2022年普通高等学校招生全国统一考试物理试卷全国甲卷（含答案）（参考版）

2022年普通高等学校招生全国统一考试全国甲卷

物理试卷

一、单选题

14.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〃处由静止自由滑下，到人

处起跳，c点为久b之间的最低点，公。两处的高度差为九要求运动员经过c点时对滑雪板的压

力不大于自身所受重力的左倍，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（）

C

777777777777777777777777

hnh"2〃、2〃

AA.----B.-C.—D.----

k+\kkk-\

15.长为/的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为%,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丫3<%）。已知列车加速和减速时加速度的大小

分别为“和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率%所用时间至少为（）

v0-v,L+lv0-v,L+213（v0-v）£+/3（v0-v）L+2/

iD.।x_z.1十■'Lz.-----------十----------

2avav2avav

16.三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4、和，3。则（）

A.I]<八<，2B.>A>'2C.=I?>D.人=/,=A

17.两种放射性元素的半衰期分别为2和2f0,在，=。时刻这两种元素的原子核总数为N,在

f=2f0时刻，尚未衰变的原子核总数为gN,则在，=4%时刻，尚未衰变的原子核总数为（）

18.空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（X。），平面）向里，电场的方向沿y

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（）

—»、多选题

19.如图，质量相等的两滑块尸、。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。用水平向右的拉力厂拉动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（）

P

/777/7T777777777777777777777777777777

A.P的加速度大小的最大值为B.Q的加速度大小的最大值为

C.P的位移大小一定大于。的位移大小D.P的速度大小均不大于同一时刻。的速度大小

20.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。质量为加、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强磁场中。开始时，电容器所

带的电荷量为Q,合上开关S后，（）

XXVXXXX

XXXXX

cRB

XXXXX

XNXXXX

A.通过导体棒MN电流的最大值为工

RC

B.导体棒向右先加速、后匀速运动

C.导体棒仞V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MN上产生的焦耳热

21.地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，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相等，重力势能和电势能的零点均取在尸点。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

三、非选择题：

（一）必考题：

22.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1.5V,内阻很小），电流表

囚（量程10mA,内阻约10Q）,微安表（量程WONA,内阻叫待测，约1kC）,滑动变

阻器R（最大阻值10。），定值电阻凡（阻值10。），开关S,导线若干。

R

（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90.01次，电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻

（=Qo

23.利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为㈣的滑块A与质量为性的静止滑块3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的速度大小匕和马，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0.510kg和0.304kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质

量为kg的滑块作为A。

（3）调节B的位置，使得A与8接触时，A的左端到左边挡板的距离壬与B的右端到右边挡板的

距离s2相等。

（4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与8碰撞，分别用传感器记录A和8从碰撞时刻开

始到各自撞到挡板所用的时间4和4。

（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。

12345

t]/S0.490.671.011.221.39

t2/s0.150.210.330.400.46

一0.31220.330.330.33

V2

（6）表中的心=（保留2位有效数字）。

（7）上的平均值为__________，（保留2位有效数字）。

V2

（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、判断。若两滑块的碰撞为弹性

V2

碰撞，则;的理论表达式为（用叫和色表示），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。

24.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0.05s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即和

Si之比为3:7。重力加速度大小取g=10m/s2,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。

25.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4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；M为置于平台上的轻

质小平面反射镜，轻质刚性细杆。的一端与〃固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连，尸。

为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，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，用竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经A2上的。点射到M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M上的入射点仍近似处于

PQ的圆心，通过读取反射光射到尸。上的位置，可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为

k,磁场磁感应强度大小为B,线圈C的匝数为N。沿水平方向的长度为/,细杆。的长度为“，圆

弧PQ的半径为r.r?d,d远大于弹簧长度改变量的绝对值。

反射光

入射光

(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©及尸。上反射光点与

。点间的弧长S；

(2)某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，上反射光点出现在

。点上方，与。点间的弧长为可、保持其它条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在

。点下方，与。点间的弧长为$20求待测电流的大小。

(-)选考题

33.[物理——选修3-3]

(1)一定量的理想气体从状态a变化到状态6,其过程如P-T图上从〃到方的线段所示。在此过

程中。

b

(T-------

A.气体一直对外做功

B.气体的内能一直增加

C.气体一直从外界吸热

D.气体吸收的热量等于其对外做的功

E.气体吸收的热量等于其内能的增加量

(2)如图，容积均为匕、缸壁可导热的A、3两汽缸放置在压强为乙、温度为"的环境中：两汽

缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成

I、n、in、w四部分，其中第n、川部分的体积分别为:匕和:匕。环境压强保持不变，不计活

o4

塞的质量和体积，忽略摩擦。

c

AIIVB

（i）将环境温度缓慢升高，求8汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度;

（ii）将环境温度缓慢改变至27；,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活

塞到达汽缸底部后，8汽缸内第W部分气体的压强。

34.[物理——选修3-4]

（1）一平面简谐横波以速度v=2m/s沿x轴正方向传播，f=0时刻的波形图如图所示。介质中平

衡位置在坐标原点的质点A在r=0时刻的位移y=&cm,该波的波长为m,频率为

Hz。r=2s时亥1],质点A（填“向上运动”“速度为零”或“向下运动）。

（2）如图，边长为〃的正方形A8CD为一棱镜的横截面，M为他边的点。在截面所在平面内，

一光线自/点射入棱镜，入射角为60°,经折射后在边的N点恰好发生全反射，反射光线从

CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。

参考答案

14.答案：D

解析：运动员由。运动到c的过程中，设到c点时的速度为v,由机械能守恒定律有加=

设c点处这一段圆弧雪道的最小半径为七则在经过c点时，有long-mg」二,解得R=3，D

Rk-\

项正确。

15.答案：C

解析：当列车恰好以速度v匀速通过隧道时，从减速开始至回到原来正常行驶速度所用时间最短，

列车减速过程所用时间4=修，匀速通过隧道所用时间列车加速到原来速度％所用

2av

时间t、=a二，所以列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为

a

+f,+IX%T,)+W,c项正确。

2av

16.答案：C

解析：设线框的面积为S,周长为L,导线的截面积为S',由法拉第电磁感应定律可知，线框中

感应电动势£="="S,而线框的总电阻R=o2，所以线框中感应电流/=4=用竽，由

AzArSRpLZ

于三个线框处于同一线性变化的磁场中，且绕制三个线框的导线相同，设正方形线框的边长为/,

则三个线框的面积分别为£=匕§2=半/2,三个线框的周长分别为

4=4/,4=兀/,4=3/,则4：4：，3=:：\：71=2：2：6,C项正确。

17.答案:C

解析：设f=0时刻，甲、乙两种放射性元素原子核数分别为乂、N2,则有N+M=Nj=2fo时，

甲经过两个半衰期，未衰变原子核数为斗，乙经过个半衰期，未衰变原子核数为"，由己知条

42

件有++今=1,解得N=|N，M=g/V;f=42时，甲经过四个半衰期，未衰变原子核数为强,

乙经过两个半衰期，未衰变原子核数为与，则此时未衰变原子核总数为N'=2+d，解得

4164

N'=gN,C项正确。

8

18.答案：B

解析：分析可知，开始一段较短时间内，粒子具有沿+y方向的速度，由左手定则可知，粒子应向

左侧偏转，A、c项错误；由于粒子所受电场力沿+y方向，且粒子初速度为零、初始位置在坐标

原点，故粒子运动轨迹的最低点在x轴上，D项错误，B项正确。

19.答案：AD

解析：两滑块匀速运动过程中，弹簧对尸、。的弹力大小为丘=〃，〃g,当撤去拉力后，对滑块P由

牛顿第二定律有依'+〃，砥=，也|，同理对滑块。有〃〃际-6'=相4,从撤去拉力到弹簧第一次恢复

原长过程中，弹力由〃色一直减小到零，所以P的加速度大小的最大值为刚撤去拉力F瞬间的加

速度大小，此时P的加速度大小为2〃g,而弹簧恢复原长时，。的加速度大小达到最大值，即。

的最大加速度为〃g,A项正确，B项错误；由于弹簧恢复原长前滑块P的加速度一直大于。的加速

度，且两滑块初速度相同，所以撤去拉力后P的速度一直小于同一时刻。的速度，所以尸的位移

一定小于。的位移，C项错误，D项正确。

20.答案：AD

解析：开始时电容器两极板间的电压。=g,合上开关瞬间，通过导体棒的电流/=匕=£,随着

电容器放电，通过电阻、导体棒的电流不断减小，所以在开关闭合瞬间，导体棒所受安培力最

大，A项正确，C项错误；由于回路中有电阻与导体棒，最终电能完全转化为焦耳热，故导体棒最

终必定静止，B项错误；由于导体棒切割磁感线，产生感应电动势，所以通过导体棒的电流始终小

于通过电阻的电流，由焦耳定律可知，电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热，D

项正确。

21.答案：BD

解析：由题意可知，小球所受电场力与重力的合力指向右下，与水平方向成45°角，小球向左射

出后做匀变速曲线运动，当其水平速度与竖直速度大小相等时，即速度方向与小球所受合力方向

垂直时，小球克服合力做的功最大，此时动能最小，而此时小球仍具有水平向左的分速度，电场

力仍对其做负功，其电势能继续增大，A、C项错误；小球在电场力方向上的加速度大小”,=g,

竖直方向加速度大小%=g,当小球水平速度减为零时，克服电场力做的功最大，小球的电势能最

大，由匀变速运动规律有为=gf,此时小球竖直方向的速度「=/=%,所以此时小球动能等于初

动能，由能量守恒定律可知，小球重力势能减少量等于小球电势能的增加量，又由功能关系知重

力做的功等于小球重力势能的减少量，故B、D项正确。

22.答案：（1）如图所示

(2)990

解析：(I)题中给出的滑动变阻器的最大阻值只有10。，滑动变阻器采用分压接法，为了精确得

到微安表两端的电压，可将微安表与定值电阻并联，通过电流关系得到电压。

(2)由并联电路规律可得解得%=990C。

23.答案：(2)0.304

(6)0.31

(7)0.32

解析：(2)要使碰撞后两滑块的运动方向相反，必须使质量较小的滑块碰撞质量较大的静止滑

块，所以应选取质量为0.304kg的滑块作为A。

(6)st=vltl,s2=v2t2,st=s2,解得＞='=0.31。

*1

(7)工的平均值为(0.31+0.31+0.33+0.33+0.33)+5*0.32。

v2

(8)由碰撞过程遵循动量守恒定律有町%=-町匕+，％岭，若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则碰撞前

后系统总动能不变，即！见片=:町呼+:如哝联立解得竺=驾二处，将题给数据代入可得

222v22町

土=吆处=0.34。

v22叫

24.答案：屈m/s

解析：设*对应的水平位移为x,对应的竖直位移为》则根据平抛运动的特点可知，对应的水

平位移也为x,对应的竖直位移为3y

有y=：g(4T)2=0.2m

4=y/x2+y2

=Jx2+(3»

51_3

&=7

解得X=w.032m

抛出瞬间小球的速度大小为％=WY

解得%=疯^m/s

kkd

(2)(y+S2)"

ANBlr

解析：(1)线圈中通入微小电流/,线圈受到的安培力大小为尸=A®〃

弹簧长度改变量的绝对值为心,则有尸=心

NBII

解得AAx=)一

K

Ar

平面镜偏转角度为。=tan。=sin。=岑

a

则尸。上反射光点与。点间的弧对应的圆心角为26

PQ上反射光点与。点间的弧长s=29r

解得s=2噜^

ka

(2)设待测电流为,电流反向前、后弹簧弹力的变化量/=2A®/7

弹簧长度改变量的绝对值为Ax',则有P=W

反射前、后反射光线转过的角度为必乜

则通入电流/'时，平面镜实际的偏转角度为。=?&乜

2r

根据仁竺

a

解得八端器

33.答案：(1)BCE

(2)见解析

解析：(1)根据理想气体状态方程可知，过原点的P-T图像的斜率与体积V有关，一定量的理

想气体从状态a到状态6,体积不变，对外不做功，选项AD错误；理想气体的内能只与温度有

关，又一定量理想气体从状态〃到状态从温度一直升高，则气体内能一直增加，选项B正确；由

热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，气体吸收的热量等于其内能的增加量，选项CE正

确。

-y

(2)(i)封闭气体做等压变化，对W