中P 板，且均要求02，由题意可知222BTT设经历整

21、个完整TB的个数为 n（n=0、1、2、3, ）若在 A 点击中 P 板，据题意由几何关系得2sinRRRnd（）11当 n=0 时，无解12当 n=1 时，联立11 式得1(sin)62或13联立13 式得03dTv14当2n时，不满足02的要求15若在 B 点击中 P 板，据题意由几何关系得2 sin2(sin)RRRRnd16当 n=0 时，无解17当 n=1 时，联立16 式得11arcsin(sin)44或18联立18 式得01(arcsin)24 2BdTv19当2n时，不满足02的要求20【选做部分】37 （ 12 分） 【物理物理3 3】（1）如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用

22、活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体_。 （双选，填正确答案标号）a内能增加b对外做功c压强增大d分子间的引力和斥力都增大【答案】 ab【解析】根据理想气体状态方程，缸内气体压强不变，温度升高，体积增大，对外做功。理想气体不计分子间的作用力，温度升高，内能增加。选项a、b正确。（2） 一种水平重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量kgM3103、体积305. 0 mV的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的0V1V0V2V2h1h浮筒重物0p水面AB1O2OR0v0v精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6

23、 页，共 8 页气体，开始时筒内液面到水面的距离mh401，筒内气体体积311mV在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为2h时，拉力减为零，此时气体体积为2V，随后浮筒和重物自动上浮。求2V和2h已知大气压强Pap50101，水的密度33/101mkg，重力加速度的大小2/10smg不计水温度变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。【答案】 2.5m310【解析】当F 0 时，由平衡条件得02()Mgg VV代入数据得322.5Vm设筒内气体初态、末态的压强分别为P1、P2，由题意得101PPgh202PPgh在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律

24、得1122PVPV联立式，代入数据得210hm38 （ 12 分） 【物理物理3 4】（1）一列简谐横波沿直线传播。以波源O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点A 的振动图像如图所示，已知O、A 的平衡位置相距0.9m.以下判断正确的是_.（双选，填正确答案标号）a波长为 1.2m b波源起振方向沿y 轴正方向c波速大小为0.4m/s d质点 A 的动能在st4时最大【答案】 ab【解析】以波源O 由平衡位置开始振动计时，到质点A 开始振动历时3 s，O、A 平衡位置相距0.9 m，所以可得波速为v0.93m/s0.3 m/s，c 错误。由图得知，振动周期T4 s，所以波长为 vT 1.2 m

25、，a 正确A 点沿 y 轴正向起振， 所以波源起振方向也沿y 轴正向， b 正确。t4 s时，质点位于正向最大位移处，动能为零，所以d 错误。（2）如图， 三角形 ABC 为某透明介质的横截面，O 为 BC 边的中点， 位于截面所在平面内的束光线自O 以角 i 入射，第一次到达AB 边恰好发生全反射。 已知15，BC 边长为 2L，该介质的折射率为2。求：（）入射角i；（）从入射到发生第一次全反射手忙脚乱的时间（设光在真空中的速度为c，可能用到42675sin或3215tan） 。【答案】（） 450（）622Lc【解析】（）根据全反射定律可知，光线在AB 面上 P 点的入射角等于临界角C，由

26、折射定律得：1sin Cn代入数据得45C设光线在BC 面上的折射角为r，由几何关系得30r由折射定律得sinsininr联立式，代入数据得45i（）在OPB中，根据正弦定理得my/st /2. 02.001 2 3 4 5 678 9ABCiOLLABCiOLLrC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页AB0vmsin75sin 45OPL设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得OPvtcvn联立式，代入数据得622tLc39 （ 12 分） 【物理物理3 5】（1）氢原子能级如图，当氢原子从3n跃迁到2n的能级时，

27、辐射光的波长为 656nm。以下判断正确的是_.（双选，填正确答案标号）a氢原子从2n跃迁到1n的能级时，辐射光的波长大于656nm b用波长为325nm 的光照射，可使氢原子从1n跃迁到2n的能级c一群处于3n能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3 种谱线d用波长为633nm 的光照射，不能使氢原子从2n跃迁到3n的能级【答案】 cd【解析】由氢原子能级图可知氢原子从n2 跃迁到 n1 的能级的能级差大于从n3 跃迁到 n2 的能级的能级差，根据|EnEm|h 和 c可知， |EnEm|hc，选项 a 错误；同理从n1 跃迁到 n2 的能级需要的光子能量大约为从n3 跃迁到 n2 的能级差的

28、五倍左右，对应光子波长应为从n3 跃迁到 n2 的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b 错误；氢原子从n3 跃迁到 n 1 的能级的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项c 正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|EnEm|hc，选项d 正确。（2）如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B 用橡皮筋连接，A 的质量为 m。开始时橡皮筋松驰，B 静止，给 A 向左的初速度v0一段时间后， B 与 A 同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A 的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B 的速度的一半。求：（） B 的质量；（）碰撞过程中A、B 系统机械能的损失。【答案】（）4m（）2016mv【解析】（）以初速度v0的方向为正方向，设B 的质量为 mB，A、B 碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A 的速度为2v，碰撞前瞬间B 的速度为2v，由动量守恒定律得2()2BBvmm vmmv由式得2Bmm（）从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得0()Bmvmm v设碰撞过程A、B 系统机械能的损失为E，则222111( )(2 )()2222BBvEmmvmmv联立式得2016Emv1234085.051.14 .36.13neVE /精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页