2022年高考物理点睛卷（全国甲卷）教师版

2022年身考物理点睛卷（全国甲卷）

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第广5题只有一

项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的

得3分，有选错或不答的得。分。

1.中国核能可持续发展论坛2021春季高峰会议4月在北京开幕。开幕式上，福清核电厂5

号机组正式授牌，这标志着我国核能发电装机容量突破5000万千瓦。中国作为世界大国，

近些年一直加大科技领域投入，寻求更多、更大突破，尤其是在核聚变领域，这对人类未来

生活将会起到至关重要的作用。在聚变反应中，一个质核（：H）和一个僦核（；H）结合为

一个氮核（；He）,并放出一个中子，同时释放大约17.6Mev的能量。太阳辐射的总功率约

为4X1026W,其辐射的能量也来自于聚变反应。下列说法正确的是（）

A.太阳因为辐射能量每秒亏损的质量约为17.6MeV/c2

B.：He的比结合能比:H、；H的比结合能都要大

C.要使轻核发生聚变，高温可以使它们克服库仑力和核力而聚变

D.聚变反应又叫热核反应，核聚变可以放出巨大能量，现有的核电站都是采用核聚变

【答案】B

【解析】根据%=夕£,E=mc2,因为Is太阳辐射的能量

4V1026

£=4X1026J=------rreV=2.5X104,eV=2.5x1039MeV,太阳每秒因为辐射损失的质量为

1.6x1019

F

AzM=-=2.5xlO39MeV/c2,故A错误；比结合能越大，原子核越稳定，：He的比结合能

C

比；H、；H的比结合能都要大，故B正确；要使轻核发生聚变，可以用高温使它们克服库

仑力让轻核聚变，没有克服核力，故C错误；目前核电站都是采用核裂变，故D错误。故

选B。

2.高空抛物现象会带来很大的社会危害。2019年11月，最高人民法院明确对于故意高空

抛物者，根据具体情形按照以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处。

小明等几位同学放学经过某高楼下时，发现一钢管笔直的插入绿化带中（如图所示），几位

同学经过研究得出钢管刚接触地面时速度约为30m/s,已知每层楼的高度约为3m,重力加

速度g取lOm/sL以下关于钢管下落的楼层最可能的是（）

A.11层B.13层C.16层D.19层

【答案】C

【解析】钢管被抛出后竖直方向为匀加速直线运动，加速度大小为g,由速度位移公式

v2-=2ah

代入数据，解得"=45m,又每层楼的高度约为3m,故钢管下落的楼层最可能的是16

层，ABD错误，C正确。故选C。

3.如图，一倾斜轻杆的上端固定于天花板上的O点，另一端固定一定质量的小球小球

力通过细线与另一小球8相连，整个装置在竖直面内处于静止状态。现对小球5施加水平

向右的外力厂，使它缓慢移动到绳子与杆在一条直线上的位置。对此过程下列说法正确的是

B.水平外力厂逐渐减小

C.轻杆的弹力逐渐增大

D.绳子与轻杆共线时，杆对球，的弹力一定沿杆向上

【答案】C

【解答】解：AB.设8的细线与竖直方向夹角为6,对小球3受力分析可知7cose=〃%g

Tsin0=F

则随着6角逐渐变大，则绳子张力T逐渐变大，水平外力尸逐渐变大，故错误；

C.对的整体受力分析，则轻杆的弹力FN=J72+[(%+%)g]2

可知随着尸的增大，轻杆的弹力逐渐增大，故。正确；

D.绳子与轻杆共线时，对球/受力分析可知，竖直向卜的重力和绳子对/沿杆向下的拉

力，则杆对球N的弹力方向沿着球/的重力与绳子对力的拉力的合力的反方向，可知杆对

球力的弹力不是沿杆向上，故。错误。

故选：C。

4.如图所示，“X”表示直导线中电流方向垂直纸面向里，表示电流方向垂直纸面向

外，三根长直导线4、6、C平行且水平放置，图中"C正好构成一个等边三角形。当C中没

有电流，“、6中的电流分别为/和2/时，“受到的磁场力大小为尸；保持“、6中的电流

不变，当C中通有电流时，发现。受到的磁场力大小仍为尸。由此可以推知（）

e

，、

//、、

，/、、

V、'、2

臂......q

A.c中电流为/

B.c中电流的方向垂直纸面向外

C.c中电流为2/

D.当。中通有电流时，6受到的磁场力大小也为产

【答案】C

【解答】解：ABC.由题意可知，当c中没有电流时，由安培定则可知，b中的电流在c处

产生的磁感应强度为用，方向竖直向卜，。受到的磁场力大小为耳，由左手定则可知，方向

水平向左，当c中通有电流时，a受到的磁场力的合力大小仍为尸，则知。受到c的磁场力

方向应是斜向右上，山此可知c在a处产生的磁场方向与方向应是斜向左上，则知c中电流

的方向垂直纸面向里，如图所示：

O

IB,

由此可知c在a处产生的磁感强强度大小约与b中的电流在。处产生的磁感应强度为与，大

小相等，所以c中电流为2/,故N8错误，C正确；

。、当c中通有电流时，6受到的磁场力大小如图所示，

O

C

由力合成的计算公式则有

22

Fh=7F+(2F)+2FX2FCOS60°=V7F,故£>错误;

故选：C..

5.2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号05星”送入预定

圆轨道，轨道周期约为1.7h,被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上

午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家，如图所示。某时亥11“黎明星”正好经过赤道

上P城市（未标出）正上方，则下列说法正确的是（）

A.“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s

B.同步卫星的轨道半径约为“黎明星''的15倍

C.该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方

D.该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方

【答案】D

【解析】7.9km/h为地球卫星的最大环绕速度，所以“黎明星”做匀速圆周运动的速度小于

7.9km/h,A错误；“黎明星”轨道周期约为L7h,根据开普勒第二定律可得』=*，可得

r

212

同步卫星的轨道半径约为''黎明星''的6倍，B错误；该时刻后“黎明星”经过1.7h正好运行

一个周期，因为地球的自转，P城市转过的角度为工乂1.7=馈，则P城市转走

了，“黎明星”没有经过P城市正上方，C错误；该时刻后"黎明星'’经过17天运动的周期数

为〃=不一个=240个，此时P城市转过的角度为名=/=（xl7x24=34乃，此时P城

市正好转回最初的位置，"黎明星"经过P城市的正上方，D正确。故选D。

6.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图如图所

示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为“，水

流速度处处相同，大小为v,方向水平。金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖

直分量为8,水的电阻率为。，水面上方有一阻值为/?的电阻通过绝缘导线和电键K连接

到金属板上，忽略边缘效应，以下说法正确的是（）

A.该装置产生的电动势大小与水中带电离子的浓度有关

B.如果水流方向反向，则通过火的电流反向

C.通过电阻R的电流强度为孚"

pa+SR

D.若电阻R的阻值增大，则夫消耗的电功率一定增大

【答案】BC

【解析】该装置产生的电动势大小E=与水中带电离子的浓度无关，故A错误；根

据右手定则，如果水流方向反向，则通过/?的电流反向，故B正确；根据闭合电路欧姆定

律E=/(R+r),其中内阻厂=丝，通过电阻尺的电流强度/=故C正确；及消

Spd+SR

p_『R_」E?

耗的电功率一一(夫+厂)2一口/c，观察发现当R=＞时.，R消耗的电功率有最

')R+—+2广

R

大值，故电阻R的阻值增大，R消耗的电功率不一定增大，故D错误。

故选BC。

7.如图所示，轻绳的一端系一质量为〃?的金属环，另一端绕过定滑轮悬挂一质量为5%的

重物。金属环套在固定的竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆之间的距离金属环从

图中P点由静止释放，0P与直杆之间的夹角0=37,不计一切摩擦，重力加速度为g,则

()

A.金属环从P上升到。的过程中，重物所受重力的瞬时功率先增大后减小

B.金属环从P上升到。的过程中，绳子拉力对重物做的功为日加gd

C.金属环在。点的速度大小为J等

D.若金属环最高能上升到N点，则CW与直杆之间的夹角a=53"

【答案】AD

【解析】在P点时，重物的速度为零，则重物所受重力的瞬时功率为零，当环上升到。

点，环的速度向上与绳垂直，则重物的速度为零，此时，重物所受重力的瞬时功率为零，

故金属环从。上升到。的过程中，重物所受重力的瞬时功率先增大后减小，故A正确；金

属环从P上升到。的过程中，设绳子拉力做功为沙，对重物应用动能定理有力+%=0,

则%==故B错误；设金属环在。点的速度大小为v,

对环和重物整体，由动能定理得5mgd-d]-mg—二=：加巴解得v=2姨，故C

错误；若金属环最高能上升到N点，则整个过程中，金属环和重物整体的机械能守恒，有

|=+—解得a=53°,故D正确。故选AD。

Vsinc/sma）（tan"tanaJ

8.某同学用如图1所示装置研究带电小球在重力场和电场中具有的势能E（重力势能、电

势能之和）情况。两个带同种电荷的小球1、2放在竖直放置的绝缘圆筒中，1固定在圆筒

底部，2从靠近1位置处释放，测出8的位置x和速度，利用能量守恒可以得到势能E-x

图像。图2中I图是小球E-x图像，II图是计算机拟合的图线I的渐近线，实验中一切摩擦

可忽略，小球的电荷量不会发生变化，g=10m/s2,则2小球（）

产

胃二彳|

2□o'-----;—;-------------：►

[困。u6.010.020.0x/cm

图1图2

A.上升过程速度一直变大

B.上升过程速度先变大后变小

C质量为05kg

D.从x=6.0cm处运动至x=20cm处电势能减少0.3J

【答案】BCD

【解析】上升过程系统能量守恒石+耳=后总，结合图像可知，上升过程中势能先变小后变

大，因此，小球2的动能先变大后变小，速度也先变大后变小，A错误，B正确；根据库

仑定律己=呼，可知，当，-8时・，兄-0,系统势能的变化量主要取决于重力做功

r

由mg-，即它二，由此可知小球2的重力等于图中渐近线的斜率，结合图像可知

mg=—==5N,解得机=0.5kg,C正确；从x=6.0cm处运动至x=20cm过程中,

Ax0.1m

根据系统能量守恒A£；=-A£=-0.4J,根据动能定理可得/+%=/,又因为

Wc=-/wgAr=-0.7J,解得%=0.3J,从x=6.0cm处运动至x=20cm过程中，电场力做的

正功0.3J,电势能减少0.3J,D正确。故选BCD。

二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必

须作答。第13~14题为选考题，考生根据要求作答。

（-）必考题（共47分）

9.（6分）某同学设计了如图甲所示装置验证机械能守恒定律。A,8为材料不同的小桶，其

中小桶位置A上装有遮光片，B内装有若干质量均为m的金属球，两个小桶用绕过光滑定

滑轮的轻绳连接，竖直刻度尺下端固定有光电门。初态时系统静止，绳子拉力为Mg,记下

遮光片在标尺上对准的位置。

忑

遮光片

标尺0cm12

%“卜愠卅

光电门向|11“|MW

05101520

图甲图乙

（1）用游标卡尺测遮光片的宽度"，如图乙所示，贝ljd=cm。

（2）将小桶8内的一个小球放到小桶/中，然后由静止释放小桶/,记录遮光片通过光电

门的遮光时间t,则遮光片遮光时小桶N的速度为丫=。

（3）将小桶B中的2个，3个，4个……〃个小球转移到小桶/中，仍由静止释放小桶

A,保持每次小桶力下落的初始位置不变，测得多个对应的遮光片遮光时间,,以5为纵

轴，以"为横轴，作出图象，通过刻度尺测出小桶N释放时遮光片到光电门的距离

h,当地重力加速度为g,如果作出的图线为过原点的直线且图线的斜率等于,则可

验证机械能守恒然定律。

【答案】（1）0.535（2分）（2）幺（2分）（3）四”（2分）

tMd2

【解析】（1）由游标卡尺的读数规则可知遮光片的宽度

d=5mm+0.05x7mm=5.35mm=0.535mm

（2）由题意可得,遮光片遮光时小桶/的速度04

（3）根据机械能守恒定律有+mn）gh-^M-nm）gh=；x2〃，整理有

12mgh

t2Md2

如果得到的图线为过原点的直线，且斜率在=鬻，即可验证机械能守恒定律。

Md

10.（9分）某同学要描绘半导体二极管的电流/与正向电压U的关系图象，利用如图所示

电路做实验，得到的U和/的实验数据见下表;

编号1234567

UN0.02.44.86.57.17.37.5

//mA0.00.10.20.61.74.27.5

//mA

ES

（1）在闭合电键S前:变阻器R1的滑动片应移至R1的（选填“左端”或"右端”）。

（2）当用>>&时，对电压起粗调作用的是（选填或“Rz”）。

（3）在坐标纸中画出二极管的电流/与正向电压U的关系图象。

（4）将上述的二极管接入如图所示电路中，已知电源电动势E=9V、内阻不计，电阻

R/=2kC,则二极管D消耗的电功率为Wo

T£O立

【答案】（1）右端（1分）（2）R（2分）

（2分）

（4）6.9x1O-3（2分）（6.8xl（y3--7.0xl（y3）（2分）

11.（12分）某游戏装置可以简化为如图所示：游客乘坐滑椅（可视为质点）从固定光滑圆

弧轨道上的B点处无初速滑下后冲上静止在光滑水平面上的滑板Ao已知游客与滑椅的质

量为“，滑板力的质量为2〃?，滑椅与滑板间的动摩擦因数为〃，滑板N足够长，滑椅不会

从滑板表面滑出，圆弧轨道的半径为R,。点为圆弧轨道的圆心，6=60。，重力加速度为

g-求：

（1）滑椅滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小;

（2）滑椅滑上X后经多长时间不再相对N滑动；

（3）若滑块/至少多长才能满足要求。

【答案】（1）滑椅滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为2mg；

（2）滑椅滑上《后经2,因不再相对/滑动；

（3）若滑块/至少三才能满足要求。

3〃

【解析】解：（1）设滑椅滑到圆弧轨道最低点时速度为v。，山动能定理有mgR（l-cose）=；w*

在圆弧轨道最低点时，有-mg=喑

联立解得=2磔

由牛顿第三定律可知，滑椅对轨道的压力大小为2mg

（2）滑板力右端与固定挡板。碰撞前瞬间，设游客与滑椅的速度为w，滑板A的速度为岭，

规定向右为正方向，由动量守恒定律有mvQ=（m+2m）v

对滑板/，山动量定理〃加g/=-0

解得r=Z户

3”g

（3）设滑板长度至少为x,由功能关系〃〃?gx=g〃?y；-g（加+2〃?）.2

解得：x=—

3〃

答：（1）滑椅滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为2mg；

（2）滑椅滑上4后经2,冏不再相对4滑动;

（3）若滑块/至少二才能满足要求。

3〃

12.（18分）为了探测带电粒子，研究人员设计了如图甲所示的装置。纸面内存在一个半

径为公、圆心为。'的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，该磁场区域在垂直纸面

的方向上足够长。以O'右边的。点为坐标原点建立一平面直角坐标系立勿，。和O'两点

间距离为2及。y轴与OO,连线垂直，x轴（图甲中未画出）正方向垂直纸面向里，在xQy

平面内存在一个足够大的探测屏.圆形磁场区域正下方存在一个长度为R且与夕轴垂直的粒

子源MN,该粒子源各处均能持续不断地发射质量为加、电荷量为旧的粒子，粒子发射时

的速度大小均为%,方向均沿y轴正方向，从粒子源MV中点发射的粒子速度方向恰好指

向。'，已知粒子在圆形磁场中做圆周运动的半径为A,不计粒子重力和粒子间相互作用

力。

（1）求圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小以

（2）求从粒子源右端点N发射的粒子从进入磁场到打到屏上所经历的时间/；

(3)若在圆形区域内再加上一个沿x轴正方向、场强为后=粤且足够长的匀强电场，此

qR

时从粒子源中点及左右端点M、N发射的粒子打在屏上1、£、A三点上，如图乙所示;

①请指出从M点发射的粒子打在屏上哪一点；（不要求写推导过程）

②求打在屏上的所有粒子中与O点相距最远的粒子在屏上的坐标。

【答案】（•）卷⑵+2①⑶①小②（5鲍，%

【解析】（1）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，故有q%8=机1

解得八号

qR

（2）设从M点发射的粒子，在£点进入磁场，从N点发射的粒子，在/点进入磁场，从

C点离开磁场，打在屏上的。点，圆周运动的圆心为O/,如图所示

由于粒子源长度为R,并Hy轴垂直，且中点发射的粒子速度方向恰好指向。，

所以ON=O'E=NE=H

故有NONE=60°

由题意可得。'/=O'C=。/=QC=R

由几何知识可得N/QC=NONE=60°

所以NCOO=N/OC=60。

粒子在磁场中的运动时间为4=黑7=j加'=乎

粒子从c点到。点的运动时间为L=殷=二广坐

%%sin603%

所以粒子源右端点N发射的粒子从进入磁场到打到屏上所经历的时间

/=/1+/,=（兀+2>/3）

3%

（3）未加电场时，从M点发射的粒子从E点进入磁场，从C点离开磁场，打在屏上的尸

点，从阳、中点发射的粒子会打在O点，如图所示

八y

在磁场区域加上一个沿X轴正方向的电场时，粒子会在X轴方向加速，由于粒子在X轴方

向的分速度与磁场方向平行，所以该分速度不受洛伦兹力，故粒子在X轴方向仅受电场力

作用，做匀加速直线运动，在图甲所示的平面内的运动情况与未加电场时相同，所以从〃

点发射的粒子打在屏上的凸点；

由图可知，从用点发射的粒了•打在屏上时与O点相距最远，在X轴方向=（1分）

又因石=绊

qR

所以4=这=近

mR

由几何知识可得/C4E=120°,ACFO=60°

门-i、e工土加zrHv-4Hr।_120"丁_12兀R_2兀R

所以粒子在磁场中1的l运动1时间:=-T=-----------——

3603v03v0

粒子在X轴方向的位移为X=-at\+at.t2=2R（r+2区）

2'129

粒子在v轴方向的位移为y=-OF=一与R

所以所有粒子中与。点相距最远的粒子在屏上的坐标为（2砥/+2&,一昱R）。

93

（-）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第

一题计分。

13.[物理——选修3-3]（15分）

（1）（6分）如图一定质量的理想气体经历的两个过程，分别由压强一温度（p-f）图

上的两条直线I和H表示，B、尸2分别为两直线与纵轴的交点的纵坐标；访是它们的延

长线与横轴交点的横坐标，〃尸-273.15。（3；a、b为直线I上的两点，c为直线H上的一

点。由图可知，气体从“状态沿直线I变化到b状态，气体对外做功》

;气体在6状态和。状态单位体积的分子数之比”=。

-«e

【答案】0（3分）1（3分）

【解析】气体从。状态沿直线I变化到6状态，直线I为等容线，气体对外做功心0。直

线I、n均为等容线，气体在状态和c状态单位体积的分子数之比跟，=（rc时单位体积的

分子数之比相等，根据压强的微观解释比=苒

/P2

（2）（9分）导热良好、粗细均匀的u形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口。初始时,

管内水银柱及空气柱长度如图所示，下方水银柱足够长且左、右两侧水银面等高。己知大气

压强po=75cmHg保持不变，环境初始温度为T/=300K。现缓慢将玻璃管处环境温度提升

至T2=350K,此过程中水银无溢出。求:

（1）右侧空气柱长度（保留两位小数）;

（2）左侧管内水银面下降的高度。

【答案】（1）5.83cm；（2）3cm

【解析】（1）设玻璃管的横截面积为S，右侧气体初状态体积«=55

匕LS

温度升高过程气体压强不变，由盖-吕萨克定律得法=^

代入数据解得，右侧空气柱的长度A=5.83cm

（2）大气压强p°=75cmHg,由图示可知，右管气体压强p#=（75+15）cmHg=90cmHg

左管初状态压强P在i=p/-90cmHg

左管初状态体积-方/=32S

温度升高后，设左侧管内水银面下降的高度为从左管气体末状态压强p—=P/,+2〃=

（90+2〃）cmHg

左管内气体末状态的体积/左2=（32+/?）S

对左管内气体，由理想气体状态方程得：驾®*=驾

代入数据解得A=3cm

14.[物理——选修3-4]（15分）

（1）（6分）如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜48c置于空气中，两者的ZC面相互平

行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于8c面从尸点射入，通过两棱镜后，变为从

b两点射出的单色光，对于这两束单色光（）

A.红光在玻璃中传播速度比蓝光大

B.从“点射出的为红光，从6点射出的为蓝光

C.从〃、6两点射出的单色光不平行

D.