2022年广东省茂名市高州市高考物理二模试卷（含答案解析）

2022年广东省茂名市高州市高考物理二模试卷

1. 2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核聚变装置全超导托卡马克缔造了新的纪录，实现了可重复的亿摄氏度101秒和亿摄氏度20秒等离子体运行。向核聚变能源应用迈出重要一步。已知该装置内部发生的核反应方程为：，已知、、和X的质量分别为、、和，lu相当于，则下列说法中正确的是

A. X是质子
B. 该核聚变反应过程中释放的能量约为
C. 该反应中生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和
D. 该反应存在质量亏损，根据可知，部分质量转化成了能量

2. 如图所示，上下开口、内壁光滑的金属管和塑料管竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则关于小磁块，下列说法正确是

A. 小磁块下落时间长的管是塑料管
B. 在两个下落过程中的机械能都守恒
C. 小磁块在下落时间短的管中做自由落体运动
D. 小磁块落至底部时速度大小相等

3. 如图所示，正在太空中行走的宇航员A、B沿同一直线相向运动，相对空间站的速度大小分别为和，迎面碰撞后正碰，A、B两人均反向运动，速度大小均为。则A、B两人的质量之比为

A. 3：5 B. 2：3 C. 2：5 D. 5：3

4. 如图所示，将小球从O点正上方的B点以某一速度水平抛出，仅改变B点离地的高度，小球均能击中水平面上的A点。若抛出点离地的高度越高，则

A. 小球平抛的初速度越大
B. 小球击中A点时，重力的功率一定越大
C. 小球击中B点时，动能一定越大
D. 小球击中B点时，动能一定越小

5. 如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则

A. a、b、c、d中，a的加速度最大 B. a、b、c、d中，b的线速度最大
C. a、b、c、d中，c的周期最大 D. a、b、c、d中，d的角速度最大

6. 如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到的时刻图示位置，导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框此时电流的方向分别为已知线框按俯视的逆时针方向转动

A. ，电流方向为KNMLK B. ，电流方向为KNMLK
C. ，电流方向为KLMNK D. ，电流方向为KLMNK

7. “顿牟缀芥”是东汉王充在《论衡乱龙篇》中记载的摩擦起电现象，意指摩擦后的带电琥珀能吸引轻小物体。现做如下简化：在某处固定一个电荷量为Q的带正电的点电荷，在其正下方h处有一个原子。在点电荷的电场的作用下原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l。点电荷与原子之间产生作用力F。你可能不会求解F，但是你可以通过物理分析进行判断，关于F的表达式，可能正确的是式中k为静电力常量

A.  B.  C.  D.

8. 救援机器人的手臂前端装有铁夹。在某次救援活动中，救援机器人用铁夹抓着两个重力都为G的水泥制品，使之保持静止状态，铁夹与水泥制品及水泥制品间的接触面竖直，如图所示。若水泥制品受铁夹的最小压力为N时，才能使水泥制品不滑出铁夹，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则

A. 两水泥制品间动摩擦因数
B. 两水泥制品间动摩擦因数无法求出
C. 铁夹与水泥制品间动摩擦因数
D. 铁夹与水泥制品间动摩擦因数

9. 1879年美国物理学家霍尔观察到，在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差。这个现象被称为霍尔效应，所产生的电势差称为霍尔电势差或霍尔电压。如图所示，某次实验使用的霍尔元件是P型半导体，其内部形成电流的“载流子”是空穴空穴可视为能自由移动带正电的粒子，1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压。闭合开关、，电流表A和电表B、C都有明显示数。下列说法正确的是

A. C为毫安表，检测输入霍尔元件的电流；B为毫伏表，检测霍尔元件输出的霍尔电压
B. 接线端2的电势高于接线端4的电势
C. 同时改变通过电磁铁和霍尔元件的电流方向，但大小不变，则毫伏表的示数将保持不变
D. 若适当减小、增大，毫伏表示数一定增大

10. 如图所示，质量为的篮球从距地面高为处由静止释放，与正下方固定的长为的轻弹簧作用，速度第一次减为零时，距地面高为。篮球第一次反弹至最高点时，距地面高为。经过多次反弹后，篮球静止在弹簧上端，此时，篮球距地面高为，弹簧的弹性势能为。若篮球始终在竖直方向上运动，且受到的空气阻力大小恒定，重力加速度，下列说法正确的是

A. 弹簧的劲度系数为
B. 篮球静止处即下落过程中速度最大处
C. 篮球在运动过程中受到的空气阻力约为
D. 篮球在整个运动过程中通过的路程约为

11. 某课外兴趣小组利用如图甲所示的实验装置研究“加速度、力与质量的关系”。
    
    实验获得如图乙所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打c点时小车的速度大小______保留两位有效数字。
    保持小车所受拉力不变，改变小车的质量M，分别测得不同质量情况下的加速度a的数据如表所示。

关于该实验，下列说法正确的是______。
A.实验过程中不需要满足钩码质量远小于小车质量
B.若验证加速度与质量成反比，最好作关系图
C.用到了控制变量法

12. 现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表A，内阻很小；5个阻值均为R的定值电阻、、、、；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。某同学设计的测量电路如图甲所示。
    
    按图甲在实物图乙中画出连线。
    测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使、、、、依次串入电路，记录对应的电流表的示数Ⅰ和连入电路中的电阻数目n，则电流I与电阻数目n的关系为______用题中所给字母R、n、E、r表示。
    以电流I的倒数为纵轴，电阻数目n为横轴画出图线，若图线的斜率为k，纵截距为b，则电源的电动势______，内阻______用题中所给字母k、b、R表示。
    由于电流表内阻的影响在本题中没有考虑，导致______，______以上两空匀选填“>”、“=”或“<”。
13. “和谐号”是由提供动力的车厢动车，不提供动力的车厢拖车编制而成，某“和谐号”由8节车厢组成，其中第1节、第5节为动车，每节车厢所受的阻力大小为自身重力的倍。已知每节车厢的质量均为，每节动车的额定功率均为，重力加速度。求：
    若“和谐号”以的加速度从静止开始行驶，“和谐号”做匀加速运动时5、6节车厢之间的作用力以及匀加速运动的时间；
    和谐号能达到的最大速度大小。
    
    
    
    
    
    
     
14. 如图所示，在区域Ⅰ有与水平方向成的匀强电场，电场方向斜向左下方。在区域Ⅱ有竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的粒子从区域Ⅰ的左边界P点静止释放，粒子沿水平虚线向右运动，进入区域Ⅱ，区域Ⅱ的宽度为d。粒子从区域Ⅱ右边界的Q点离开，速度方向偏转了，重力加速度为g。求：
    区域Ⅰ的电场强度大小；
    粒子进入区域Ⅱ时的速度大小；
    粒子从P点运动到Q点的时间。

15. 夏天，自行车内胎充气过足，放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，设暴晒过程中内胎容积几乎不变，则在爆裂前车胎内气体升温的过程中，车胎内气体分子的平均动能______选填“增大”“减少”或“不变”。在车胎突然爆裂的瞬间，车胎内气体内能______选填“增大”“减少”或“不变”。
16. 如图所示，由导热材料制成的汽缸长为、横截面积为S，活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞上方有质量为m的液体，活塞质量和厚度均不计，活塞与汽缸壁之间的摩擦也可以忽略。现将一细管插入液体，开始时从细管一端抽气，通过虹吸最后能使活塞上方液体逐渐流出。当液体全部流出的时候，活塞恰好到达汽缸的顶部。已知大气压强为，环境温度保持不变，求初始状态气体柱的长度。
    
    
    
    
    
    
     
17. 利用图所示的装置示意图，观察蓝光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图中甲和乙两种图样。则甲应是______选填“干涉”或“衍射”图样。若将蓝光换成红光，干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距______选填“变长”“变短”或“不变”。
     

18. 为美化城市环境，提高城市整体形象，某市加强了亮化工程建设。在城市公园的某一正方形的水池的水中装上亮化灯泡，水池边长为d，将水下灯泡看成点光源，点亮灯泡，结果在水面上刚好形成一个边长为d的正方形亮斑。已知水对光的折射率为n，求光源离水面的距离。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】解：根据质量数守恒和核电荷数守恒可知X是中子，故A错误；
B.根据爱因斯坦的质能方程：，故B错误；
C.核聚变反应是放热反应，生成物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和，故C正确；
D.爱因斯坦的质能方程说明一定的质量与一定的能量相对应，质量和能量不能相互转化，故D错误。
故选：C。
根据质量数守恒和核电荷数守恒，确定X；求得核反应中质量亏损，进而计算释放的核能；核聚变反应是放热反应，爱因斯坦的质能方程说明一定的质量与一定的能量相对应，质量和能量不能相互转化。
本题考查动量守恒在核聚变中的应用，解题的关键在于理解题意并能将动量守恒的知识点合理利用。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：AC、当小磁块在光滑的金属管中下落时，由于穿过金属管的磁通量变化，导致金属管产生感应电流，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，所以在金属管中小磁块受到安培阻力，则在金属中的下落时间比在塑料管中的长，故A错误，C正确；
B、在塑料管中下落时机械能守恒；在金属管中下落时机械能减小，故B错误；
D、在塑料管中下落时加速度较大，则小磁块落至底部时速度较大，故D错误。
故选：C。
当小磁块在光滑的金属管下落时，由于穿过金属管的磁通量变化，导致金属管产生感应电流，因磁场，从而产生安培阻力，对于塑料管没有任何阻碍，从而即可求解。
本题考查对电磁感应定律的应用，注意感应电流产生条件，明确电磁感应中能量的转化方向。
 

3.【答案】A
 

【解析】解：两人碰撞过程系统动量守恒，以碰撞前A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
  
代入数据得：，
解得：：：5，故A正确，BCD错误。
故选：A。
碰撞过程，两人组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律列式即可以求出两人的质量之比。
本题考查动量守恒定律的应用，要知道碰撞的基本规律是动量守恒定律，解题时要注意规定正方向，用正负号速度方向。
 

4.【答案】B
 

【解析】解：由题意，根据平抛运动规律可得

由上式可知，在OA一定的情况下，抛出点离地的高度h越高，小球平抛的初速度越小，故A错误；
B.小球击中A点时，重力的功率为

h越高，P一定越大，故B正确；
根据动能定理可得小球击中A点时的动能为

由上式可知，当时有最小值，由于不知h与OA的关系，所以动能无法判断，故CD错误；
故选：B。
由题意，根据平抛运动规律可得初速度与竖直和水平位移的关系，根据重力功率的计算公式可知重力的功率变化，根据动能的公式判断动能的变化。
该题考查了平抛运动的规律，解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，注意动能与重力功率的计算方式。
 

5.【答案】B
 

【解析】解：A、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据知，c的向心加速度大。
对bcd，根据万有引力提供向心力有：，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，故b的加速度最大。故A错误；
B、对bcd，由，解得，可知半径小的线速度大，所以b的线速度最大，根据可知c的线速度大于a的线速度，故B正确
CD、由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，角速度与周期成反比，则d的角速度小，故CD错误；
故选：B。
同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据比较a与c的向心加速度大小，再比较c的向心加速度与g的大小。根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系。根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系，再确定角速度的关系。
对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步卫星的条件和特点。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：MN边与磁场方向成时，感应电动势为，由右手定则可知电流方向为KNMLK，故B正确，ACD错误；
故选：B。
根据法拉第电磁感应定律计算出电流的瞬时值，根据右手定则分析出电流的方向。
本题主要考查了法拉第电磁感应定律的相关应用，结合公式代入数据计算出电动势的瞬时值，根据右手定则分析出方向即可，属于常规题型。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：设电荷Q带正电，如图所示，电荷Q与分离开距离l的一对异性电荷间的总作用力为：
。故ABD错误，C正确。
故选：C。
根据库仑定律，对点电荷受力分析，求出合力F的表达式，
本题根据题目所给的信息，通过库仑定律进行分析，考查学生运用所学知识理解物理现象的能力。
 

8.【答案】BD
 

【解析】解：两水泥制品受到重力与铁夹的压力、摩擦力处于平衡状态，静摩擦力沿两水泥制品向上，两水泥制品受力平衡。由于两个水泥制品的重力都是G，所以两水泥制品两侧受到的摩擦力也是相等的，设每一侧受到的摩擦力大小为f，则：
则：，方向竖直方向上。
设两水泥制品之间的摩擦力为，则对其中的一个水泥制品：，
可得：
AB、由以上的分析可知，两水泥制品之间的摩擦力为0，所以不能求出两水泥制品之间的动摩擦因数，故A错误，B正确；
CD、铁夹与水泥制品间的摩擦力大小为G，水泥制品受铁夹的最小压力为N时，才能使水泥制品不滑出铁夹，则：
所以：，故C错误，D正确。
故选：BD。
对两水泥制品进行受力分析，两水泥制品有下滑的趋势，根据平衡条件列方程进行解答。
本题属于知识应用类的题目，关键是将两水泥制品受力的实际情境抽象为受力平衡的物理模型，难度中等。
 

9.【答案】BC
 

【解析】解：A、B表为测量通过霍尔元件的电流，C表测量霍尔电压，故B表为毫安表，C表为毫伏表，故A错误；
B、根据安培定则可知，磁场的方向向下，通过霍尔元件的电流由1流向接线端3，带正电的粒子移动方向与电流的方向相同，由左手定则可知，正电粒子偏向接线端2，所以接线端2的电势高于接线端4的电势，故B正确；
C、当调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流方向相反，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，即2、4接线端的电势高低关系不发生变化，故C正确；
D、减小，电磁铁中的电流增大，产生的磁感应强度增加，增大，霍尔元件中的电流减小，由洛伦兹力和电场力的等量关系可知，
；
联立可得：
其中d是沿电压方向的长度，a是磁场方向的长度，即毫伏表示数一定减小，故D错误；
故选：BC。
根据电路构造分析电表的类型；
根据左手定则判断出粒子的运动方向，由此分析出电势的高低；
根据电场力和洛伦兹力的等量关系分析出电压的表达式并完成分析。
本题主要考查了霍尔效应的相关应用，根据左手定则判断出粒子的运动方向和电势的高低，结合电场力和洛伦兹力的等量关系完成分析。
 

10.【答案】ACD
 

【解析】解：篮球静止在弹簧上时，根据平衡条件和胡克定律得


解得

故A正确：
B.篮球接触弹簧后，刚开始重力大于弹力，加速度向下，篮球继续加速，当弹力与空气阻力的合力等于篮球的重力时，速度达到最大，然后弹力大于重力，篮球减速，到最低点，经过多次反弹后，最终篮球静止在弹簧上端时弹力等于重力，则篮球静止处并不是下落过程中速度最大处，B错误；
C.篮球从开始下落到第一次反弹至最高点的过程，由动能定理得

解得：
故C正确；
D.对篮球运动的整个过程，由能量守恒定律得

解得

故D正确。
故选：ACD。
研究篮球静止在弹簧上的情形，根据平衡条件和胡克定律求解弹簧的劲度系数；当加速度为0时篮球的速度达到最大；篮球从开始下落到第一次反弹至最高点的过程，由动能定理解得空气阻力；对篮球运动的整个过程，由能量守恒定律求篮球运动过程中通过的路程。
本题要分析清楚小球的运动过程，明确能量是如何转化的，应用动能定理和能量守恒定律即可正确解题。要知道空气阻力做功与总路程有关。
 

11.【答案】
 

【解析】解：在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，则

、实验过程中因为有力传感器测量小车受到的拉力，则不需要满足钩码质量远小于小车质量，故A正确；
B、若验证加速度与质量成反比，最好作关系图，故B错误；
C、此实验用到了控制变量法，故C正确；
故选：AC。
故答案为：；
根据匀变速直线运动的规律计算出瞬时速度；
根据实验原理分析出正确的实验操作。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据匀变速直线运动的特点计算出瞬时速度，同时掌握实验的正确操作即可。
 

12.【答案】   
 

【解析】解：根据题图甲，实物连线如下所示；

根据闭合电路欧姆定律有：
，
经数学变换有：
。
由，结合题意有
，，
联立解得：
，。
若考虑电流表内阻的影响，则有
，
即：
，
由此可知，。
故答案为：见解析，，>
根据电路图连接实物电路图；
根据闭合电路欧姆定律列式整理可得；
根据闭合电路欧姆定律进行分析，结合图像求出电源电动势与内阻；
考虑电流表内阻的影响，再结合闭合电路欧姆定律分析。
本题考查了连接实物电路图和求电源电动势与内阻，应用图像法处理实验数据是常用的方法，要注意明确图像与闭合电路欧姆定律公式间的关系。
 

13.【答案】解：设匀加速运动时5、6节车厢之间的作用力为，对后三节车厢受力分析，由牛顿第二定律可得：

代入数据可得：。
设匀加速时间为t，由运动学方程可得：

对“和谐号”的8节车厢进行研究，由功率的公式可得

由牛顿第二定律可得：

代入数据联立可得：。
当动力和阻力平衡时，和谐号能达到的最大速度设为，则有

代入数据可得：
答：若“和谐号”以的加速度从静止开始行驶，“和谐号”做匀加速运动时5、6节车厢之间的作用力为3600N，匀加速运动的时间为25s；
和谐号能达到的最大速度大小为。
 

【解析】首先应用牛顿第二定律隔离后三节车厢列方程：解出作用力；然后利用运动学公式及机车匀加速启动的方程联立解题即可；最后由牵引力与阻力平衡求解最大速度。
本题考查机车的匀加速启动问题，关键是熟悉整个模型的解题流程，合理运用牛顿第二定律。属于中等难度的题目。
 

14.【答案】解：粒子在区域1沿水平虚线方向做直线运动，说明粒子在竖直方向上受力平衡，根据平衡条件有：

解得：
粒子进入Ⅱ区域后，根据题意有：
由此可知粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
设粒子进入区域Ⅱ的速度大小为v，则有：
根据几何关系有：
联立解得：
粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动，其运动周期为：
则粒子在区域Ⅱ中运动时间为：
粒子在区域Ⅰ沿水平虚线运动，根据动量定理有：
故粒子从P点运动到O点的时间为：
联立解得：
答：区域Ⅰ的电场强度大小为；
粒子进入区域Ⅱ时的速度大小为；
粒子从P点运动到Q点的时间为。
 

【解析】根据粒子在电场区域Ⅰ中沿直线运动的特点，在竖直方向应用平衡条件可以求出电场强度；
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，结合几何关系求出粒子进入场区Ⅱ的速度；
由动量定理求出在电场中时间，根据粒子做匀速圆周运动的周期公式求出粒子在有界磁场中的运动时间，两者之和为所求。
本题中粒子先在电场区域Ⅰ做匀变速直线运动，后在复合场Ⅱ中做匀速圆周运动，偏传一角度后离开复合场。此处改须考虑粒子的重力，根据平衡条件、牛顿第二定律即可处理这类问题。
 

15.【答案】增大  减少
 

【解析】解：因为温度是分子平均动能的标志，在爆裂前车胎内气体升温的过程中，车胎内气体分子的平均动能增大；在车胎爆裂瞬间，气体对外做功，气体来不及发生热交换，由热力学第一定律，气体内能减少；
故答案为：增大；减少
温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大；在车胎爆炸过程中，气体对外做功，由根据热力学第一定律判断内能的变化情况。
本题考查温度的微观意义以及热力学第一定律，关键知道温度是分子平均动能的标志，要正确理解并掌握热力学第一定律，基本题，比较简单。
 

16.【答案】解：汽缸内气体做等温变化，根据玻意耳定律得：

根据平衡条件：
联立解得：
答：初始状态气体柱的长度。
 

【解析】分析出汽缸内的封闭理想气体在变化前后的状态参量，根据玻意耳定律列式计算出初始的气体长度。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，结合平衡条件分析出压强，分析出变化前后的状态参量并列式计算，属于常规考法。
 

17.【答案】衍射  变长
 

【解析】解：干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象，而衍射条纹中，中间的亮纹的宽度最大，向两边渐渐减小，则甲应是衍射。
干涉条纹间距公式，由于蓝光波长小于红光，因此若将蓝光换成红光，干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距变长。
故答案为：衍射；变长。
根据干涉条纹与衍射条纹的区别：干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象，而衍射条纹中，中间的亮纹的宽度最大。依据干涉条纹间距公式分析求解。
考查干涉与衍射条纹的应用，掌握两者的区别与联系，理解干涉条纹间距公式的内容。
 

18.【答案】解：水面上刚好形成一个边长为d的正方形亮斑，设光源离水面的高度为h，则从光源射向正方形的角的光线发生了全反射，有

根据几何关系有：
解得
答：光源离水面的距离为。
 

【解析】亮斑边缘的光线恰好发生全反射，入射角等于临界角，根据临界角公式和几何关系结合求解亮班的面积。
解决光学问题的关键要掌握全反射的条件，临界角公式，运用几何知识结合解决这类问题。