2022届新高三物理综合创新卷4（解析卷老高考）

高三综合创新卷（四）

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14~18题只有一

项符合题目要求，第19~21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，有选错的得0分。

14.关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是（）

A.原子核的结合能越大，原子核越稳定

B.任何两个原子核都可以发生核聚变

C.2昭u衰变成2能Pb要经过8次B衰变和6次a衰变

D.发生a衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2

14.D【解析】A.比结合能越大原子核越稳定，原子核的结合能越大，原子核不一定越稳

定，故A错误；

B.入射光频率大于极限频率能产生光电子，故B正确；

C.铀核（昭叼）衰变为铅核（第6pb）的过程中，a衰变一次质量数减少4个，次数n=

238-206=8；£衰变的次数为n=2x8-（92-82）=6,要经过8次a衰变和6次0衰变，故

C错误；

D.a粒子为氢核，由两个质子和两种中子组成，所以发生a衰变时，新核与原来的原子核

相比，中子数减少了2,故D正确.

故选：BD

15.如图所示，光滑直角三角形支架A8C竖直固定在水平地面上，B、C两点均在地面

上，AB与BC间的夹角为仇分别套在43、AC上的小球。和b用轻绳连接，系统处于静

止状态，轻绳与CA间的夹角为a.a、〃的质量之比为（）

tanatan6sinasin。

A.--------B.--------C.-------D.

tan0tanacos0cos<z

A【解析】对4、b两球分别受力分析，建立沿支架和垂直于支架的坐标系，如图所示:

对。由平衡条件：Na=magcos3-^FTCOSa,m(lgsin0=FTsina,可得

magsin0

sina

对b由平衡条件：Nh=mhgsmO+FTsina,mhgcos0^Frcosa,可得

F=cos®

cosa

同-根绳的张力处处相同，联立可得处咙=耍叱，有

sinacosa

ma_sina-cos6_tana

mhsin0-cosatan0

16..如图所示，在同一竖直线上有A、B两点，相距为h,B点离地高度为H。现从A、B

两点分别向P点安放两个光滑的固定斜面AP和BP,并让两个小物块（可看成质点）从两

斜面的A、B点同时由静止滑下，发现两小物块同时到达P点，则

A.0P间距离为+

B.OP间距离为半

C.两小物块运动到P点速度相同

D.两小物块的运动时间均为陛

16oA【解析】

【分析】

物块沿光滑斜面下滑，根据牛顿第二定律可求出下滑的加速度，用底边0P的长度表示斜

面的长度，运用运动公式求解时间关系式，由于时间相等，则可找到边长时间的关系；根

据机械能守恒定律可知判断物块滑到P点的速度关系；对比自由落体运动的时间判断选项

D.

AB.设斜面的倾角为9,则物体下滑的加速度为a=gsin。，设OP的距离为x,则啖=

22

|at=|5sinet,因两物体在斜面上下滑的时间相等，则sin9cos9相等，由图可知:

H++x_H号,解得、=同许,选项A正确,B错误;

V(H+h)2+x2y/(H+h,)2+x2~Vw2+x2

C.根据机械能守恒定律可知：mgHiJmv2可知，两物块开始下落的高度Hi不同，则下落

到底端的速度不同，选项C错误;

是物体从A点做自由落体运动到。点的时间，可知两小物块的运动时间均大于

，选项D错误;

故选A.

17.如图所示，A、B、C是水平面上同一直线上的三点，其中AB=BC,在A点正上方

的0点以初速度vO水平抛出一小球，刚好落在B点，小球运动的轨迹与OC的连线交

于D点，不计空气阻力，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.小球从O到D点的水平位移是从O到B点水平位移的1:3

B.小球经过D点与落在B点时重力瞬时功率的比为2:3

C.小球从O到D点与从D到B点两段过程中重力做功的比为1/3

D.小球经过D点时速度与水平方向夹角的正切值是落到B点时速度与水平方向夹角的正

切值的1/4

17.C【解析】A.设小球做平抛运动的时间为t,位移为L,则有：LcosO=v°t；Lsin0=-

2

cIvJanOhh

gt2,联立解得：t=———，设/OBA=a,ZC=p,则tana=——，tanp=——，由于

gABAC

IVntanBIvJana

5

AB=BC,可知tana=2tan0,因在D点时：tD=­在B点时：tB=—^----,则

gg

落到D点所用时间是落到B点所用时间的,，即小球经过D点的水平位移是落到B点水

2

平位移的,，故A错误；

2

B.由于落到D点所用时间是落到B点所用时间的,，故D点和B点竖直方向的速度之比

2

为1：2,故小球经过D点与落在B点时重力瞬时功率的比为,，故B错误；

2

C.小球从0到D点与从D到B点两段过程中时间相等，则竖直位移之比为1:3,则重

力做功的比为1:3,选项C正确；

D.小球的速度与水平方向的夹角tanO=史，故小球经过D点时速度与水平方向夹角的正

%

切值是落到B点时速度与水平方向夹角的正切值的,，故选项D错误；

2

18.如图所示，倾角为30。的光滑斜面底端固定一轻弹簧，。点为原长位置。质量为

0.5依的滑块从斜面上A点由静止释放，物块下滑并压缩弹簧到最短的过程中，最大动能

为&/。现将物块由A点上方0.4机处的3点由静止释放，弹簧被压缩过程中始终在弹性限

度内，g取10机//,则下列说法正确的是

A.A点到。点的距离小于32m

B.从3点释放后滑块运动的最大动能为9J

C.从8点释放滑块被弹簧弹回经过A点的动能小于

D.从3点释放弹簧最大弹性势能比从A点释放增加了\J

18.B【解析】物块从。点时开始压缩弹簧，弹力逐渐增大，开始阶段弹簧的弹力小于滑块的

重力沿斜面向下的分力，物块做加速运动.后来，弹簧的弹力大于滑块的重力沿斜面向下的分

力，物块做减速运动，所以物块先做加速运动后做减速运动，弹簧的弹力等于滑块的重力沿斜

面向下的分力时物块的速度最大设此过程中A运动的位移为与根据能量守恒可知

J+£p=〃2gXASin3O最大动能为8J,若Ep=O,则解得XA=3.2m,实际若Ep>0,所以A

点到。点的距离大于3.2m,故A错误；设物块动能最大时弹簧的弹性势能为Ep从A释放

到动能最大的过程，由系统的机械能守恒得：Eki+Ep=mgxAsin30。从8释放到动能最

大的过程，由系统的机械能守恒得：Ek2+Ep=mgxBsin30°且乙一%=0.4m所以得

从B点释放滑块最大动能为：

耳2=EH+叫(/-xjsin30°=8+0.5x10x0.4x0.5=9/故B正确；根据能量守恒可

知，从从8点释放滑块被弹簧弹回经过A点时：线=mg(XB-XA)sin30'=U,故C错

误；根据物块和弹簧的系统机械能守恒知，弹簧最大弹性势能等于物块减少的重力势能，

由于从B点释放弹簧的压缩量增大，所以从B点释放弹簧最大弹性势能比从A点释放增加

为：>w^(xB-xx)sin30°=0.5xl0x().4x0.5J=1J故D错误；故选B

19.2018年6月14日II时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成

功进入地月拉格朗日心点的Hal。使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥如图所

示，该小点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥''位于该点，在几乎不消耗燃料的情况

下与月球同步绕地球做圆周运动。已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m,地

球和月球之间的平均距离为R,七点离月球的距离为x,则

A.“鹊桥”的线速度大于月球的线速度

B.“鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度

19.AC【解析】根据题意“鹊桥”与月球运动的角速度相等，中继星绕地球转动的半径比月球

绕地球的半径大，根据线速度u=oR可知“鹊桥”中继星绕地球转动的线速度比月球绕地

球转动的线速度大，故A正确；向心加速度a=32R.鹊桥“中继星统地球转动的向心加速

度比月球绕地球转动的向心加速度大，故B错误：中继卫星的向心力由月球和地球引力的

合力提供则有：（.+；）?+=加3-（R+x）对月球而言则有-『=M,浦R两

MMM

式联立可解得：-F+T=r（R+x）故C正确：D错误；故选AC

20.两带电量均为+Q的点电荷分别固定于x轴上的一Zro和2ro处，将一带+q的试探电

荷从一次处由静止释放，试探电荷只受电场力的作用，从x轴上的一回到xo的过程中，场

强E、试探电荷的加速度。、速度丫、电势能心等随x坐标的变化图象大致正确的是（E、

4、V选X轴正向为正方向，无穷远处为零电势能点）

20.AC【解析】A.等量同种电荷的连线上场强在-沏~0段方向向右（为正），大小逐渐减小到

零；0ro段场强方向向左（为负），大小逐渐增大，其中原点的场强为零；故A正确；

B.正的试探电荷受电场力方向与场强E的方向相同，由牛顿第二定律。=处可知，正的

m

试探电荷所受的合力、加速度的变化与场强的图象完全相同；故B错误.

C.正的试探电荷在-X0~。段电场力做正功，做加速度逐渐减小的加速运动，在0~羽段电场

力做负功，做加速度逐渐增大的减速运动，而k0时场强为零，加速度为零速度最大；故

C正确.

D.在-xo~O段电场力做正功，电势能逐渐减小；在O~xo段电场力做负功，电势能逐渐增

大；但无穷远处为零电势能点，故尸0处的电势能不为零；故D图象错误.

21.如图所示，在边长为L的正方形PQMN区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为

B的匀强磁场，在边界放一刚性挡板，粒子能碰到挡板则能够以原速率弹回。一质量

为同机、带电荷量为4的粒子以某一速度从P点射入，恰好从。点射出，下列说法正确的

是（）

Q

V

A.带电粒子一定带负电荷

B.带电粒子的速度最小值为避

m

C.若带电粒子与挡板碰撞，则受到挡板作用力的冲量为名也

2

7tm

D.带电粒子在磁场中运动时间可能为丁^

3qB

21.CD【解析】若粒子运动轨迹如图所示:

由左手定则可知，粒子带负电，粒子做圆周运动的轨道半径最小：由牛顿第二

定律得：qvxB=m^.解得：匕=幽，故8正确；若粒子带正电，粒子与挡板MN碰

r\2m

撞后恰好从。点射出，粒子运动轨迹如图所示:

由几何知识得：Z?+g-().5L)2=方，解得：弓=；小，由牛顿第二定律得：

2

=m与；解得：匕=必也，由动量定理得：/=2加匕=2些，故A错误，C正

r24根2

TT

确；若粒子正电，粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为一，粒子在磁场中的运动时

3

1f7tm

间：才二27=丁£，故。正确.

63qB

二、非选择题：共62分，第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第

33~34题为选考题，考生根据要求作答。

(-)必考题：共47分

22.(5分)如图，把两个大小相同、质量不等的金属球。、人用细线连接，中间夹一被压

缩了的轻弹簧，置于水平桌面上，两球到桌边距离相等。烧断细线，观察两球的运动情

况，进行必要的测量，可以验证两球相互作用过程中动量是否守恒。

■>

H

*,.,<>"

，〃加ZWZW〃加/加〃ZW〃，加〃〃/W〃〃波/〃〃〃//

(1)本实验必须测量的物理量是

A,桌面到水平地面的高度”

B.小球〃、匕的质量%、mb

C.小球。、。的半径，

D.小球。、匕离开桌面后空中飞行的时间/

E.记录纸上01点到a球落地点A的距离OiA,。2点到b球落地点B的距离ChB

(2)用测得的物理量验证动量守恒的关系式是

(3)事实证明，空气阻力对球的运动影响可以忽略，但本实验中多次测量均发现质量大的球

的动量略小于质量小的球的动量，造成这一结果的原因是

【答案】BE（2分）milOiA=mhO2B（2分）摩擦力对质量大的球的冲量大（1

分）

【解析】（1）.以向右为正方向，由动量守恒定律得：fn„vb-mavti=0

小球离开桌面后做平抛运动，由于球的半径相等、抛出点高度相同，球在空中做平抛运动

的时间f相等，则：mhvht-mavat=0,即：mhO2B-maO]A=0,实验需要验证的表达

式为：maOiA^mhO2B,实验需要测量两小球的质量与小球做平抛运动的水平位移，故

选BE；

⑵由⑴可知，实验需要验证的表达式为：maO{A=mhO2B-

（3）小球与弹簧脱离后在桌面上运动过程受到摩擦力/=的作用，小球质量加越大，

小球受到的阻力越大，桌面对质量大的球的冲量大，小球离开桌面时，质量大的球的动量

小于质量小的球的动量；所以造成这一结果的原因是摩擦力对质量大的球的冲量大；

23.（10分）某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻实验室提供了如下器

材：

A.电流表A（量程3/M,内阻为199Q）

B.电流表4（量程1500〃泊，内阻为1O）

C.电压表V（量程3V,内阻很大）

D.滑动变阻器与（阻值范围0~5Q，额定电流2A）

E.滑动变阻器Rz（阻值范围0〜500c.额定电流1A）

F.定值电阻眉=1。

G.定值电阻R4=M。

以及待测干电池，开关、导线若干。

同学们根据提供的器材，设计了如图的实验电路图。

（1）请根据电路图，将实物图中连线补充完整—

（2）为了尽量减小误差且方便操作，图中电流表应选择（填4或42）,滑动变

阻器应选择（填用或&）,定值电阻应选择（填4或4）。

（3）同学们利用上述实验装置测得了多组实验数据，并将电流表的读数作为横坐标，电压

表的读数作为纵坐标，选取合适的标度，绘制了如图的图线。则该小组同学测定的干电池

电动V,内阻r=（填含有“、b、c的表达式）

分）%（1分）（3）"（2分）5-（2分）

c

【解析】（1）实物连线图如图：

（2）因测量一节干电池的电动势，干电池的电阻约为3。，因此电路的最大电流约为

500mA,因此选A2量程过大，因此要选择Ai并联电阻改装电流表即可；则电流表选择4

即可；滑动变阻器&阻值过大，不方便操作，则滑动变阻器选择％即可；定值电阻选择

心以后可将电流表Ai改为600mA量程，满足实验要求，因此选R3即可：

（3）若设电流表的读数为/,电压表读数为U,则电路中的总电流为200/,由闭合电路的

a—b

欧姆定律：U=E-200r-I,由图像可知E=a；k=200r=-----解得

5(<a-Z?)

24.（10分）如图所示，质量为1.5kg的木块m以8m/s的速度水平地滑上静止在光滑水平

地面上的平板小车M,车的质量为4.5kg,木块与小车之间的摩擦系数为0.2（g取

10m/s2）o设小车足够长，求:

（1）木块和小车相对静止时小车的速度

（2）从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间

（3）从木块滑上小车到它们处于相对静止时木块相对小车滑行的距离。

【答案】⑴2m/s；（2）2m/s2,3s；（3）.12m

【解析】

（1）以木块和小车为研究对象，方向为正方向，

由动量守恒定律可得：mV0=（M+m）v,（2分）

解得v=2m/s（1分）

（2）.根据牛顿第二定律可得

，〃的加速度大小。=竺翌=2m/s2（2分）

m

由运动学公式可得

v„-v

t=-^—=3s,（2分）

a

（3）.根据能量守恒定律可知

2

/jmgL=gWVQ-^（A7+m）v（2分）

相对静止时木块相对小车滑行的距离L=12m（1分）

25.（22分）如图所示，虚线与水平线相交于。，二者夹角抬30。，在左侧存

在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，M。右侧某个区域存在磁感应强度为8、垂直

纸面向里的匀强磁场，。点处在磁场的边界上。现有一群质量为机、电量为+4的带电粒子

E

在纸面内以不同的速度（把区下）垂直于“。从O点射入磁场，所有粒子通过直线

时，速度方向均平行于P。向左。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：

（1）粒子在磁场中的运动时间。

（2）速度最大的粒子从0开始射入磁场至返回水平线POQ所用时间。

（3）磁场区域的最小面积。

,一、2兀m2（3^3+7i~）m„6^3+ITIm/八

【答案】（1）—（2）r=-----L或二----------（3）

3qBqB3qB

AC.4^-373,W2E2或导当nvE2

而

【解析】（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为

R，周期为T,粒子在匀强磁场中运动时间为小

即尺=不，（1分）

FITTR27Vm

7=『人”分）

1用2兀m

分）

（2）设粒子自N点水平飞出磁场，出磁场后应做匀速运动至。M,设匀速运动的距离为

X

‘2=一，（1分）

V

8n/,八、

t,=----（1分）

qB

过M。后粒子做类平抛运动，设运动的时间为』3,则：AR=L吗;（2分）

22m

F

又：v=—,（1分）

B

“回（1分）

3qB

则速度最大的粒子自。进入磁场至重回水平线POQ所用的时间，=4+与+/3（2分）

联立解得：1=2（3G+"）2或6昌2万里。分）

qB3qB

（3）由题知速度大小不同的粒子均要水平通过0M,其飞出磁场的位置均应在ON的连线

上，故磁场范围的最小面积A5是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积。

扇形OOW的面积S=g万R2仁分）

△OO'N的面积为：S'=R2cos30°sin30°=—R2（2分）

4

又AS=S-S'（1分）

„4^-373.m2E2V3.nrE2...

联”解得AS=（------或（一——）。（1分）

12q2B434q-B4

（-）选考题：共15分，请考生从两道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第

一个题目计分。

33.[物理一选修3-3]（15分）

（1）.下列说法不正确的是（）（填正确的答案标号，选对1个得2分，选对2个得4

分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为。分）

A.两个接触在一起的固体间不可能发生扩散现象

B.布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子运动

C.温度相同的物体的分子平均速率相同

D.无论今后科技发展到什么程度，都不可能达到绝对零度

E.一定质量的理想气体分子内能增加，温度一定升高

【答案】ABC【解析】A、固体的分子也在不停的做无规则运动，同时固体的分子之间也

存在间隙，所以扩散现象不仅发生在气体和液体之间，固体之间也会发生扩散现象；故A

错误.

B、布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉微粒的运动，不是分子的无规则运动，故B错误.

C、温度是分子平均动能的标志，温度相同说明分子的平均动能相等，而不是速率相

等.故C错误.

D、由热力学第三定律可知无论今后科技发展到什么程度，都不可能达到绝对零度，故D

正确.

E、一定质量的理想气体的内能由温度决定，故内能增加时温度升高；故E正确.

（2）.（2019年广西八市高考物理四月调研）如图所示，质量相同的活塞4、B将开口向上

的气缸分为I、H两部分气室，已知活塞8到气缸底部的距离为，劲度系数为k的轻弹

簧被压缩在两活塞之间。气缸和活塞的导热性能良好，活塞与气缸内壁间无摩擦且气密性

3

好。大气压强为po,温度为T；开始时，气室I中气体的压强为一po、气室II中气体的压

4

3

强为］Po.从某时刻起缓慢升高环境温度，当环境温度为T时，弹簧恰好处于原长。已知

活塞的截面积为S,重力加速度为g,求：

百

①每个活塞的质量及开始时弹簧的压缩量X；

②当温度为7时，活塞A上移的距离

【答案】①每个活塞的质量为翌，开始时弹簧的压缩量x为名田；②当温度为T时，

4g2k

活塞A上移的距离H为“♦—"）十四

"2k

3

【解析】①对两个活塞整体研究，根据力的平衡可知，p0S+2mg=7P0S（2分）

求得每个活塞的质量m=绡（1分）

3

对活塞A研究，根据力的平衡〃oS+mg=Ax+z〃oS（2分）

求得x=23（1分）

2k

②在温度由"缓慢升到T的过程中，气室H中气体发生等压变化。

设活塞8上升的高度为/?,其初状态体积匕=LS,初7；=品,末状态体积

%=（L+〃）S,末温7；=T（1分）

由盖-吕萨克定律：工=二（1分）

得L万S=—（L+h}SU分）

求得联生g

丁。

则活塞A上移的距离H=h+x^从7—八）+4苴（1分）

K2k

34.[物理一选修3-4]（15分）

（1）.下列说法正确的是（填正确的答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3

个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间

距

B.电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直

C.雨后天空出现彩虹是光的衍射现象

D.横波能发生偏振，纵波不能发生偏振

E.声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源的频率

【答案】BDE

【解析】在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光，因黄光的波

长小于红光，则根据Ax=,4,则可减小干涉条纹间距，选项A错误；电磁波在真空中

传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直，选项B正确；雨后天空出现

彩虹是光的折射产生的色散现象，选项c错误；横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，选

项D正确；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大