2022届新高考物理精创预测卷 湖南专版（含答案）

2022届新高考物理精创预测卷 湖南专版

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.某同学欲探测某种环境下是否有频率高于的电磁波辐射，利用光电效应现象自制了一个探测器，如图所示。当环境中含有高于此频率的电磁波时灵敏电流表有示数。下表给出了几种金属的极限频率。则(   )

A.发生光电效应的金属板应该选用金属钙

B.如果发生光电效应的金属板选择金属钠，则电流表有示数时，环境中一定含有频率高于的电磁波

C.要想提高仪器的灵敏度，电流表选灵敏一些的，两板间距选适当大一些的

D.如果在两板间加上“左正右负”的电压，效果会更好

2.假设拍皮球时，皮球每次与地面碰撞后的速度大小变为碰前的。若用手拍这个皮球，使其保持在0.6 m的高度上下跳动，已知皮球的质量，重力加速度g取，空气阻力忽略不计，则每次拍皮球时应给皮球的冲量大小为(   )

A.1.2 N·s B.1.5 N·s C.2 N·s D.2.4 N·s

3.2021年10月16号神舟十三号载人飞船发射任务圆满成功。若神舟十三号在离开地球表面的过程中竖直向上做加速运动，质量为m的航天员王亚平在舱内固定的压力传感器上，当神舟十三号上升到离地球表面某一高度h时，飞船的加速度为a，压力传感器的示数为F。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径大小为R，则h为(   )

A. B. C. D.

4.如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，原线圈输入交变电压。已知照明灯的额定功率为44 W，排气扇电动机的内阻为1 Ω，电流表示数为2 A，各用电器均正常工作，电表均为理想电表。则(   )
 

A.电压表示数为62 V   B.变压器的输入功率为88 W

C.排气扇的输出功率为44 W  D.保险丝熔断电流不得低于1 A

5.如图所示，在坐标系中，弧是以A点为圆心、为半径的一段圆弧，，点是圆弧跟y轴的交点。当在O点和A点分别固定电荷量为和的点电荷后，D点的电场强度恰好为零。下列说法正确的是(   )
 

A.

B.圆弧上的各点中，D点的电势最高

C.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大

D.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先增大后减小

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

6.如图所示为一简易机械装置，质量相等的两个物块A和B，通过铰链和连杆相连，物块A与竖直墙壁接触，物块B放在水平地面上，沿水平方向对物块B施加向左的外力F，使物块A缓慢匀速上升，直到连杆与竖直方向的夹角θ为30°。不计铰链及物块与接触面间的摩擦，重力加速度为g，以下说法正确的是(   )
 

A.物块B的速度保持不变

B.物块B对地面的压力逐渐增大

C.当连杆与竖直方向的夹角为30°时，突然撤去外力F，物块A的加速度为g

D.当连杆与竖直方向的夹角为30°时，突然撤去外力F，物块A的加速度为

7.如图所示，在平面内第1象限y轴和虚线之间存在范围足够大的匀强磁场（边界上有磁场），方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，在处有一个粒子源，可沿平面内各个方向射出质量为m，电荷量为q的带负电的粒子，粒子速率均为，不计粒子间的相互作用与粒子的重力，则粒子在磁场中运动的时间可能是(   )
 

A. B. C. D.

8.如图所示，杂技运动员进行杆上表演，他在竖直金属杆上离地面8 m高处双腿夹紧金属杆倒立，头顶离地面高7 m，运动员可以通过双腿对金属杆施加不同的压力来调节自身的运动。现运动员保持如图所示的姿势，从静止开始先匀加速下滑3 m，速度达到4 m/s时开始匀减速下滑，至运动员头顶刚要接触地面时，速度恰好减为零，设运动员质量为50 kg，重力加速度。以下说法正确的是(   )
 

A.运动员匀加速下滑时的加速度大小为

B.运动员匀减速下滑时的加速度大小为

C.2 s末运动员重力的功率为1 000 W

D.运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小为600 N

9.如图所示的圆柱体高，两个底面半径均为3 cm。在其两底面圆心处分别固定一个等量正点电荷，O点是圆柱体的几何中心，以O为原点建立三维直角坐标系，一负点电荷在其周围空间运动，下列说法中正确的是(   )
 

A.负点电荷沿y轴运动到O点时加速度为零

B.负点电荷沿x轴运动到O点时电势能最大

C.负点电荷从O点以一定的初速度沿z轴正方向运动时，机械能增加

D.负点电荷在平面内可以做匀速圆周运动，并且贴着圆柱表面运动时向心加速度最大

10.疫情期间，居家隔离时各种家庭游戏轮番上演，小明家举行餐桌“冰壶”比赛。如图所示，选取两个质量不同的易拉罐，把易拉罐B放在离餐桌左侧中心五分之一处，将易拉罐A从左侧桌边中心以某一初速度快速推出，两易拉罐沿纵向发生弹性碰撞，最终两易拉罐都恰好停在桌边。若已知餐桌长为L，易拉罐与桌面间的动摩擦因数为μ，以下说法正确的是(   )
 

A.两个易拉罐质量之比

B.全过程两个易拉罐与桌面间因摩擦产生的内能之比

C.易拉罐A的初速度为

D.碰后两个易拉罐在桌面上运动的时间之比

三、非选择题：共56分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答第15～16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共43分。

11.（7分）为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图甲所示的实验装置，他们将不可伸长的轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和低于Q，绳长为。他们首先在绳上距离P点10 cm处（标记为C）系上质量为m的重物（不滑动），由测力计读出绳的拉力大小和，随后改变重物悬挂点的位置，每次将P到C点的距离增加10 cm，并读出测力计的示数，最后得到与绳长之间的关系曲线如图乙所示，由实验可知：
 

（1）曲线Ⅱ中拉力最大时，C与P点的距离为_______cm，该曲线为_______（填“”或“”）的曲线；

（2）在曲线I、Ⅱ相交处，可读出轻绳的拉力_______N（结果保留3位有效数字），此时它与和重力加速度g的关系为_______。

12.（8分）某同学利用下列器材描绘一只发光二极管在加正向电压时的图线。
A.发光二极管D（正向电压小于等于2.5 V，最大工作电流为20 mA）
B.电压表V（量程为0~3 V，内阻无穷大）
C.毫安表A（量程为0~3 mA，内阻为）
D.滑动变阻器
E.定值电阻（阻值为）
F.电池组（，内阻不计）
G.开关和导线若干

（1）该同学对实验器材已经进行了部分连线，请用笔画线代替导线，把图甲中实验器材连接成完整的实验电路；
 

（2）某次测量中，电压表、毫安表的示数如图乙中（a）、（b）所示，则发光二极管两端电压_______V，通过发光二极管的电流________mA（结果保留三位有效数字）；

（3）通过实验该同学描绘出了发光二极管的正向图线如图丙所示。若把此发光二极管和阻值为的定值电阻串联后与电池组（，内阻不计）组成闭合电路，此时发光二极管的阻值________Ω，功率________W。
 

13.（13分）如图所示，水平桌面上有一质量的木板，木板长，在木板的左端放置质量的小滑块（可视为质点），滑块与木板间的动摩擦因数，木板与桌面间的动摩擦因数，对滑块施加恒定的外力F，作用一段时间后撤去，已知力F与其作用时间之积时，滑块恰好没有滑离木板，重力加速度g取，试求：
 

（1）力F的大小及作用时间；

（2）木板在桌面上滑动的距离。

14.（15分）在制备纳米薄膜时，利用高频电场使惰性气体发生电离，产生辉光放电，电离产生的正离子和电子高速轰击靶材，使靶材上的原子或分子溅射出来，然后沉积到基板上形成薄膜。如图甲所示，装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，加在极板间的电压随时间呈周期性变化，如图乙所示，其正向电压为，反向电压为，电压变化的周期为。在时，极板B附近有一群质量为m、电荷量为e的电子，在电场作用下由静止开始运动，在第一个周期内未碰到极板A，不计电子的重力和电子间的相互作用。求：
 

（1）电子在时间内的位移大小；

（2）若电子在时恰好碰到极板A，则两极板间的距离d与和的关系；

（3）若电子在n个周期结束的时刻打到极板A上，且形成的薄膜厚度与电子到达极板的动能成正比，比例系数为k，则在基板上形成薄膜的厚度与的关系。

（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。

15. 【选修3–3】（13分）

（1）物体各种状态性质和热现象与我们的生活息息相关，下列说法中正确的有__________。

A.用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力

B.合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体

C.空载的卡车停在水平地面上，在缓慢装载沙子的过程中，车胎不漏气，胎内气体可视为理想气体，温度不变，则胎内气体对外放热

D.汽车尾气中含有多种有害气体污染空气，可以想办法使它们自发分离，既清洁了空气又变废为宝

E.是指空气中直径等于或小于的悬浮颗粒物，其在空中做无规则运动，这是空气中分子无规则热运动的反映

（2）两个完全相同的、足够深的汽缸如图所示静止放置在水平地面上，汽缸内各用一个完全相同、面积均为S的活塞分别封闭两部分理想气体A和B，两活塞中间用轻质弹簧连接。已知大气压为，两汽缸的重力均为，两活塞的重力均为，弹簧的劲度系数为，初始时上、下活塞到缸底的距离均为L，不计一切摩擦，若在上面汽缸底部施加外力缓慢提起汽缸，直至下面汽缸刚好离开地面，此过程中，气体温度保持不变，求：
（i）下面活塞上移的距离；
（ii）上面汽缸上移的距离。
 

16. 【选修3–4】（13分）

（1）图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t时刻的波形图，图乙为质点b从t时刻开始计时的图像，若设振动正方向为沿y轴正方向，则下列说法中正确的是___________。
 

A.该简谐横波沿x轴正方向传播

B.该简谐横波的波速为0.4 m/s

C.若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m大得多

D.在t时刻，质点a的加速度比质点b的大

E.再经过2 s，质点a向右运动0.8 m

（2）如图所示，在水面下方处有一个与水面平行的圆盘状发光盘，圆盘半径。由圆盘边缘上A点发出的某条光线射到水面上，当其入射角为时，其折射光与水面的反射光线恰好垂直，求：
（i）水对此单色光的折射率n；
（ii）水面上有光线射出的区域面积S。
 

答案以及解析

1.答案：A

解析：本题考查光电效应。如果选用金属钙，当入射光频率大于或等于时，就会发生光电效应，灵敏电流表有示数，A正确；如果选用金属钠，当入射光频率大于或等于时，电流表就有示数，故环境中不一定含有频率高于的电磁波，B错误；为了提高仪器的灵敏度，应使两板间距离适当小一些，在两板间加上“左负右正”的正向电压，此时若发生光电效应，光电子会受到向右的电场力，更多的光电子会运动到右极板，效果更好，C、D错误。

2.答案：A

解析：本题考查冲量和动量定理的应用。欲使皮球跳起的高度为，应使皮球由静止下落的高度为h，由，得，则，皮球从2.4 m高度处落到0.6 m高度处的速度大小为，则应在0.6 m高度处给皮球的冲量大小为，方向竖直向下，A正确。

3.答案：C

解析：本题考查万有引力定律。对航天员受力分析有，由黄金代换式可知，，解得，故选C。

4.答案：B

解析：本题通过理想变压器给浴室降压供电考查变压器、交流电和非纯电阻电路。变压器输入的交变电压为，则电压有效值为，变压器原、副线圈匝数比为5:1，根据可得，故A错误；电流表示数为2 A，因此输出功率为，即变压器的输入功率为88 W，故B正确；流过照明灯的电流为，流过排气扇的电流为，则排气扇的输出功率为，代入数据可得，故C错误；变压器的输入电流为，因此保险丝熔断电流不得低于0.4 A，故D错误。

5.答案：D

解析：本题通过两异种电荷考查电场的叠加、电势、电势能。D点的场强恰好为零，由电场的叠加得，解得，A错误；点电荷形成的电场中圆弧上各点的电势相同，在点电荷形成的电场中由B到D电势越来越低，由D到C电势越来越高，故D点的电势最低，B错误；由以上分析可知，电子沿着圆弧从B点运动到D点电场力做负功，由D点运动到C点电场力做正功，故从B到C的过程中电子的电势能先增大后减小，C错误，D正确。

6.答案：D

解析：本题通过连杆相连的两个物块考查速度的分解、力的突变及牛顿第二定律。两物块沿杆方向的速度相同，有缓慢匀速上升过程中，θ变小，变大，A错误；选A和B整体为研究对象，竖直方向上受力平衡，有，由牛顿第三定律可知物块B对地面的压力保持不变，B错误；当连杆与竖直方向的夹角为30°时，突然撤去外力F，设连杆上的作用力大小为，物块A的加速度大小为，物块B的加速度大小为，由牛顿第二定律，对物块A，有，对物块B，有，分析可知此时有，整理得，C错误，D正确。
 

7.答案：ACD

解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动。设虚线与x轴之间的夹角为θ，则，解得，粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故有，所以粒子做匀速圆周运动的轨迹半径为，根据几何关系可得，A到虚线的距离为，当粒子的速度方向沿y轴正方向时，粒子直接运动出磁场，故粒子在磁场中运动的最短时间为，过A点作磁场边界线的平行线，其中间距等于中点为，以为圆心，以为半径的圆为粒子在磁场中运动时间最长的轨迹，如图所示，粒子初速度方向与y轴负方向夹角为30°，粒子射出磁场时速度方向与y轴负方向夹角为30°，则粒子轨迹对应的圆心角为，粒子在磁场中运动的最长时间为，所以A、C、D正确，B错误。
 

8.答案：AD

解析：本题结合杂技运动员的表演考查多过程的匀变速直线运动。由速度位移关系可知，运动员匀加速下滑时的加速度大小为，故A正确；由速度位移关系可知，运动员匀减速下滑时的加速度大小为，故B错误；运动员匀加速下滑的时间，所以2 s末运动员正在匀减速下滑，其速度末运动员重力的功率为，故C错误；由牛顿第二定律可知，运动员匀减速下滑时有，解得运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小为，故D正确。

9.答案：AD

解析：本题考查电场中力和能的性质。等量正点电荷的电场线分布如图甲所示，两电荷连线中点（圆柱体的几何中心）的场强为零，电场力和加速度为零，A正确；由图甲可知，在x轴上O点电势最高，由得，负电荷在O点电势能最小，B错误；负电荷沿z轴正方向运动时，电场力做负功，电势能增加，动能减小，机械能减小，C错误；如图乙所示，设x轴上一点P，两点电荷到O点距离为R，正点电荷与x轴上任意一点连线与两正点电荷连线的夹角为θ，则P点的合场强为，
令，
则，
即当时，，即此时有最大值，
由于，解得，即P点在圆柱体表面时，有最大的合场强，此时电场力最大，即粒子做圆周运动的向心力最大，向心加速度最大，D正确。
 

10.答案：BC

解析：本题通过易拉罐的运动及碰撞考查动量守恒定律和能量守恒定律。设易拉罐A与B碰撞前的速度为v，碰撞后两易拉罐的速度分别为和，碰撞过程中易拉罐A和易拉罐B组成的系统动量守恒、能量守恒，有，两易拉罐都恰好停在桌边，有，，联立解得，即，A错误；全过程易拉罐A与桌面间因摩擦产生的内能，易拉罐B与桌面间因摩擦产生的内能，则，B正确；设易拉罐A的初速度为，，由上述分析得，得，C正确；碰后易拉罐在桌面上运动的时间，则碰后两个易拉罐在桌面上运动时间之比，D错误。

11.答案：（1）60（58~62）；

（2）4.30（4.25~4.35）；

解析：本题考查力与运动的关系。
（1）在曲线Ⅱ的最高点时轻绳拉力最大，对应的横坐标，设和与水平方向的夹角分别为α和点受力平衡，可得，开始时C点靠近P点，因，则，即，结合两曲线交点左侧部分，曲线Ⅱ为的曲线。

（2）两曲线的交点表示两侧的绳拉力大小相等，读出纵坐标为，设绳与立柱的夹角为θ，延长交于另一立柱上，则，两侧轻绳的拉力相等，由力的平衡可知，则。

12.答案：（1）见解析

（2）2.05；12.0

（3）200；

解析：本题考查描绘发光二极管的图线实验。
（1）滑动变阻器阻值较小，为能使发光二极管两端电压在较大范围内变化，控制电路需采用分压式接法。设计电路并正确连接电路图，如图甲所示。

（2）电压表V的最小分度为0.1 V，应估读到下一位，读数为2.05 V，毫安表A的最小分度为0.1 mA，应估读到下一位，读数为1.80 mA，根据并联电路规律可知通过发光二极管的电流为。
（3）根据闭合电路欧姆定律可知发光二极管两端电压，在坐标系中作出其关系图线，如图乙所示，两图线相交于点，此状态下二极管的电阻，功率。
 

13.答案：（1）

（2）

解析：本题通过在外力作用下滑块与木板间的相对运动考查牛顿运动定律和运动学公式等。

（1）设F作用的时间为，以水平向右为正方向滑块的加速度为，由牛顿第二定律有
撤去外力时滑块的速度
撤去外力后滑块的加速度，方向水平向左
木板的加速度
撤去外力时木板的速度，
设撤去外力后经时间滑块恰好与木板达到共同速度v，有

联立解得；

（2）木板与滑块运动的图像如图所示，
 

木板加速阶段的位移
当滑块与木板达到共同速度后一起做匀减速运动，其加速度大小
减速阶段木板的位移
则木板在桌面上滑动的距离

14.答案：（1）

（2）

（3）

解析：本题考查电子在交变电场中的直线运动。
（1）电子在时间内做匀加速运动，有

在时间内做匀减速运动，有

时刻的速度大小为
电子在时间内的位移大小为

电子在时间内的位移大小为

（2）第一个周期末电子的速度大小为

电子运动的图像如图所示，n个周期内电子的位移为

将代入上式可得两极板间的距离为


（3）由（2）得，此时，电子在一个周期内速度的增量为

电子在n个周期内速度的增量为

若电子在n个周期结束后打到极板A上，形成薄膜的厚度
 

15.答案：（1）BCE

（2）（i）
（ii）

解析：（1）本题考查热学概念。用气筒给自行车打气，越打越费劲，是因为车胎内气体的压强在变大，但车胎内气体分子间距离依然很大，远远超过分子间作用力表现为斥力的范围，A项错误；合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，B项正确；在卡车装沙子过程中，车胎内气体体积减小，外界对气体做功，但气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，气体对外放热，C项正确；使尾气成分分离需要消耗能量，不可能自发分离，D项错误；的无规则运动属于布朗运动，它反映了空气中分子的无规则热运动，E项正确。

（2）本题考查玻意耳定律。
（i）设B气体初状态压强为，体积为，末状态压强为，体积为，对初状态的两活塞弹簧和上面汽缸整体受力分析，由平衡条件有，
解得，
对末状态的下面汽缸受力分析，由平衡条件有
，
解得，根据玻意耳定律可得，，
则下面活塞上移的距离为
（ii）设A气体初状态压强为，体积为，末状态压强为，
体积为，对初状态的上面汽缸受力分析，由平衡条件有
，
解得，
对末状态的两活塞弹簧和下面汽缸整体受力分析，由平衡条件有
，
解得，根据玻意耳定律可得，，
则上面活塞相对上面汽缸下移的距离为
对初状态的上面活塞和上面汽缸整体受力分析，由平衡条件有弹簧弹力，弹簧处于压缩状态，
对末状态的下面活塞和下面汽缸整体受力分析，由平衡条件有弹簧弹力，弹簧处于拉伸状态，
弹簧由压缩到拉伸的形变量
则上面汽缸移动的距离为

16.答案：（1）ABD

（2）（i）
（ii）

解析：（1）本题考查波的图像和图像。从题图乙可知，t时刻质点b的速度沿振动负方向，即沿y轴负方向，由“同侧法”可知该简谐横波沿x轴正方向传播，A正确；由题图甲得到该简谐横波的波长为4 m，由题图乙得到其周期为10 s，故其波速为，B正确；由于该简谐横波的波长为4 m，发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不大或者比波长小，则该障碍物或孔的尺寸一定与4 m相差不大或者比4 m小，C错误；在t时刻，质点a的位移比质点b的大，根据回复力，质点a的加速度比质点b的大，D正确；质点a只能在其平衡位置附近振动，并不会随波迁移，E错误。

（2）本题考查光的折射、全反射的相关规律和应用。
（i）由A点发出的某光线的光路图如图所示，

当入射角时，反射角也为30°，反射光线与折射光线恰好垂直，则折射角
由折射定律得
代入数据解得
（ii）设光从水面射出的临界角为C，则有

B点发出的光射出水面的区域为圆，设其半径为R，则由几何知识可知

代入数据得
水面上有光线射出的区域为圆形区域，半径为，则区域面积为
解得