2022届湖北省新高考信息卷（四）物理试题（有答案）.rar

2022 年湖北省新高考信息卷（四）年湖北省新高考信息卷（四）物理物理本试卷共本试卷共 6 页。全卷满分页。全卷满分 100 分，考试用时分，考试用时 75 分钟。分钟。注意事项：注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用船笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，回答选择题时，选出每小题答案后，用船笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共一、选择题：本题共 11 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 44 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题题只有一项符合题目要求，第只有一项符合题目要求，第 811 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。1.2021 年下半年，全国不同地区都出现了“电荒” 。为了缓解“电荒” ，利用核能是一个重要的途径，核反应堆里铀原子在中子的撞击下裂变产生热量转换成蒸汽，推动汽轮机转动做功，最终产生电能。如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图，下列说法正确的是（ ）A.核反应发生后，产物中核子的平均质量减小B.核电站的原理是热核反应C.随着质量数增大，原子核的结合能先增大后减小D.能够持续进行下去的裂变反应叫作衰变2.海洋动物园的水下有各种各样的动物、景观，现将其简化为如下模型；如图所示，一个口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发红光小球，则（ ）A.小球必须位于缸底中心才能从玻璃缸侧面看到小球B.小球所发出的红光可以从水面任何位置出射C.小球所发出的红光从水中进入空气后传播速度增大D.若小球发出的是蓝光，则水面上有光射出的区域增大3.2020 年 7 月 23 日，中国首个火星探测器“天问一号”在海南文昌卫星发射中心发射升空。该探测器经过多次变轨，进入环火轨道，2021 年 5 月择机开展着陆，巡视等任务，进行火星科学探测。假设在火星表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为 m 的小球（可视为质点） ，如图所示，给小球一水平向右的瞬时冲量 I 时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。若已知圆轨道半径为 r，火星的质量为 M，火星的球体半径为 R，则万有引力常量 G 可以表示为（ ）A.B.C.D.2225I RMm r225I RMm r2225I RMm r22I RMmr4.空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 x 变化的图像如图所示，x 轴正方向为电场强度的正方向，带电粒子在此空间只受电场力作用。下列说法正确的是（ ）A.处和处的电势不相等1x1xB.质子沿 x 轴由处运动到处，在 O 点电势能最小1x1xC.此空间电场可能是由均匀带正电荷的圆环产生的D.电子以一定的速度由处沿 x 轴正方向运动的过程中，电场力先做负功后做正功1x5.某同学去游乐场看到水池中喷泉的水流以与水面成相同夹角、大小相等的速度向四周喷出，刚学完曲线运动的该同学得出了以下结论（不计空气阻力） ，其中正确的是（ ）A.初速度减半，水的水平射程也减半B.水到达最高点的速度为 0C.初速度加倍，水在空中飞行时间加倍D.水落回水面的速度都相同6.随着个人防疫防护意识的提高，越来越多的人选择用电动自行车代替公共交通，避免聚集传染。电动自行车的速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为“霍尔转把” ，属于传感器非接触控制，转把内部有永久磁体和霍尔器件等，截面如图甲。永久磁体的左、右两侧分别为 N、S 极，开启电源时，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁体也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，已知电压与车速的关系如图丙。下列关于“霍尔转把”的说法正确的是（ ）甲 乙 丙A.按图甲逆时针转动电动车的右把手（手柄转套） ，车速将变大B.为提高控制的灵敏度，可改变永久磁体的前、后端分别为 N、S 极C.图乙中从霍尔器件的前、后面输出控制车速的霍尔电压D.若霍尔器件的上、下面之间所加电压的正负极性对调，将影响车速控制7.如图所示，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与 A 球相连，A、B 间固定一个轻杆，B、C 间由一轻质细线连接，A、B、C 三球的质量均为 m。倾角为 的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）A.A 球受力情况改变，加速度为 0B.C 球的加速度沿斜面向下，大小为 gC.A、B 之间杆的拉力大小为3sinmgD.A、B 两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为1sin2g8.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，O 点为波源且开始沿 y 轴正方向起振，以 O 点为坐标原点建立坐标0t 系，s 末，04m 内的质点第一次出现的波形图如图所示，虚线框内的波形被遮住未画出，虚线框的宽0.6t 度为 4m，则下列判断正确的是（ ）A.该波的传播速度为 20m/sB.从开始，平衡位置在的质点第四次到达波谷的时间是 2.3s0t 18mx C.波源 O 的振动方程为0.6sin 5mytD.从图中时刻开始，经过 3s，平衡位置在的质点恰好开始振动236mx 9.2021 年 6 月 17 日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号 F 遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。某中学航天兴趣小组模拟火箭升空的过程，将静置在地面上的质量为 M（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为 m 的水以相对地面为的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为 g，空气阻0v力不计，下列说法正确的是（ ）A.水喷出的过程中， “水火箭”和水的机械能守恒B.“水火箭”的推力来源于“水火箭”外的空气对它的反作用力C.“水火箭”喷出水时， “水火箭”和水组成的系统动量可以近似看作守恒D.“水火箭”获得的最大速度为0mvMm10.如图所示，完全相同的两个弹性环 A、B 用不可伸长的，长为 L 的轻绳连接，分别套在水平细杆 OM 和竖直细杆 ON 上，OM 与 ON 在 O 点用一小段圆弧杆平滑相连（圆弧长度可忽略） ，且 ON 足够长。初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后静止释放两个环，此后某时刻，A 环通过 O 点小段圆弧杆，速度大小保持不变，重力加速度为 g，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（ ）A.当 B 环下落至轻绳与竖直方向夹角时，A 环的速度大小为6022gLB.A 环到达 O 点时速度为2gLC.A 环经过 O 点开始，追上 B 环用时为2LgD.A 环追上 B 环时，B 环的速度为3 2gL11.高楼火灾对人身安全危害极大，而高楼缓降救生器能很好地解决这一问题。如图所示是一种电磁阻尼缓降的简化模型，导轨位于竖直平面内，导轨间距离，两导轨与电阻 R 连接，其余电阻不计，水平虚0.2mL 线下方存在匀强磁场，磁感应强度，质量的导体棒 ab 垂直放置于导轨上，与导轨接触0.5TB 0.2kgm 良好，将其由距虚线位置处由静止释放，经时间后进入磁场且恰好做匀速直线运动，运动后给导1h1t22st 体棒施加一个竖直向上的恒力，并且此时由于磁感应强度发生变化使回路中不再有感应电流，导体2Fmg棒再经过速度减为 0，则下列说法正确的是（ ）30.2st 210m/sg A.导体棒 ab 进入磁场做匀速直线运动的速度大小为 2m/sB.导体棒 ab 静止释放的位置距虚线位置的距离为 2cmC.回路磁通量的最大值为 0.8WbD.整个过程中回路中产生的焦耳热为 8J二、非选择题：本题共二、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 56 分。分。12.（7 分）如图所示为某实验小组利用实验室里的器材来测量弹簧的弹性势能的装置，水平台面左侧固定一弹簧弹射器（内壁光滑） ，右侧的 A、B 位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连，并用刻度尺测得 A、B 两点间的水平距离 x。将物块（可看作质点）压缩弹簧到位置 P，由静止弹射出去，计时器记录下物块从 A 到 B 所用的时间 t，忽略一切阻力。（1）物块被弹射出的速度大小的表达式是_。（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_。A.当地的重力加速度 gB.弹簧的劲度系数 kC.弹簧的原长D.物块的质量 m0l（3）由静止释放物块时，弹簧的弹性势能_（用物理量的字母符号表示） ，物块被弹射出去后，由PE 于重力作用其运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果_（填“有”或“没有” ）影响。13.（9 分）利用如图甲所示的电路图测量某电源的电动势和内阻，电阻箱的调节范围足够大，电流表和电压表均为非理想电表，实验步骤如下：甲乙闭合、，调节电阻箱，使两电表均可大角度偏转，记录此时电压表、电流表、电阻箱的示数分1S2S3S别为、；0U0I0R断开，改变电阻箱的示数，记录多组电阻箱读数 R 和对应的电流表读数 I，作出图像如图乙；2S1RI计算图像的斜率 k 和记录截距。1RIb（1）结合步骤可得该电源电动势的测量值 E=_，内阻的测量值_，内阻的测量值r 测_（填“大于” “小于”或“等于” ）真实值。（2）结合步骤可得该电源内阻的真实值为_。r真14.（10 分）如图所示，一汽缸固定在斜面上，斜面的倾角为 ，通过不计质量的话塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积；活塞与斜面上的物块 A 用平行于斜面的2100cmS 轻杆连接，斜面的倾角也为 ，在斜面上有另一物块 B，A、B 的质量均为，两物块与斜面间的动10.0kgm 摩擦因数均为；两物块间距为，开始时活塞距缸底，轻杆恰好不受力的作用，3310cmd 110cmL 缸内气体压强等于外界大气压强，温度。现对汽缸内的气体缓慢加热，已知最大1p501 1a0 Pp 127t 静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面的倾角，求：30210m/sg （1）物块 A 开始移动时，汽缸内的温度；（2）物块 B 开始移动时，汽缸内的温度。15.（14 分）现在的水上乐园不仅仅有漂流游泳，还有各种惊险刺激的项目，某游乐设施的项目如下；人坐小船被加速到一定的速度抛出，滑入竖直圆轨道最终滑上大船，一起向前运动。该游乐设施可以简化如下：半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点 B 和圆心 O 的连线与水平方向间的夹角5.0mR ，另一端点 C 为轨道的最低点。C 点右侧的光滑水平面上紧挨 C 点静止放置一木板，木板质量37M=4.0kg，上表面与 C 点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中 A 点以某一速度水平抛出，1.0kgm 恰好从轨道的 B 端沿切线方向以 5m/s 进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数，取。0.5210m/sg 求：（1）物块在 A 点时的平抛速度；0v（2）物块经过 C 点时对轨道的压力；NF（3）若木板足够长，物块与木板由于摩擦产生的热量。Q16.（16 分）如图所示，在竖直平面的坐标系中，竖直向上，Ox 水平向右，x 轴的下方有一半径为 rxOyOy的圆形匀强磁场区域与 x 轴相切于坐标系的原点 O，磁场方向垂直于纸面向外，其中是圆的半径。第OO象限和第象限存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场，ST 和 x 轴为其上下边界，两边界距离为，第象限电场强度方向水平向左，第象限电场强度方向水平向右。一电荷量为、质量2.4lr0q q 为 m 的带电粒子由 ST 边界上的距 y 轴 1.2r 处的 M 点垂直电场以初速度 v 射入，粒子经轴上的点 N 由第y象限进入第象限，经电场偏转后垂直于 x 轴从 P 点射出，P 点距 O 点距离为 0.6r，经过一段时间后进入磁场区域，若带电粒子在磁场中运动的时间是其在磁场中做圆周运动周期的四分之一（粒子重力不计） 。求：（1）第象限电场强度的大小；（2）第象限电场强度的大小；（3）匀强磁场的磁感应强度大小；（4）带电粒子从 M 点射入到偏转出磁场的过程中运动的总时间。参考答案和评分标准参考答案和评分标准2022 年湖北省新高考信息卷（四）年湖北省新高考信息卷（四）1.【答案】A【解析】核反应过程中释放能量，由爱因斯坦质能方程可知，反应后产物的质量一定减小，又反应前，后质量数守恒，则反应后产物中核子的平均质量减小，A 正确；热核反应指核聚变，核电站的原理是可控核裂变反应，不是热核反应，B 错误；质量数越大，结合能越大，C 错误；根据定义可知，由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代能够持续进行下去的过程叫作核裂变的链式反应，D 错误。2.【答案】C【解析】放置在缸底任何位置的小球，发出的光一定会有一部分沿水平方向射向侧面，即垂直射向侧面时，传播方向不变，人可以从侧面看见小球，故 A 错误；当小球所发出的光射向水面，入射角较大时会发生全反射，所以不能从水面的任何位置射出，故 B 错误；当光从水中进入空气后，有，n 变小，传播速度变cnv大，故 C 正确；换成蓝光，频率增大，折射率增大，蓝光发生全反射的临界角减小，则有光射出的圆形区域的半径减小，故 D 错误。3.【答案】C【解析】小球从最低点到最高点的过程中机械能守恒，则，小球恰能经过最高点，则221222Img rmvm火，对火星表面的物体有，联立解得，故选 C。2vmgmr火002m Mm gGR火2225I RGMm r4.【答案】C【解析】由于处和处关于 E 轴对称，且电场强度的大小也相等，故从 O 点到处和从 O 点到处电1x1x1x1x势降落相等，则处的电势与处的电势相等，故 A 错误；若质子由处运动到处，即正电荷运动的1x1x1x1x方向先与电场的方向相反后与电场的方向相同，所以电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，在 O点电势能最高，故 B 错误；一对等量同种正电荷的电场线分布情况如图所示，其连线的中垂线上电场强度的变化情况与题图中相同，根据对称性可知，均匀带正电荷的圆环轴线上电场强度分布情况也和题图中电场强度分布情况相同，故 C 正确；电子以一定的速度由处沿 x 轴正方向运动的过程中，电场力方向先沿 x 轴1x向右、后向左，则电场力先做正功后做负功，故 D 错误。5.【答案】C【解析】设水喷出时的初速度大小为，与水面的夹角为 ，则水在空中飞行时间为，水的水0v02sinvtg平射程为，所以初速度加倍时，水在空中飞行时间加倍，初速度减半时，水平射020sin2cosvxvtg程变为原来的四分之一，故 C 正确，A 错误；水到达最高点时竖直方向的分速度为 0，但水平方向的分速度不为 0，故 B 错误；根据斜抛运动的对称性可知水落回水面的速度大小都相同，但方向不同，故 D 错误。6.【答案】C【解析】按题图甲逆时针转动电动车的右把手（手柄转套） ，永久磁体远离霍尔器件，磁场减弱，霍尔电压减小，车速变小，A 错误；由霍尔电压可知，霍尔电压与磁场的磁感应强度 B 成正比，若改变HIBUkdHU永久磁体的前、后端分别为 N、S 极，则霍尔器件处的磁场将减弱，所以会降低灵敏度，B 错误；由题意可知，磁场从霍尔器件左、右面穿过，则形成电流的电荷受到偏向器件前、后面的洛伦慈力，即在霍尔器件的前、后面产生霍尔电压，C 正确；若霍尔器件的上、下面之间所加电压的正负极性对调，则霍尔电压的极性也将对调，由题图丙可知，电压的正负不影响车速，D 错误。7.【答案】D【解析】细线被烧断的瞬间，以 A、B 整体为研究对象，弹簧的弹力不变，细线的拉力突变为 0，合力不为0，加速度不为 0，故 A 错误；对球 C，由牛顿第二定律得，解得，方向沿斜面向sinmgmasinag下，故 B 错误；以 A、B、C 组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B、C 静止，处于平衡状态，合力为0，弹簧的弹力，烧断细线的瞬间，由于弹簧的弹力不能突变，弹簧弹力不变，以 A、B 整体3sinFmg为研究对象，由牛顿第二定律得，则 A、B 的加速度，故 D 正确；3sin2sin2mgmgma1sin2agB 的加速度为，以 B 为研究对象，由牛顿第二定律得，解得1sin2agTsinFmgma，故 C 错误。T3sin2Fmg8.【答案】BD【解析】末，O 点向下振动，故周期，该波的传播速度为，故 A0.6st 0.4sT 4m/s10m/s0.4vT错误；波从平衡位置传播到处所需的时间为，从平衡位置振动到波谷所需的时间为18mx 110.8svxt ，从开始平衡位置在的质点第四次到达波谷的时间是，230.3s4tT 0t 18mx 1232.3stttT故 B 正确；由题图可知振幅为，角速度为，所以波源 O 的振动方程为20cmA 25T，故 C 错误；由题意可知从题图中时刻开始波已经传播到处，所以平衡位置在0.2sin 5myt6mx 的质点恰好开始振动的时间为，故 D 正确。236mx 366s3s10 xtv9.【答案】CD【解析】水喷出的过程中，瓶内气体做功， “水火箭”及水的机械能不守恒，故 A 错误；“水火箭”的推力来深于向下喷出的水对它的反作用力，故 B 错误；在水喷出后的瞬间， “水火箭”和水组成的系统动量可以近似看作守恒，故 C 正确；在水喷出后的瞬间， “水火箭”获得的速度最大，由动量守恒定律有，解得，故 D 正确。00Mm vmv0mvvMm10.【答案】BC【解析】B 环下落至轻绳与竖直方向夹角，即 B 环下降 L/2，此时轻绳与水平方向之间的夹角满足60，设 A、B 两环速度分别为，则，即，设 A、B 两环质量为，30AvBvcoscosABvv3ABvvmB 环下降 L/2 的过程中，A 与 B 组成的系统机械能守恒，所以 A 环的速度2211222ABLmgmvmv，选项 A 错误：A 环到达 O 点时速度为，此时 B 环的速度等于 0，B 环下降 L 过程中，由于2AgLv AvA、B 系统机械能守恒，即，选项 B 正确；环 A 过 O 点后做初速度为、加速212AmgLmv2AvgL Av度为 g 的匀加速直线运动，环 B 做自由落体运动，从 A 环经 O 点开始，追上 B 环用时 t，则有，即，选项 C 正确；A 环追上 B 环时 B 环的速度为，选项221122Av tgtLgt 2Ltg222gLvgtD 错误。11.【答案】AD【解析】给导体一个竖直向上的恒力，导体做匀减速直线运动，经过后速度减为2Fmgag30.2st 0，则，故 A 正确；将其从距虚线位置处由静止释放，经时间进入磁场且恰以做匀速032m/svat1h1t0v直线运动，则，代入数据解得，故 B 错误；导体棒进入匀强磁场运动后磁通量012vgh10.2mh 22st 最大，位移，回路磁通量的最大值为，故 C 错误；根据能量20 24mhv tm0.5 0.2 4Wb0.4Wb守恒定律，产生的焦耳热等于匀速运动时重力势能的减少量，故 D 正确。20.2 10 4J8JQmgh12.【答案】 （1）（1 分）（2）D（2 分）（3）（2 分） 没有（2 分）xt222mxt【解析】 （1）物块被弹射出后，做平抛运动的水平速度大小的表达式为，所以物块被弹射出的速度大0 xvt小的表达式为。xt（2）弹簧的弹性势能等于物块被弹射后得到的动能，则为求出弹簧的弹性势能，还需要测量物块的质量 m，故 D 正确。（3）由能量守恒得静止释放物块时，弹簧的弹性势能，由力作用的独立性可知，重力不22p02122mxEmvt影响弹力做功的结果，小球的水平速度始终保持不变，故应填“没有” 。13.【答案】 （1）k（2 分） b（2 分） 大于（2 分）（2）000UbRI【解析】 （1）由闭合电路欧姆定律得，AEI RRrA 11RERrErII测所以，。Ek rb测因为，所以内阻的测量值大于真实值。A rRr测（2）由步骤可算得，电流表的内阻为，0A00URRI0A0 0UrrRbRI测真14.【答案】 （1）330K （2）720K【解析】 （1）物体 A 开始移动前气体做等容变化，10pp1300KT 恰好开始移动，则有520sincos1.1 10 PamgmgppS由查理定律有1212ppTT解得2211330KpTTp（2）物体 A 开始移动后，气体做等压变化，到 A 刚与 B 接触时，5321.1 10 Papp，31VLd S21VL S由盖-吕萨克定律有，解得3223VVTT3322660KVTTV之后气体又做等容变化，设物块 A 和 B 一起开始移动时的温度为，4T，540sincos21.2 10 PamgmgppS 43VV由查理定律有，解得3434ppTT4433720KpTTp15.【答案】 （1）3m/s（2）47N，方向竖直向下（3）74J【解析】 （1）设物体在 B 点的速度为，在 C 点的速度为，从 A 到 B 物体做平抛运动，BvCv由得0sinBvv03m/sv （2）从 B 到 C，根据动能定理有22111 sin22CBmgRmvmv在 C 点有2CNvFmgmR得N47NF 由牛顿第三定律得，物体对轨道的压力为，沿 OC 方向，竖直向下N47NF （3）物块在木板上相对滑动过程中，由于摩擦力作用，最终将一起共同运动经过时间 t 达到共同运动速度v，则CmvMm v根据能量守恒定律有221122CMm vQmv解得74JQ 16.【答案】 （1）（2）（3）（4）2158mvqr21516mvqr57mvqr26710rrv【解析】 （1） （2）设第象限电场强度的大小为，第象限电场强度的大小为，1E2E粒子由 M 点到 N 点和由 N 点到 P 点的时间分别为与，1t2t到达 N 点时水平速度为，则：xv由 M 点到 N 点，水平方向有2211 11111.222qErattm由 N 点到 P 点，水平方向有2222 22110.622qEra ttm到达 N 点时水平速度1212xqEqEvttmm由 M 点到 P 点，竖直方向有122.4v ttr联立解得第象限电场强度的大小为211516mvEqr第象限电场强度的大小22158mvEqr（3）如图所示，粒子从点垂直射入匀强磁场，Q根据题意，带电粒子在磁场中运动的时间是其在磁场中运动周期的四分之一，所以粒子从点垂直射入匀强磁场中做四分之一圆周运动。Q设粒子做匀速圆周运动的半径为 R，在中有，解得，QHO222QHHOr0.8HOr 在中有O KF2220.60.8RrRrr粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有，2mvqvBR联立解得匀强磁场的磁感应强度大小57mvBqr（4）带电粒子在电场中运动时间为，122.4125rrttvv匀速运动的时间为，30.25rrtvv在磁场中的运动时间为47410Trtv带电粒子从 M 点射入到偏转出磁场的过程中运动的总时间为127267551010rrrrrtvvvv