【原创】物理（新高考）2022届高考考前冲刺卷（三）

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（新高考）2022届高考考前冲刺卷物理（三）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。第Ⅰ卷（选择题）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦－3（He），2020年12月1日，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地球供科学研究。可控核聚变可以采用H＋H→He＋X或He＋H→He＋Y。下列说法正确的是（　　）A．X是质子 B．Y是正电子C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 D．He比He的原子核更稳定【答案】C【解析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，A错误；Y的质量数为1，电荷数为1，则Y为质子，B错误；核聚变过程发生质量亏损，释放核能，C正确；比结合能越大，原子核越稳定，则He比He的比结合能大，则He核更稳定，D错误。2．2021年11月7日，翟志刚、王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱，翟志刚时隔13年后再次执行出舱任务，王亚平成为中国首位执行出舱任务的女航天员。在“天宫课堂” 中，翟志刚还向我们讲解了叶光富身穿的“太空企鹅服”，下列说法中正确的是（       ）A．空间站的运行速度大于地球的第一宇宙速度B．空间站的运行周期可能为60分钟C．航天员在空间站中处于完全失重，穿“太空企鹅服”与失重有关D．空间站的发射速度大于第二宇宙速度【答案】C【解析】第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，故其运转速度比第一宇宙速度要小，人造卫星的最短运行周期为近地卫星的运行周期，大约为84分钟，AB错误；宇航员在太空站中处于完全失重状态，为了防护失重导致我们肌肉萎缩，设计了“太空企鹅服”，C正确；太空站一般是近地，没有脱离地球的束缚，故发射速度大于第一宇宙速度，但是小于第二宇宙速度，D错误。3．如图所示，两个完全相同的木模质量均为m，通过三根轻质竖直细线对称连接，放在水平面上呈“互”字型静置，上方木模呈现悬浮效果，这是利用了建筑学中的“张拉整体”的结构原理。细线a、b、c上的张力大小分别用Fa、Fb、Fc表示，水平面所受的压力大小为FN，重力加速度大小为g。下列关系式正确的是（　　）A．Fa＞mg，FN＝2mg B．Fa＞mg，FN＞2mgC．Fb＝Fc，Fa＝Fb＋0.5mg D．Fa＝Fb＋Fc【答案】A【解析】整体受力分析，由平衡条件得，由对称性可知，对上方木模受力分析有，则，，故选A。4．第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，图甲为谷爱凌跳台滑雪的场景，运动轨迹如图乙所示。谷爱凌从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）A．从C到E的时间比从E到D的时间短B．轨迹CE和ED长度相等C．轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等D．轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1∶3【答案】D【解析】以C为原点，CD为x轴，和CD垂直向上的为y轴，建立如图所示的坐标系，y轴方向做类竖直上抛运动，x轴方向做匀加速直线运动，当运动员速度方向与轨道平行时，在y轴方向到达最高点，根据竖直上抛运动的对称性，可知从C到E的时间等于从E到D的时间，故A错误；运动员做加速曲线运动，CE段的平均速率小于ED段的平均速率，故轨迹CE和ED长度不等，故B错误；运动员竖直方向做自由落体运动，由于两段运动过程时间相等，可知竖直方向下落高度之比为1：3，由几何关系可知，轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1：3，轨迹在CE水平方向的投影长度大于轨迹ED在水平方向的投影长度，故C错误，D正确。5．如图所示，“×”表示直导线中电流方向垂直纸面向里，“•”表示电流方向垂直纸面向外，三根相同的长直导线a、b、c平行且水平放置，图中abc正好构成一个等边三角形。当c中没有电流，a、b中的电流分别为I和2I时，a受到的磁场力大小为F；保持a、b中的电流不变，当c中通有电流时，发现a受到的磁场力大小仍为F。由此可以推知（　　）A．c中电流为I                 B．c中电流的方向垂直纸面向外 C．c中电流为2I                D．此时b受到的磁场力大小也为F【答案】B【解析】当c中没有电流时，b中的电流在a处产生的磁感应强度为B1，方向竖直向下，a受到的磁场力大小为F，方向水平向左，当c中通有电流时，a受到的磁场力的合力大小仍为F，则知a受到c的磁场力方向应是斜向右上，由此可知c在a处产生的磁场B2方向应是斜向左上，c中电流的方向应垂直纸面向里，如图所示，可知c在a处产生的磁感应强度大小B2与b中的电流在a处产生的磁感应强度为B1大小相等，所以c中电流为2I，AC错误，B正确；此时b受到的磁场力大小如图所示，由力合成的计算公式则有，D错误。6．一含有理想变压器的电路如图所示，图中R1、R2和R3是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的原、副线圈匝数比为3∶1，ab间接正弦交流电源，其输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电路消耗的总功率为P，流过R1的电流为I1，流过R2的电流为I2，现将S闭合，则（　　）A．S闭合前I1∶I2＝3∶1                 B．S闭合后流过R1的电流小于I1C．S闭合后流过R2的电流小于I2          D．S闭合后电路消耗的总功率大于P【答案】D【解析】S闭合前原、副线圈电流关系为，故A错误；S闭合后，副线圈两端的电阻变小，所以副线圈电流变大，因为原副线圈的匝数比不变，因而原线圈的电流也变大，故B、C错误；电路消耗的总功率为，S闭合后，由于电源电压U不变，而原线圈电流增大，所以总功率也增大，故D正确。7．如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为圆的两条直径，∠aOc＝60°。将一电荷量为q的正点电荷从a点移到b点，电场力做功为W（W＞0）；若将该电荷从d点移到c点，电场力做功也为W。下列说法正确的是（　　）A．a、c两点的电势相等B．电场强度方向由a指向dC．a、O两点间的电势差大于D．将该电荷从d点移到圆周上不同点时，电场力做功最大值为W【答案】D【解析】根据可知，即，整理得，可得ac连线中点和bd连线中点电势相等，则EF为等势线，电场线垂直等势线斜向左下，如图所示，由图结合几何关系可知，c点电势低于a点电势，电场线沿着ac方向，故AB错误；根据匀强电场的特点，沿着一个方向电势降低是均匀的，可知a、O两点间的电势差等于，故C错误；由图可知，当该电荷从d点移到G点时，电场力做功最多，根据几何关系可知，故D正确。二、多选选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像，下列说法正确的是（　　）A．动力车的初速度为10 m/sB．刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2C．刹车过程持续的时间为8 sD．从开始刹车时计时，经过8 s，动力车的位移为40 m【答案】BD【解析】由图可得（m/s），根据匀变速直线运动的位移时间公式，得，对比可得，，即刚刹车时动力车的速度大小为20 m/s，刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2，故A错误，B正确；刹车过程持续的时间，经过8 s，车已经停止，则整个刹车过程动力车经过的位移，故C错误，故D正确。9．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，长为L的轻质细绳一端拴接一质量为m的小球，另一端固定于斜面上的O点，其中A、O、C在同一水平高度，D、O、B连线与A、O、C连线垂直，小球在A处获得一瞬时冲量I，使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，重力加速度为g，则（　　）A．冲量大小B．小球运动到D处时的速度大小为C．小球运动到B处时绳子的拉力大小为3mgD．小球运动到C处时的动量与A处时的动量相同【答案】ABC【解析】小球恰好在斜面上做圆周运动，则在最高点D时绳子的拉力为零，即重力沿斜面方向的分力提供了小球做圆周运动的向心力，即，解得，B正确；小球从A运动到D的过程中，机械能守恒，有，解得，则小球在A处获得的冲量大小为，A正确；小球从A运动到B的过程中，机械能守恒，有，在B点有，联立得，C正确；因为C处与A处等高，由机械能守恒可知两处速度大小相等，故动量大小相等，但速度的方向刚好相反，故动量方向不同，D错误。10．如图所示，在两光滑水平金属导轨上静止放置a、b两根导体棒，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。用水平恒力F拉动a棒，在运动过程中，a、b棒始终与导轨接触良好，若不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　）A．拉力F做的功等于a、b棒增加的动能与a、b棒中产生的焦耳热之和B．安培力对b做的功等于b棒增加的动能与b棒中产生的焦耳热之和C．安培力对a、b棒做功的代数和的绝对值小于a、b棒中产生的焦耳热之和D．a棒克服安培力做的功等于b棒增加的动能与a、b棒中产生的焦耳热之和【答案】AD【解析】对a、b棒整体，根据能量守恒得①，故A正确；对b棒，只有安培力做功，运用动能定理得②，故B错误；对a棒，拉力和安培力做功，运用动能定理得③，联立①②③式得，安培力对a、b棒做功的代数和为，所以，安培力对a、b棒做功的代数和的绝对值等于a、b棒中产生的焦耳热之和，故C错误；联立①②③式得，a棒克服安培力做的功为，故D正确。第Ⅱ卷（非选择题）三、非选择题：本题共5小题，共54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。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。（一）必考题：共42分11．(7分)如图所示，某同学在一次实验中，利用某物体打出了一条纸带，A、B、C、D、E、F是纸带上6个依次打的点，打点计时器的电源频率为50 Hz。该同学用毫米刻度尺测量A点到其他各点的距离，并记录在图中。(1)物体运动的加速度是________m/s2（保留两位有效数字）。(2)该同学最可能完成的是下列哪个实验？________。A．探究加速度与力、质量的关系B．验证机械能守恒定律C．测量木块与木板间的动摩擦因数(3)根据第(2)问的结论，若要求出物体在运动过程中受到的阻力，还需测量的物理量是_______（用字母表示并说明含义）。用还需测得的量及加速度a表示物体在运动过程中所受阻力的表达式f＝_________（当地重力加速度为g）。【答案】(1)9.5     (2)B     (3)物体质量m     mgma【解析】(1)利用逐差法及公式解得物体运动的加速度。(2)因重物的加速度接近于重力加速度，该同学最可能完成的是验证机械能守恒定律，故选B。(3)根据牛顿第二定律得，解得，则为了求出物体在运动过程中受到的阻力，还需测量的物理量是物体的质量m；物体在运动过程中所受阻力的表达式为。12．(9分)利用输出电压为3 V的恒压电源、量程为0～0.6 A的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（长度为0.05 m，总阻值为2.5 Ω）、弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计。(1)图甲的电路中，定值电阻的作用是______，阻值至少为______Ω；(2)弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙。若定值电阻为10 Ω，则电流表的示数I与弹簧所受拉力F的关系式I＝______A，可知由电流表改装的测力汁刻度______（选填“均匀”“不均匀”），当电流表的示数为0.3 A，对应标示的力为______N。【答案】(1)对电流表起保护作用     5     (2)     不均匀     500【解析】(1)电路中接入定值电阻的目的是对电流表起保护作用，防止当P移动到电阻丝的最右端时电流表被烧坏。当电路中电流达到最大0.6 A时，电路中的总电阻最小值为，所以定值电阻至少为5 Ω。(2)由图乙可知，，设定值电阻为R，电阻丝总电阻为RL，移动距离x＝ΔL，由闭合电路欧姆定律，又，联立可得，由上式可得：拉力F与I是非线性关系，所以由电流表改装的测力计刻度不均匀。当电流表的示数为，带入，可得F＝500N，所以对应标示的力为500N。13．(11分)在2022年北京冬奥会冰壶比赛中，中国运动员将本方冰壶M以v0＝4 m/s的速度从本方前掷线A上发出向对方冰壶N撞去。冰壶M、N与双方营垒圆心在同一条直线上，已知双方营垒前掷线A、B之间距离L＝10 m，N与B距离L1＝2 m，N与本方营垒圆心距离L2＝0.64 m，营垒直径D＝1.5 m，每个冰壶质量均为10 kg，冰壶与冰面动摩擦因数μ＝0.05，M、N碰撞后M恰好运动到对方营垒圆心，假设碰撞都是一维碰撞，重力加速度g＝10 m/s2。求：(1)碰撞后冰壶N运动的距离，冰壶N是否被碰出了营垒？(2)通过计算说明两冰壶的碰撞是否是弹性碰撞。【解析】(1)设冰壶M与N碰撞前瞬间速度为，从前掷线A到碰撞前瞬间过程中，由速度位移关系式及牛顿第二定律有解得＝2m/s依题意有碰撞后M的速度为＝0.8m/s碰撞的过程中由动量守恒定律有解得＝1.2m/s碰撞后N运动的距离为＝1.44m因为LN−L2＝0.8m＞＝0.75m所以冰壶N被碰出了营垒。(2)冰壶M与N碰撞前瞬间系统的动能为＝20JM与N碰撞后瞬间系统的动能为＝10.4JM与N碰撞过程中系统动能的损失为＝9.6J所以两冰壶的碰撞是非弹性碰撞。14．(15分)如图所示，圆心为O的同心圆形区域内存在垂直于纸面的磁场，其中R1＝3R0，R2＝2R0，圆形边界间环形区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B1。一个电量为－q，质量为m的粒子由静止经电场加速后以速度v指向O点入射。(1)求加速电场的电压U与速度v的关系式；(2)若粒子要能进入半径为R2的圆形区域，求速度v的最小值vmin。(3)若粒子速度大于第(2)问中的vmin，为使其击中O点，求半径为R2的圆形区域的匀强磁场的磁感应强度大小B2。【解析】(1)根据动能定理可得解得。(2)设圆形边界间环形区域内匀强磁场的磁场方向向外，临界情况下粒子圆周运动的半径为rmin，如图由几何关系得整理得因为解得。(3)由题意，时，设粒子在磁场中轨迹圆圆心为，半径为；在磁场中轨迹圆圆心为，半径为，轨迹圆与半径为的磁场边界圆相交于M点设则在中在中在直角中其中联立解得可得由知即有。（二）选考题：共12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．[物理——选修3－3]（12分）(1)(4分)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－V图像如图所示，由图像可知：b和c两个状态比较，b状态中容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数较_______（“多”或“少”）；若经历ca过程气体的内能减少了20 J，则该过程气体放出的热量为_________J。【答案】多     120【解析】b和c两个状态比较，pV相等，由可知b和c两个状态温度相等，则分子平均动能相等。由于b状态压强较大，则b状态中容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数多。根据p－V图象与V轴所围的面积表示气体做功，则c→a过程，外界对气体做功为，此过程中，内能变化量，根据热力学第一定律，解得，即该过程气体放出的热量为120J。(2)(8分)如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的汽缸竖直放置，一面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，汽缸上端封闭且留有抽气孔。活塞上方气体的压强为p0，活塞下方气体的体积为V0，温度为T0。将活塞上方抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变，当活塞上方抽成真空后，活塞下方气体的体积为2V0。然后将活塞下方的气体缓慢加热，活塞体积忽略不计，重力加速度为g，求：①活塞的质量m；②气体缓慢加热到温度4T0时气体的压强。【解析】①活塞上方没有抽真空时，下方气体的压强活塞上方抽真空时，下方气体的压强根据玻意耳定律可知解得。②若气体等压变化，则所以气体先做等压変化，再做等容变化，最终体积为3V0设温度升到4T0时，压强为p3，则解得。16．[物理——选修3－4]（12分）(1)(4分)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t＝0时刻，两列波恰好在x＝1 m处相遇，已知乙波传播一个波长的时间为0.5 s，则甲波在介质中传播的速度为___________m/s；两列波叠加后，x＝1m处的质点的振幅为___________cm。【答案】 8     12【解析】由图可得波长为，所以乙波的波速为，因为甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，所以两波波速相等，故甲波在介质中传播的速度为。因为两列波波速相等，波长相等，所以由图可知，x＝1m处为峰峰相遇，谷谷相遇，所以x＝1m处为振动加强点，所以x＝1m处的质点的振幅为(2)(8分)如图所示是半径为R的半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光从A点以θ＝60°的入射角由真空从OD面射入玻璃，a光和b光的折射光分别射到半圆弧的B、C点，其中B点是半圆弧OD的三等分点，C点是半圆弧OD的中点。光在真空中传播速度为c。求：①a、b两种单色光的折射率之比；②单色光a在玻璃砖中传播的时间。【解析】①分别连接半圆圆心O′与B、C两点，如图所示由于B为圆弧OD三等分点，C为圆弧OD中点，可得∠OO′B＝60°，∠OO′C＝90°根据几何关系，可知a光线的折射角r1＝30°，b光线的折射角r2＝45°a的折射率，b的折射率解得。②a光的折射率为a光的临界角为则有可知光路如图所示根据几何关系可知∠OBO′＝60°可知a光在B点发生全反射，同理可得a光在E点发生全反射，a光在D点射出半圆柱体玻璃砖，易知光在半圆柱体玻璃砖经过的路程为光的传播速度为单色光a在玻璃砖中传播的时间。  
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