2022年高考全国甲卷真题物理试卷及答案.pdf

1、2022 年全国高考甲卷物理试题年全国高考甲卷物理试题 二、选择题二、选择题 1. 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 a处由静止自由滑下，到 b处起跳，c 点为 a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为 h。要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的 k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（） A. 1hk + B. hk C. 2hk D. 21hk 【答案】D 【解析】 【详解】运动员从 a 到 c根据动能定理有 212cmghmv= 在 c点有 2NcccvFmgmR= FNc kmg 联立有

2、21chRk 故选 D。 2. 长为 l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为 v0，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 v（vv0） 。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为 a和 2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率 v0所用时间至少为（） A. 02vvLlav+ B. 02vvLlav+ C. ()032vvLlav+ D. ()032vvLlav+ 【答案】C 【解析】 【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过 v（vv0） ，则列车进隧道前必须减速到 v，则有 v=v0 - 2at1 解得 012vvta=

3、在隧道内匀速有 2Lltv+= 列车尾部出隧道后立即加速到 v0，有 v0=v + at3 解得 03vvta= 则列车从减速开始至回到正常行驶速率 v0所用时间至少为 03()2vvLltav+=+ 故选 C。 3. 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12II、和3I。则（ ） A.132III C. 123III= D. 123III= 【答案】C 【解析】 【详解】设圆

4、线框的半径为 r，则由题意可知正方形线框的边长为 2r，正六边形线框的边长为 r；所以圆线框的周长为 22Cr= 面积为 22Sr= 同理可知正方形线框的周长和面积分别为 18Cr=，214Sr= 正六边形线框的周长和面积分别为 36Cr=，23133 36222rSrr= = 三线框材料粗细相同，根据电阻定律 LRS=横截面 可知三个线框电阻之比为 123123:8:2 :6RRRCCC= 根据法拉第电磁感应定律有 EB SIRtR= 可得电流之比为： 123:2:2:3III = 即 123=III 故选 C。 4. 两种放射性元素的半衰期分别为0t和02t，在0=t时刻这两种元素的原子核

5、总数为 N，在02tt=时刻，尚未衰变的原子核总数为3N，则在04tt=时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ） A. 12N B. 9N C. 8N D. 6N 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意设半衰期为 t0的元素原子核数为 x，另一种元素原子核数为 y，依题意有 xyN+= 经历 2t0后有 11423Nxy+= 联立可得 23xN=，13yN= 在04tt=时， 原子核数为 x 的元素经历了 4 个半衰期， 原子核数为 y 的元素经历了 2 个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为 4211228Nnxy=+= 故选 C。 5. 空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（xOy平

6、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 O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（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC在 xOy平面内电场的方向沿 y轴正方向，故在坐标原点 O静止的带正电粒子在电场力作用下会向 y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判断出向 y轴正方向运动的粒子同时受到沿 x轴负方向的洛伦兹力， 故带电粒子向 x轴负方向偏转。AC 错误； BD运动的过程中在电场力对带电粒子做功，粒子速度大小发生变化，粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。由于匀强电场方向是沿

7、y轴正方向，故 x轴为匀强电场的等势面，从开始到带电粒子偏转再次运动到 x 轴时，电场力做功为 0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到 x 轴时的速度为 0，随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转，故 B正确，D错误。 故选 B。 6. 如图，质量相等的两滑块 P、Q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 F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（ ） A. P 的加速度大小的最大值为2 g B. Q的加速度大小的最大值为2 g C. P 的位移大小一定大于 Q的位

8、移大小 D. P 的速度大小均不大于同一时刻 Q的速度大小 【答案】AD 【解析】 【详解】设两物块的质量均为 m，撤去拉力前，两滑块均做匀速直线运动，则拉力大小为 2Fmg= 撤去拉力前对 Q受力分析可知，弹簧的弹力为 0Tmg= AB以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为mg，两滑块与地面间仍然保持相对滑动，此时滑块 P的加速度为 0P1Tmgma= 解得 P12ag= 此刻滑块 Q所受的外力不变，加速度仍为零，滑块 P 做减速运动，故 PQ间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知 P 减速的加速度减小，滑块 Q 的合外力增大，合力向左，做加速度增大的减速运动。

9、 故 P加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为2 mg。 Q加速度大小最大值为弹簧恢复原长时 Qmmgma= 解得 Qmamg= 故滑块 Q 加速度大小最大值为mg，A 正确，B错误； C滑块 PQ 水平向右运动，PQ间的距离在减小，故 P的位移一定小于 Q的位移，C错误； D滑块 P在弹簧恢复到原长时的加速度为 P2mgma= 解得 P2ag= 撤去拉力时，PQ的初速度相等，滑块 P由开始的加速度大小为2 g做加速度减小的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小为g；滑块 Q由开始的加速度为 0做加速度增大的减速运动， 最后弹簧原长时加速度大小也为g。 分析可知 P的速度大小均不大于同一时刻

10、 Q的速度大小，D正确。 故选 AD。 7. 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 m、阻值也为 R 的导体棒 MN 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， （ ） A. 通过导体棒MN电流的最大值为QRC B. 导体棒 MN向右先加速、后匀速运动 C. 导体棒MN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 【答案】AD 【解析】 【详解】MN在运动过程中为非

11、纯电阻，MN 上的电流瞬时值为 uBlviR= A当闭合的瞬间，0Blv =，此时 MN 可视为纯电阻 R，此时反电动势最小，故电流最大 mUQIaxRCR= 故 A 正确； B当uBlv时，导体棒加速运动，当速度达到最大值之后，电容器与 MN及 R 构成回路，由于一直处于通路的形式，由能量守恒可知，最后 MN终极速度为零，故 B错误； CMN在运动过程中为非纯电阻电路，MN上的电流瞬时值为 uBlviR= 当uBlv=时，MN 上电流瞬时为零，安培力为零此时，MN速度最大，故 C错误； D在 MN 加速度阶段，由于 MN 反电动势存在，故 MN上电流小于电阻 R 上的电流，电阻R 消耗电能大

12、于 MN上消耗的电能（即RMNEE） ，故加速过程中，RMNQQ；当 MN 减速为零的过程中，电容器的电流和导体棒的电流都流经电阻 R形成各自的回路，因此可知此时也是电阻 R的电流大，综上分析可知全过程中电阻 R上的热量大于导体棒上的热量，故 D 正确。 故选 AD。 8. 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 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

13、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 【答案】BD 【解析】 【详解】A如图所示 Eqmg= 故等效重力G的方向与水平成45。 当0yv =时速度最小为min1vv=，由于此时1v存在水平分量，电场力还可以向左做负功，故此时电势能不是最大，故 A 错误； BD水平方向上 0Eqvtm= 在竖直方向上 vgt= 由于 Eqmg=，得0vv= 如图所示，小球的动能等于末动能。由于此时速度没有水平分量，故电势能最大。由动能定理可知 0GEqWW+= 则重力做功等于小球电势能的增加量，故 BD正确； C当如图中 v1所示时，此时速度水平分量与竖直分量相等，动能最小，故

14、C错误； 故选 BD。 三、非选择题：三、非选择题： 9. 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（量程10mA，内阻约10） ，微安表（量程100A，内阻gR待测，约1k） ，滑动变阻器 R（最大阻值10） ，定值电阻0R（阻值10） ，开关 S，导线若干。 （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90.0A，电流表的示数为9.00mA，由此计算出微安表内阻gR =_。 【答案】 . 见解析 . 990 【解析】 【详解】 （1）1为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻

15、 R0并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻 R0的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内电阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动电阻器采用分压式解法，实验电路原理图如图所示 （2）2流过定值电阻 R0的电流 9.00mA0.09mA8.91mAAGIII= 加在微安表两端的电压 208.91 10 VUIR= 微安表的内电阻 2g68.91 1099090.0 10GURI= 10. 利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。 让质量为1m的滑块 A 与质量为2m的静止滑块 B 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

16、 B的速度大小1v和2v，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 B接触时，A 的左端到左边挡板的距离1s与 B的右端到右边挡板的距离2s相等； （4）使 A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与 B碰撞，分别用传感器记录 A和 B 从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间1t和2t； （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； 1 2 3 4 5 1/

17、st 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 2/st 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 12vkv= 0.31 2k 0.33 0.33 0.33 （6）表中的2k =_（保留 2位有效数字） ； （7）12vv的平均值为_； （保留 2位有效数字） （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12vv判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则12vv的理论表达式为_（用1m和2m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。 【答案】 . 0.304 . 0

18、.31 . 0.32 . 2112mmm . 0.33 【解析】 【详解】（2） 1应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块， 碰后运动方向相反， 故选0.304kg的滑块作为 A。 （6）2由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得 122210.210.310.67vtkvt= （7）312vv平均值为 0.310.310.330.330.330.325k+= （8）45弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得 1 01 122mvmvm v= + 2221 01 122111222mvmvm v=+ 联立解得 121212vmmvm= 代入数据可得 120.33vv= 11. 将一小球水平抛

19、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1s和2s之比为 3：7。重力加速度大小取210m/s=g，忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。 【答案】2 5m/s5 【解析】 【详解】频闪仪每隔 0.05s发出一次闪光，每相邻两个球之间被删去 3个影像，故相邻两球的时间间隔为 40.05 4s0.2stT= 设抛出瞬间小球的速度为0v，每相邻两球间的水平方向上位移为 x，竖直方向上的位移分别为1

20、y、2y，根据平抛运动位移公式有 0 xv t= 2211110 0.2 m0.2m22ygt= ()()222221112100.40.2m0.6m222ygtgt= 令1yy=，则有 2133yyy= 已标注的线段1s、2s分别为 221sxy=+ ()222223=9sxyxy=+ 则有 2222:93:7xyxy+= 整理得 2 55xy= 故在抛出瞬间小球的速度大小为 02 5m/s5xvt= 12. 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 A 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；随为置于平台上的轻质小平面反射

21、镜，轻质刚性细杆 D 的一端与 M固连且与镜面垂直，另一端与弹簧下端相连，PQ为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，PQ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，M 竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经PQ 上的 O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 PQ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 l，细杆 D 的长度为 d，圆弧 PQ的半径为 rrd，d远大于弹簧长度改变量的绝对值。 （1

22、）若在线圈中通入的微小电流为 I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值x及 PQ 上反射光点与 O 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，PQ上反射光点出现在 O点上方，与 O点间的弧长为 s1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 O点间的弧长为 s2。求待测电流的大小。 【答案】 （1）NBIlk，2NBIlrdk； （2）()124dk ssNBlr+ 【解析】 【详解】 （1）由题意当线圈中通入微小电流 I时，线圈中的安培力为 F=NBIl 根据胡克定律有 F=NBIl=kx NBIlxk= 设此时细杆转过的弧度为 ，

23、则可知反射光线转过的弧度为 2，又因为 dx，rd 则 sin ，sin2 2 所以有 x=d s=r2 联立可得 22rNBIlrsxddk= = （2）因为测量前未调零，设没有通电流时偏移的弧长为 s，当初始时反射光点在 O点上方，通电流 I后根据前面的结论可知有 12NBI lrssdk=+ 当电流反向后有 22NBI lrssdk= 联立可得 ()124dk ssINBlr+ = 同理可得初始时反射光点在 O 点下方结果也相同，故待测电流的大小为 ()124dk ssINBlr+ = （二）选考题：共（二）选考题：共 45分请考生从分请考生从 2 道物理题、道物理题、2 道化学题、道化

24、学题、2 道生物题中每科道生物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。任选一题作答如果多做，则每科按所做的第一题计分。 13. 一定量的理想气体从状态 a 变化到状态 b，其过程如pT图上从 a到 b 的线段所示。在此过程中（ ） 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 【答案】BCE 【解析】 【详解】A因从 a到 b的pT图像过原点，由pVCT=可知从 a到 b 气体的体积不变，则从 a到 b 气体不对外做功，选项 A 错误； B因从 a到 b气体温度升高，可知

25、气体内能增加，选项 B正确； CDE因 W=0，U0，根据热力学第一定律 U=W+Q 可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项 CE正确，D错误。 故选 BCE。 14. 如图，容积均为0V、缸壁可导热的 A、B 两汽缸放置在压强为0p、温度为0T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、四部分，其中第 II、部分的体积分别为018V和014V、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。 （1）将环境温度缓慢升高，求 B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度； （2）将环境温度缓慢改变至02T，然后

26、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，B汽缸内第部分气体的压强。 【答案】 （1）043TT=； （2）094pp= 【解析】 【详解】 （1） 因两活塞的质量不计， 则当环境温度升高时， 内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当 B中的活塞刚到达汽缸底部时，由盖吕萨克定律可得 00034VVTT= 解得 043TT= （2）设当 A中的活塞到达汽缸底部时中气体的压强为 p，则此时内的气体压强也等于p，设此时内的气体的体积为 V，则、两部分气体被压缩的体积为 V0-V，则对气体 0000342VppVTT= 对、两部分气体 000000()()

27、842VVpp VTVT+= 联立解得 023VV= 094pp= 15. 一平面简谐横波以速度 v= 2m/s沿 x轴正方向传播，t= 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 t= 0时刻的位移2cmy =，该波的波长为_m，频率为_Hz， t= 2s 时刻， 质点 A_ （填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”） 。 【答案】 . 4 . 0.5 . 向下运动 【解析】 【详解】1设波的表达式为 2sin()yAx=+ 由题知 A= 2cm，波图像过点（0，2）和（1.5，0） ，代入表达式有 2sin()(cm)24yx=+ 即 = 4m 2由于该波的波速 v=

28、2m/s，则 2Hz0.5Hz4vf= 3由于该波的波速 v= 2m/s，则 2sTv= 由于题图为 t= 0时刻的波形图，则 t= 2s时刻振动形式和零时刻相同，根据“上坡、下坡”法可知质点 A 向下运动。 16. 如图，边长为 a 的正方形 ABCD为一棱镜的横截面，M为 AB边的中点。在截面所在平的，一光线自 M 点射入棱镜，入射角为 60，经折射后在 BC 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。 【答案】72n =，312PCa= 【解析】 【详解】光线在 M点发生折射有 sin60 =nsin 由题知，光线经折射后在 BC 边的 N 点恰好发生全反射，则 1sinCn= C= 90 - 联立有 3tan2= 72n = 根据几何关系有 tan2MBaBNBN= 解得 3aNCaBNa= 再由 tanPCNC= 解得 312PCa=