2022年全国甲卷-高考高考普通高等学校招生物理

2022年普通高等学校招生全国统一考试-全国甲卷

理科综合（物理部分）

二、选择题:本题共8小题,每小题6分，共48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.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。处起跳，。点为乐。之间的最低点,乐。两处的高度差为及要求运动员经过。点时对滑雪板的压力不大于自身所受曳

力的A倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则。点处这一段圆弧雪道的半径不应小于

15.长为1的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为及,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F（r<r0）。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和24则列车从减

速开始至回到正常行驶速率M所用时间至少为

3(v0-v),14-/3(%P)/+2/

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•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小心和小则noc

A.B.Iy>h>I2C.h=h>hD.Ix=I2=h

17.两种放射性元素的半衰期分别为归和2r0,在时刻这两种元素的原子核总数为N,在片2t。时刻，尚未衰变的原子核总数为,则在£旦质时刻，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J伽平面）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

19.如图,质量相等的两滑块只〃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。用水平向右的拉力尸拉动月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

A.2的加速度大小的最大值为2ug

B.0的加速度大小的最大值为2ug

C.2的位移大小一定大于0的位移大小

D.2的速度大小均不大于同•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,在导乳的左端接入电容为。的电容器和限值为〃的电阻。质量为环阻值也为火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，

XXX

J+^xJ.XXXXX

聘XxBxX

XX%xXXX

A.通过导体棒阶电流的最大值为全

B.导体棒向右先加速、后匀速运动

C.导体棒速度最大时所受的安培力也最大

D.电阻/?上产生的焦耳热大于导体棒秘,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，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,范力做的功等于小球电势能的增加量

三、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。

（一）必考题:共47分。

22.（5分）某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源以电动势1.5V,内阻很小），电流表0）（量程10mA,内阻约10Q）,微安表©（量程100nA,内阻其待测，约1kC）,滑动变阻器"（最大阻值10。），定值电

阻后（阻值10。），开关S,导线若广。

（D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;

⑵某次测量也微安表的示数为90.0UA,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻尺二

23.（10分）利用图示的实验装置时碰撞过程进行研究。让质量为例的滑块力与质量为例的静止滑块3在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短，比较碰撞后4和夕的速度大小片和K,进而分析碰撞过程是否为弹性碰

撞。完成下列填空:

挡板

A

气垫导轨

（1）调节导轨水平。

(2)测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg0要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为kg的滑块作为上

⑶调节4的位置，使得A与3接触时，力的左端到左边挡板的距离s与6的右端到右边挡板的距离伞相等。

(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与〃碰撞,分别用传感器记录力和少从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间八和匕。

(5)将4放回到碰撞前的位置，改变力的初速度大小，重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示。

12345

0.490.671.011.221.39

t2/s0.150.210.330.400.46

吟0.31&0.330.330.33

(6)表中的kz=(保留2位有效数字)o

(7)总的平均值为(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包判断.若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则空的理论表达式为________(用处和松表示)，本实验中其值为________(保留2位有效数字)；若该值与(7)中结果间

“2”2

的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块8在导轨上的碰撞为弹性碰撞。

24.(12分)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§和w之比为3重力加速度大小取£二10m/s；忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。

25.（20分）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,。为位于纸面上的线圈,虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场;」/为置于平台上的轻质小平面反射镜，

轻质刚性细杆〃的一端与以固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连,网为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条,尸0的圆心位于."的中心。使用前需调零:使线圈内没有电流通过时，必竖直且与纸而垂直;入射细光

束沿水平方向经勺上的。点射到必上后沿原路反射。线圈通入电流后弹黄长度改变，使"发生倾斜,入射光束在时上的入射点仍近似处于々的圆心,通过读取反射光射到。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。的匝数为N、沿水平方向的长度为/,细杆〃的长度为d,圆弧内的半径为厂,dd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Ax及〃。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，尸。上反射光点出现在。点上方,与0点间的弧长为S；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0点下方，与0点间的弧长为『

求待测电流的大小。

（二）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。

33.[物理---选修3-3]（15分）

（1）（5分）一定量的理想气体从状态a变化到状态仇其过程如0-7图上从a到b的线段所示。在此过程中。（填正确答案标号。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.气体一直对外做功

B.气体的内能-•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

⑵(10分)如图，容积均为十、缸壁可导热的/、8两汽缸放置在压强为所温度为A的环境中;两汽缸的底部通过细管连通,.4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/、〃、III."四部分,

其中第〃、〃部分的体积分别为：必和i6。环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。

84

(1)将环境温度缓慢升高,求夕汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；

(")将环境温度缓慢改变至2九然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体,求/1汽缸中的活塞到达汽缸底部后,夕汽缸内第〃部分T体的压强。

34.[物理——选修3T]（15分）

(1)(5分)一平面简谐横波以速度片2m/s沿x轴正方向传播，£力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4在£4时刻的位移yi泛cm。该波的波长为m,频率为Hz。s时刻,

质点A(填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”)。

⑵(10分)如图,边长为a的正方形9力为一棱镜的横截面，必为四边的中点。在截面所在平面内，一光线自加点射入棱镜,入射角为60。,经折射后在比边的少点恰好发生全反射,反射光线从5边的一点射出棱镜。

求棱镜的折射率以及只。两点之间的距离。

\£()0；

C

答案与解析

14.D运动员由a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mgh=imv2,设c点处这一段圆弧雪道的最小半径为R,则在经过c点时,有kmg-mg=n^,解得R端,D项正确。

15.C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tl筌,匀速通过隧道所用时间t2=i±i,列车加速到原来速度vO所用时间t3）空,所以列车从减速

2ava

开始至回到正常行驶速率所用时间至少为t=tl+t2+t3苦上+四,C项正确。

2av

16.C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E=器岑S,而线框的总电阻R=p襄所以线框中感应电流I守葬,由于三个线框处于同一线性变化的磁场中,且绕

AtAtS，RpLAt

制三个线框的导线相同,设正方形线框的边长为1,则三个线框的面积分别为51=1232乎2图卷12,三个线框的周长分别为口=41,1_2=：＞0,1_3=31,则11：12：13/：率*2：2：倡C项正确.

17.C设t=0时刻，甲、乙两种放射性元素原子核数分别为Nl、N2,则有N1+N2=N,t=2t0时，甲经过两个半衰期,未衰变原子核数为小,乙经过一个半衰期,未衰变原子核数为序,由已知条件有》暂功解得

42423

N1=1N,N2=N;t=4to时，甲经过四个半衰期,未衰变原子核数为M，乙经过两个半衰期,未衰变原子核数为学,则此时未衰变原子核总数为N'=言+?,解得N'二,C项正确。

18.B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.AD两滑块匀速运动过程中，弹簧对P、Q的弹力大小为kx=nmg,当撤去拉力后,对滑块P由牛顿第二定律有kx*+ymg=mal,同理对滑块Q有Umg-kx*=ma2,从撤去拉力到弹簧第一次恢复原长过程中,弹力由Hmg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2Pg,而弹簧恢复原长时,Q的加速度大小达到最大值,即Q的最大加速度为Ug,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Q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Q的速度,所以P的位移一定小于Q的位移,C项错误,D项正确。

一题多解由分析可知P、Q的加速度变化情况,定性绘制两滑块的v-t图像如图所示，由图像容易判断出撤去拉力后到弹簧第一次恢复原长前P的位移一定小于Q的位移,P的速度一直小于同一时刻Q的速度,故C项错

误,D项正确。

20.AD

开始时电容器两极板间的电压1邛,合上开关瞬间,通过导体棒的电流1彳*,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.BD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ax=g,竖直方向加速度大小ay=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vO=gt,此时小球竖直方向的速度vy=gt=vO,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.（1）如图所示（3分）（2）990（2分）

（1）题中给出的滑动变阻器的最大阻值只有10C,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IGRg二（ITG）RO,解得Rg二990

Q。

23.（2）0.304（2分）（6）0.31（2分）（7）0.32（2分）（8）竽山（2分）0.34（2分）

⑵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）sl=vltl,s2=v2t2,sl=s2,解得k2=^=0.31,⑺荒的平均值为

（0.31+0.31+0.33+0.33+0.33）+5~0.32,⑻由碰撞过程遵循动量守恒定律有mlv0=-mlvl+m2v2,若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则碰撞前后系统总动能不变,即和话gml“+》2吟联立解得:-:渭3将题给数据代入可得

上2^=0.34.

v22ml

24.

设si对应的水平位移为X,对应的竖直位移为y,则根据平抛运动的特点可知,s2对应的水平位移也为x,对应的竖直位移为3y（2分）

有ygg（4T）2=0.2m（2分）

sl="”（2分）

s2=Vx2+（3y）2（2分）

S1-3

S27

解得x=V0^32m

抛出瞬间小球的速度大小为\，0吟（2分）

4T

解得v0=V0^8m/s（2分）

25.

⑴线圈中通入微小电流I,线圈受到的安培力大小为F=NBH（1分）

弹簧长度改变量的绝对值为Ax,则有F=kAx（l分）

解得Ax二嘤（2分）

平面镜偏转角度为0—tan0=sin0*（2分）

则PQ上反射光点与0点间的弧对应的圆心角为20

PQ上反射光点与0点间的弧长s=20r（2分）

解得s=2绊（2分）

（2）设待测电流为1\电流反向前、后弹簧弹力的变化量F=2NBV1（1分）

弹簧长度改变量的绝对值为Ax',则有F=kAx（1分）

反射前、后反射光线转过的角度为土金（2分）

r

则通入电流I'时，平面镜实际的偏转角度为<t>=1-牛