2022年全国统一高考甲卷物理试题(解析版).pdf
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1、Evaluation Warning:The document was created with Spire.Doc for.NET.2022年全国高考甲卷物理试题二、选择题1.北 京 2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从4 处由静止自由滑下,到 6 处起跳,C点为人之间的最低点,C两处的高度差为。要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则 C点处这一段圆弧雪道的半径不应小于()777777777777777777777777C.也D.2h【答案】D【解析】【详解】运动员从。到 c 根据动能定理有m gh=.在
2、 C点有2匕-m e=m 0FNC kmg联立有故选D。2/7尺22.长为/的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v o,要通过前方一长为L 的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v%)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为。和 2 a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率即所用时间至少为()A,见二+以 B.7+5 1 C,3(%-)+归 D.2a v a v 2a v3(v0-v)1 L+21a v【答案】C【解析】【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过V V 0),则列车进隧道前必须减速到V,则有解得v =v o -2at在隧道内匀速有。
3、=L+iv列车尾部出隧道后立即加速到血,有解得v o =v +at3a则列车从减速开始至回到正常行驶速率V 0所用时间至少为/=3(%-)1 L+12a v故选C。3.三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框,正方形线框的边长与圆线框的直径相等,圆线框的半径与正六边形线框的边长相等,如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中,线框所在平面均与磁场方向垂直,正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为人、为和7 3 0则()A /(Z3/3/2C./=,2 4D.I=I2=I3【答案】C【解析】【详解】设圆线框的半径为 则由题意可知正方形线框的边长为2 r,正六边形线框的边长为
4、r;所以圆线框的周长为C2=2乃r面积为S2=冗户同理可知正方形线框的周长和面积分别为C1=8r,=4r2正六边形线框的周长和面积分别为C3=6r,S 3 =222三线框材料粗细相同,根据电阻定律LR可知三个线框电阻之比为4 :6 :&=G:G :G=8:2万:6根据法拉第电磁感应定律有,E XB S-=-R 僚R可得电流之比为:Z,:/3=2:2:/3即4=,2 13故选C o4.两种放射性元素的半衰期分别为务和2 j,在,=0 时刻这两种元素的原子核总数为N,在N/二 2/。时刻,尚未衰变的原子核总数为w,则在r=4,o时刻,尚未衰变的原子核总数为()N.N 八 N NA.B.C.D.12
5、 9 8 6【答案】C【解析】【详解】根据题意设半衰期为fo的元素原子核数为X,另一种元素原子核数为必 依题意有x+y=N经历2M后有1 1 Nx+y=一4 2-3联立可得x=-N f y=-N3 3在,=4 时,原子核数为x 的元素经历了 4 个半衰期,原子核数为y 的元素经历了 2 个半衰期,则此时未衰变的原子核总数为1 1 Nn=x+y-24 22-8故选Co5.空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(尤 Q y平面)向里,电场的方向沿),轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点。由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是()【答案】B【解析
6、】【详解】A C.在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向,故在坐标原点0 静止的带正电粒子在电场力作用下会向),轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里,根据左手定则,可判断出向),轴正方向运动的粒子同时受到沿x 轴负方向的洛伦兹力,故带电粒子向x轴负方向偏转。AC错误;B D.运动的过程中在电场力对带电粒子做功,粒子速度大小发生变化,粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。由于匀强电场方向是沿y 轴正方向,故x 轴为匀强电场的等势面,从开始到带电粒子偏转再次运动到x 轴时,电场力做功为0,洛伦兹力不做功,故带电粒子再次回到x 轴时的速度为0,随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转,故B 正
7、确,D错误。故选B,6.如图,质量相等的两滑块P、Q 置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F 拉动P,使两滑块均做匀速运动:某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前()7/7/7/Z/P 的加速度大小的最大值为2gQ加速度大小的最大值为2gP 的位移大小一定大于Q 的位移大小P 的速度大小均不大于同一时刻Q 的速度大小【答案】AD【解析】【详解】设两物块的质量均为机,撤去拉力前,两滑块均做匀速直线运动,则拉力大小为F=2/jmg撤去拉力前对Q 受力分析可知,弹簧的弹力为To=W gA B.以向右为正方向,撤
8、去拉力瞬间弹簧弹力不变为,咫,两滑块与地面间仍然保持相对滑动,此时滑块P 的加速度为-T(-mg=maP解得%=-2 g此刻滑块Q 所受的外力不变,加速度仍为零,滑块P做减速运动,故P Q 间距离减小,弹簧的伸长量变小,弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小,滑块Q 的合外力增大,合力向左,做加速度增大的减速运动。故 P 加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为。Q 加速度大小最大值为弹簧恢复原长时 mg=maQm解得%m=-Wg故滑块Q 加速度大小最大值为以 堂,A 正确,B 错误;C.滑块PQ水平向右运动,PQ间的距离在减小,故 P 的位移一定小于Q 的位移,C 错误;D
9、.滑块P 在弹簧恢复到原长时的加速度为-/Jmg-mavl解得0 2 =一 g撤去拉力时,P Q 的初速度相等,滑块P由开始的加速度大小为2 g 做加速度减小的减速运动,最后弹簧原长时加速度大小为 g;滑块Q由开始的加速度为0 做加速度增大的减速运动,最后弹簧原长时加速度大小也为。分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小,D正确。故选A D o7 .如图,两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上,在导轨的左端接入电容为 C的电容器和阻值为R的电阻。质量为机、阻值也为R的 导 体 棒 静 止 于 导 轨 上,与导轨垂直,且接触良好,导轨电阻忽略不计,整个系统处于方向竖直向下的匀
10、强磁场中。开始时,电容器所带的电荷量为。,合上开关S 后,()A.通过导体棒M N电流的最大值为-%B.导体棒N向右先加速、后匀速运动C.导体棒M N速度最大时所受的安培力也最大D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒上产生的焦耳热【答案】A D【解析】【详解】M N在运动过程中为非纯电阻,上的电流瞬时值为u-Blvi=-RA.当闭合的瞬间,B/v =0,此时M N可视为纯电阻凡 此时反电动势最小,故电流最大I max=u_Q_R CR故 A正确;B.当 时,导体棒加速运动,当速度达到最大值之后,电容器与M N及 R构成回路,由于一直处于通路 形式,由能量守恒可知,最后MN终极速度为零,故B错误;C
11、.在运动过程中为非纯电阻电路,MN上的电流瞬时值为u-B lvi=-R当 =时,A/N上电流瞬时为零,安培力为零此时,MN速度最大,故C错误;D.在 加 速 度 阶 段,由于MN反电动势存在,故MV上电流小于电阻R上的电流,电阻R消耗电能大于MN上消耗的电能(即ER E“N),故加速过程中,QR%;当MN减速为零的过程中,电容器的电流和导体棒的电流都流经电阻R形成各自的回路,因此可知此时也是电阻R的电流大,综上分析可知全过程中电阻/?上的热量大于导体棒上的热量,故D正确。故选AD8.地面上方某区域存在方向水平向右匀强电场,将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小
12、相等,重力势能和电势能的零点均取在P点。则射出后,()A.小球的动能最小时,其电势能最大B.小球的动能等于初始动能时,其电势能最大C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时,其动能最大D.从射出时刻到小球速度的水平分量为零时,重力做的功等于小球电势能的增加量【答案】BD【解析】【详解】A.如图所示Eq=mg故等效重力G 的方向与水平成4 5。当匕,=0时速度最小为%111=匕,由于此时匕存在水平分量,电场力还可以向左做负功,故此时电势能不是最大,故A错误;B D.水平方向上m在竖直方向上v=gf由于Eq=mg,得 v=%如图所示,小球的动能等于末动能。由于此时速度没有水平分量,故电势能最大。由
13、动能定理可知%+%=。则重力做功等于小球电势能的增加量,故BD正确;C.当如图中0所示时,此时速度水平分量与竖直分量相等,动能最小,故C错误;故选BD。三、非选择题:9.某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表(量程10m A,内阻约10。),微安表(量程IOORA,内阻叫 待测,约1k。),滑动变阻器R(最大阻值1 0 0),定值电阻尺(阻值100),开关S,导线若干。(1)在答题卡上将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图_ _ _ _;(2)某次测量中,微安表的示数为90.0pA,电流表的示数为9.00m A,由此计算出微安表内阻R.=
14、Q。【答案】.见解析.990。【解析】【详解】(1)口 为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻Ro并联,再与电流表串联,通过电流表的电流与微安表的电流之差,可求出流过定值电阻R。的电流,从而求出微安表两端的电压,进而求出微安表的内电阻,由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,滑动电阻器采用分压式解法,实验电路原理图如图所示(2)2流过定值电阻岛的电流I=IA-1G=9.00mA-0.091-nA=8.91mA加在微安表两端的电压。=/&=8.91x10-2 V微安表的内电阻 U 8.9 1 x 1 0-2 L.9 0.0 x 1 0 4(JC =9 9 0 c1 0.利用图示的实
15、验装置对碰撞过程进行研究。让质量为叫的滑块A 与质量为铀的静止滑块B 在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A 和 B 的速度大小匕和匕,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空:(1)调节导轨水平;(2)测得两滑块的质量分别为0.5 1 0 k g 和0.3 0 4 k g。要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为 k g 的滑块作为A:(3)调节B 的位置,使得A 与 B 接触时,A 的左端到左边挡板的距离S 与 B 的右端到右边挡板的距离与 相等;(4)使 A 以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B 碰撞,分别用传感器记录A 和 B 从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间
16、乙和与 ;(5)将 B 放回到碰撞前的位置,改变A 的初速度大小,重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示;123450.4 90.6 71.0 11.2 21.3 9t2/s0.1 50.2 10.3 30.4 00.4 6k=LV20.3 1k20.3 3().3 30.3 3(6)表中的2=(保留2 位有效数字);V,(7),的 平 均 值 为;(保留2 位有效数字)匕(8)理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由力判断。若两滑块的碰撞为匕弹性碰撞,则 已 的 理 论 表 达 式 为 (用 町 和,表示),本 实 验 中 其 值 为 (保留2位有效数字),若该值与(7)中结果
17、间的差别在允许范围内,则可认为滑块A 与滑块B 在导轨上的碰撞为弹性碰撞。【答案】.0.3 0 4 .0.3 1 .0.3 2 .L.0.3 32网【解析】【详解】(2)口 应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块,碰后运动方向相反,故选0.3 0 4 k g 的滑块作为A。(6)由于两段位移大小相等,根据表中的数据可得(7)3 平均值为v2r().3 1 +0.3 1 +0.3 3 +0.3 3 +0.3 3 k=-=0.3 25(8)4 5 弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒,可得叫=一叫匕+机2师1 2 1 2 1 25町 1H +耳,巧岭联立解得/_ nh.mv2 2 犯代入数据可得工=
18、0.3 3岭1 1.将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.0 5 s 发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3 个影像,所标出的两个线段的长度与和 2 之比为3:7。重力加速度大小取g=1 0 m/s 2,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小【答案】2叵 m/s5【解析】【详解】频闪仪每隔0.0 5 s 发出一次闪光,每相邻两个球之间被删去3 个影像,故相邻两球的时间间隔为r =4 T =0.0 5 X 4 s =0.2 s设抛出瞬间小球的速度为,每相邻两球间的水平方
19、向上位移为x,竖直方向上的位移分别为%、为,根据平抛运动位移公式有x-vot1,1 7y.=g 厂=x 1()x 0.2-m=0.2 m-1 2 2y2=;g(2 r)2-;g/=-x 1 0 x(0.42-0.22)m=0.6 m令x =y,则有%=3yl=3y已标注的线段与、“分别为S2=收+(3丫)2=旧+9丫2yjx2+y2:Jx2+9;/=3:7整理得故在抛出瞬间小球的速度大小为1 2.光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器,其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧,C为位于纸面上的线圈,虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场;随为置于平台上的轻质小平面反射镜,轻质刚性细杆。的
20、一端与M固连且与镜面垂直,另一端与弹簧下端相连,为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条,P。的圆心位于M的中心使用前需调零,使线圈内没有电流通过时,M竖直且与纸面垂直;入射细光束沿水平方向经产。上的。点射到仞上后沿原路反射。线圈通入电流后弹簧长度改变,使 M发生倾斜,入射光束在”上的入射点仍近似处于尸。的圆心,通过读取反射光射到P Q 上的位置,可以测得电流的大小。己知弹簧的劲度系数为,磁场磁感应强度大小为8,线圈C的匝数为N。沿水平方向的长度为I,细杆。的长度为人 圆弧P Q的半径为r,“远大于弹簧长度改变量的绝对值。(1)若在线圈中通入的微小电流为/,求平衡后弹簧长度改变量的绝对值 及P。上
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