【赢在高考·黄金20卷】2022年高考物理模拟卷（全国卷专用）（解析版）

一轮巩固卷6

一、选择题：本题共8小题。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，

第6~8题有多项符合题目要求。

1.如图为氢原子能级示意图的一部分，当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为如当

V.

氢原子由第2能级跃迁到基态时，发出光子的频率为⑶则,等于()

E/eV

________-0.28

U.Jo

D-------------0.54

4-------------0.85

3-------------1.51

2--------------3.4

1---------------------------13.6

111

A.-B.一C.一

234

【答案】C

【解析】氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为n,则

hvx=E4-E2

当氢原子由第2能级跃迁到基态时，发出光孑的频率为阵

hv2=E2-E]

则

y,==(-0.85)-(一3.4)_1

工―E2-Et—(-3.4)-(-13.6)—4

故选Co

2.2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷人泥潭，天

无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一

端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加F=100N的水平恒力，将绳索中点拉离原位置x=30cm,如图乙所

示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（）（。角很小时，sinGatane）

A.500NB.1000NC.2500ND.5000N

【答案】C

【解析】如图所示

将作用在绳索中点的水平恒力尸下分解到沿A。方向的拉力£和沿8。方向的拉力F2,因

则有

?=6sind

由于

x

则

sin6=tan6

因此

片=系

代入数值得

£=2500N

故选C。

3.如图所示，一带正电的点电荷固定于。点，两虚线圆均以。为圆心，两实线分别为不同带电粒子M和N

先后在电场中运动的轨迹，a、b,c、d为轨迹和虚线圆的交点，e为两轨迹的交点。不计重力，下列说法

正确的是（）

A.M带负电荷，N带正电荷

B.M在b点的加速度小于在。点的加速度

C.N在d点的电势能小于它在c点的电势能

D.分别从。、c运动到e的过程，电场力对两带电粒子所做的功一定相等

【答案】C

【解析】由粒子运动轨迹的弯曲方向可知，M受到的是吸引力，N受到的也是吸引力，可知M带负电荷，

N带负电荷，A错误；

B.b点的场强大于a点的场强，因此粒子M在b点受到的电场力较大，加速度较大，B错误；

C.N从c到d的过程中，库仑力做正功，粒子的动能增大，电势能减小，C正确；

D.。与c的电势相等，到达e点电势变化也相等，但二者的电荷量不一定相等，所以电场力对两带电粒子

所做的功不一定相等，D错误。故选C。

4.如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（）

A.电表A1不变、A?的示数增大

B.电表V］、V?的示数都不变

C.原线圈输入功率减小

D.电阻%消耗的电功率增大

【答案】D

【解析】输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变，滑动变阻器滑片向下移动，其接入电路的阻值变

小，副线圈中的电流就增大，凡电压增大，原线圈电流也增大，所以V|示数不变，V2示数减小，A1示数

增大，A2示数增大，AB错误；

c.原线圈输入电压不变，输入电流增大，由尸=UZ可知，则原线圈输入功率增大，c错误；

D.输出电流增大，由乙=〃R,可知凡消耗的电功率增大，D1E确。

故选D。

5.由于氢气比氨气廉价，因此市面上销售的基本上都是氢气球，但氢气可能爆炸，所以氮气球相对更安全。

某同学用一氢气球悬挂一重物（可视为质点），从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,

过了一段时间后，悬挂重物的细线断裂，又经过相同的时间，重物恰好落到地面。下列说法正确的是（）

A.细线断裂时重物的速度等于重物落地时的速度

B.细线断裂时重物的速度等于重物落地时速度的;

C.细线断裂时重物的速度等于重物落地时的速度的一半

D.由于条件不足，无法确定细线断裂时重物的速度与落地时的速度的关系

【答案】C

【解析】重物先匀加速上升，设加速度为。，后竖直上抛，设细线断裂时的速度为%,落地时的速度为V,

断裂时的高度为〃，由运动学公式

%=G

.1，

h=—at~

2

,1，

一〃=%5理~

联立解得

a=&

3

1

“=0’

2

可得

V

%=5

故C正确，ABD错误。

故选C,

6.如俯视图（。），质量为2kg的小球（可视为质点）放在光滑水平面上，在界线MN的左方始终受到垂直于

MN连线的水平恒力E的作用，在MN的右方除受片外还受到与6在同一条直线上的水平恒力F2的作用。

小球从A点在6的作用下由静止开始向右运动，运动的丫-/图像如图S）所示。下列说法正确的是（）

M

A9

\N

图(a)

A.6的大小为2N小球经过界线MN

C.耳与工大小的比值为2：3D.小球向右运动的过程中，耳与尸2的冲量不相同

【答案】CD

【解析】在O-ls内对物体根据动量定理有

6•4=mv

代入数据解得

耳=4N

A错误;

B.物体在MN左侧受到恒力尸的作用做匀加速直线运动，物体在的右侧受"和居共同的作用做匀变

速运动因此加速度会变化，因此结合y-f图像可知物体在1S时越过的MMB错误；

C.物体在0-3s内一直向右运动，在3—6s内向左运动，其中在5s的时候越过MN向左运动，最终6s时

减速为0；取向右为正方向，在0-3s内对物体根据动量定理有

代入数据解得

耳：玛=2:3

C正确;

D.小球向右的过程中£的冲量和工的冲量大小相等，但方向不一样，D正确。

故选CD。

7.如图所示，CD、EF是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L,在水平导轨的左侧

存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为8,磁场区域的宽度为d,导轨的右端接有一阻

值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接.将一阻值也为R,质量为m的导体棒从弯曲轨道上h

高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处.已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数

为〃.下列说法正确的是

A.通过电阻R的最大电流为四型

2R

B.流过电阻R的电荷量为——

2R

C.整个电路中产生的焦耳热为mgh

D.电阻R中产生的焦耳热为:，咫（〃-

【答案】ABD

【解析】金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=；mv2

金属棒到达水平面时的速度：U=J丽

金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感

应电动势为：E=BLv

最大的感应电流为：/=处=也1亚，故选项A正确；

27?2R

通过金属棒的电荷量：

R+r2R

故选项BiE确；金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-W/B-〃mgd=0-0

则克服安培力做功：WQ=mgh-nmgd

整个电路中产生的焦耳热为Q^W^mgh-umgd

故选项C错误；克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒

产生的焦耳热：QR=；Q=gmg(〃—〃d)

故选项D正确.

8.如图所示，轻弹簧放在倾角37。的斜面体上，轻弹簧的下端与斜面底端的挡板连接，上端与斜面上。点

对齐，质量为加的物块在斜面上的〃点由静止释放，物块下滑后，压缩弹簧至。点时速度刚好为零，物块

被反弹后滑到ab的中点时速度刚好为零，已知ab长为L，0c长为2L,重力加速度为g,sin37°=0.6,

B.物块与弹簧作用过程中，速度先减小后增大

9

C.弹簧具有的最大弹性势能为；7"际乙

16

D.物块由静止释放到最终静止过程中，因摩擦产生的热量为

4

【答案】AC

【解析】设物块与斜面间的动摩擦因数为〃，根据动能定理有

mgsin37°x—L-cos37°x2L-0

解得

3

A项正确；

B.物块与弹簧作用过程中，向下运动时，速度先增大后减小，向上运动时，速度先增大后减小，B项错误:

C.根据能量守恒，弹簧具有的最大弹性势能

59

Ep=(mgsin37°-从mgcos37°)x—L=一mgL

C项正确;

D.当物块最终静止时，静止的位置位于。，。两点之间，因此因摩擦产生的热量小于

mgsin37°x—L=—mgL

44

D项错误。

故选AC。

二、非选择题：共62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。

9.某实验小组利用如图所示装置测量小物块与接触面间的动摩擦因数。己知小物块与长木板面和水平面的

动摩擦因数相同，重力加速度为g。

（1）甲同学利用该装置进行实验，把长木板倾角调整到合适角度，使小物块在倾斜的长木板上匀速下滑，

测量出长木板倾角为久,则可知小物块与长木板的动摩擦因数〃=O

（2）由于难以确认小物块在倾斜木板上做匀速运动，乙同学对实验加以改进，增大木板的倾角使其稍大

于久，再使小物块从A点从静止开始下滑，经过。点后到达水平面上的8点停下。测得A点距水平面的高

度为h,A、B两点间的水平距离为x（如图），忽略物块在。点的机械能损失，则可测得动摩擦因数4=

（3）由于物块在。点实际上有机械能损失，因此上述测量结果与真实值比较，〃测〃真（填

或）

【答案】①.tan%（2）.-③.>

【解析】⑴⑴小物块在倾斜的长木板上匀速下滑，对小物块受力分析得

mgsin0Q=/jmgcos0O

解得

〃=tan%

（2）［2］对A-B过程运用动能定理得

mgh-/amgcos4•—--*mg（x-----二）=0

sindtan%

即

mgh-/jmgx=0

解得

h

〃=一

x

（3）［3］设物块在。点机械能损失为吗员，由以上分析可得

机g〃一〃测/MgX=0

mgh-W&-^mgx=0

比较以上两式得〃测>〃氏

10.某研究小组要测量学校实验室中一块微安表（量程为500a）的内阻。

（1）首先用多用电表粗略测量该微安表的内阻。

如图甲所示，该小组同学将微安表与电阻箱串联起来，将多用电表的选择开关旋转到“X100”的电阻挡位

置，进行欧姆调零后，将多用电表的（填“红表笔”或“黑表笔”）接在电流表的“+”接线柱上,

另一个表笔接在电阻箱的“a”接线柱上。调节电阻箱，当电阻箱的示数如图乙所示时，多用电表的指针位

置如图丙所示，则微安表的内阻约为Qo

（2）该小组的同学在实验室中又利用如下器材进一步准确测量该微安表的内阻:

A.待测微安表Ai（量程500附）；

B.电流表A2（量程3mA,内阻约为50Q）

C.电阻箱%(0〜9999Q)；

D.滑动变阻器/?2（最大阻值为20Q）；

E.一节干电池（电动势1.5V）；

F.开关一个，导线若干。

请在虚线框中画出测量微安表内阻r的实验电路原理图.，并在图中标明Ai、A2两电表，要求在实验

原理上没有系统误差。

（3）若实验中电表人1、人2的示数分别为/1和12,电阻箱的读数为R，则计算微安表内阻的表达式为r=

)

【答案】①.黑表笔②.5205-LR

【解析】⑴田根据欧姆表的内部结构，多用电表的黑表笔，接多用电表内部电源的正极，所以测微安表的

与电阻箱的电阻时，多用电表的黑表笔接在电流表的"+"接线柱上。

⑵微安表的内阻约为

=22x100Q-16800=520。。

⑵⑶由于滑动变阻器的阻值较小，则采用分压式控制电路，由于没有电压表，只有两只电流表，则采用安

安法测电阻，利用电阻箱与待测微安表Ai并联，则可以准确测量待测微安表Ai的电压，再利用欧姆定律可

以准确测量出微安表内阻，实验电路原理图如图所示

⑶⑷微安表内阻的表达式为

AA

u.在如图所示的平面直角坐标系中，第一、四象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，第二、三象限内存

在沿y轴负方向的匀强电场。某时刻从坐标原点。处向第二象限发射出质量m=2.Oxio-9kg,带电荷量

q=5.0xl0"的带正电粒子，速度大小i/o=2.OxlO3m/s,方向与x轴之间的夹角为30。，之后该粒子垂直打在平

行于y轴的绝缘挡板上并发生反弹，反弹后的粒子经过y轴上的P点（图中未标出）进入第四象限，且恰

能直接返回坐标原点。，已知挡板与y轴之间的距离为L=0.3m,反弹前后粒子的动能之比为3:1,电荷量不

变，不计粒子的重力。（计算结果可带根号）求:

（1）P点的坐标;

（2）匀强磁场8的大小。

挡板

XXXX

XXXXX

XXXXX

Vo

3aAXXXXXX

>

oXXXXX

XXXXX

XXXXX

VXXXXX

【答案】（1）（0,-—m）；(2)

10

【解析】（1）粒子进入第二象限后，水平分运动为匀速直线运动，从。点运动到挡板的时间为3则

L=卬］cos30°

竖直分运动为匀变速直线运动，设粒子在电场中运动时加速度为。，则

%sin30°=%

设竖直分位移为外，则

(%sin30°)2=2町

反弹前后粒子的动能之比为3:1,设粒子反弹后的速度为以

1917

—m（v0cos30°）-:—mvx=3:1

反弹后粒子粒子做类平抛运动，水平分运动为匀速直线运动，从挡板运动到y轴所用时间为3则

L=V/2

竖直分位移

12

%

则P点到。点的距离

y二%一%

联立以上各式解得

A

故P点的坐标为（0,-:万m）；

⑵粒子的运动轨迹如图所示

Vy=at2

粒子经过P点时速度

“=期+1

速度v与y轴的夹角为a,

since=—

v

解得

夕=30°

由几何关系可知，粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径

r—y

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得

0

qvB=m—

解得5=逑T

15

12.如图所示，以A、8为端点的一光滑圆弧轨道固定于竖直平面，一长滑板静止在光滑水平地面上，左端

紧靠8点，上表面所在平面与圆弧轨道相切于8点。离滑板右端4=二处有一竖直固定的挡板P,一物块

从A点由静止开始沿轨道滑下，经8滑上滑板。已知物块可视为质点，质量为机，滑板质量M=3m,圆

弧轨道半径为R,物块与滑板间的动摩擦因数为4=。5,重力加速度为g。滑板与挡板P和3端的碰撞

没有机械能损失。

（1）求物块滑到8点的速度均大小；

（2）求滑板与挡板P碰撞的瞬间物块的速度/大小;

（3）要使物块始终留在滑板上，求滑板长度最小值

【解析】（I）物块由A到3过程由机械能守恒定律可得

mgR=—mv1

解得

（2）设滑板与P碰撞前物块与滑板具有共同速度匕，物块与滑板组成的系统动量守恒，以向右为正方向，山

动量守恒定律得

mvo=（771+A/）V

设此过程滑板位移为S,对滑板，由动能定理得

12八

/Limgs=—Mv"-0

解得

故假设不成立，滑板与挡板。碰撞前瞬间未达到共速，设碰撞前瞬间滑板速度为岭，由动能定理得

/dmg­—=—Mv1-0

设滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度为外，山动量守恒定律可得

mv0=mvt+MV2

解得

声

12

(3)由于滑板与挡板碰撞没有机械能损失，所以滑板与挡板P碰撞后的速度均大小不变，方向向左，此后

滑板做匀减速宜线运动，物块向右减速，设两者达到共同速度匕，以向左为正方向，由动量守恒定律可得

MV2-mv,=(Af+m)v3

解得

匕=°

说明二者速度同时减为零，设此时滑板离P的距离为s',由动能定理得

-/umgs=；Mu；-gMvl

解得

，

s=—R

6

所以滑板刚好回到原来位置，物块始终相对滑板向右运动，设滑板长度最小值即相对位移为£,由能量守

恒定律可得

~^vl-g=/.imgL

解得滑板长度最小值为

L=2R

三、选考题：共15分。请考生从2道物理题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做

的第一题计分。

[物理——选修3-3]

(1)下列说法正确的是()

A.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

B.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力

C.用显微镜观察到的花粉颗粒的运动反映了液体分子运动的无规则性

D.一定质量的理想气体吸收热量后内能一定增加

E.能量耗散说明与热现象有关的宏观自然过程在能量转化和转移时具有方向性

【答案】ACE

【解析】空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，A正确；

B.气体扩散现象是由于气体分子永不停息地做无规则运动，而不是由于斥力，B错误；

C.花粉颗粒的运动是由其周围水分子的撞击导致的，它的无规则性反映了液体分子运动的无规则性，C正

确；

D.根据热力学第一定律可知，改变物体内能的方式有两种，故单纯的吸热不能决定理想气体的内能一定增

大，D错误；

E.能量耗散从能量转化和转移角度反映与热现象有关的宏观自然过程具有方向性，E正确。

故选ACE。

(2)如图所示，结构相同的绝热汽缸A与导热汽缸8均固定于地面，由水平刚性细杆连接的绝热活塞a、

b横截面积相同，与两汽缸间均无摩擦。两汽缸中封闭着一定质量的理想气体。开始时活塞静止，活塞与各

自汽缸底部距离均相等,8汽缸中气体压强等于大气压强Po=l.Oxl()5pa,A汽缸中气体温度以=300K,

设环境温度始终不变。现通过电热丝缓慢加热A汽缸中的气体，停止加热时活塞b到底部的距离为最初的!。

①求此时B汽缸中气体的压强；

②求此时A汽缸中气体的温度。

【答案】①PB=2.5xl()5pa；②北=1200K

【解析】①对汽缸B中的气体，由玻意耳定律

POV=PB《V

解得

pB=2.5xIO,Pa

②加热前A汽缸中的气体压强等于B汽缸中的气体压强

Po=1.0x1(户Pa

由于通过刚性细杆连接活塞，加热稳定后有

P^=几

匕=|丫

由理想气体状态方程得

电

一

T一

A

联立得

7；=1200K

[物理——选修3-4]

(1)下列说法中正确的是

A.做简谐运动质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同

B.做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程一定是一倍振幅

C.根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场

D.双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距离将变大

E.声波从空气传入水中时频率不变，波长变长.

【答案】ACE

【解析】做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，故加速度也相同，选项A正确；

做简谐运动的质点，经过四分之一周期，只有从平衡位置或者从位移最大或最小的位置计时，所通过的路

程一定是一倍振幅，选项B错误；根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可

以产生磁场，选项C正确；双缝干涉实验中，根据=可知，若只减小双缝到光屏间的距离，两相