2022年湖南省岳阳市高考物理一模试卷（含答案）

2022年湖南省岳阳市高考物理一模试卷

1. 物理学中的万有引力定律、电荷间的相互作用定量规律、电流的磁效应、电磁感应现象分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是

A. 开普勒、库仑、洛伦兹、法拉第
B. 卡文迪许、库仑、奥斯特、法拉第
C. 牛顿、库仑、奥斯特、法拉第
D. 牛顿、库仑、安培、卢瑟福

2. 杭瑞洞庭大桥是一条跨越洞庭湖的快捷通道。图甲是杭瑞洞庭大桥中，一辆小汽车在长度为L的一段平直桥面上提速，图乙是该车车速的平方与位移x的关系，图中a、b、L已知，则小汽车通过该平直桥面的加速度为
    

A.  B.  C.  D.

3. 如图是湖边铁链围栏，铁链两端固定在栏柱上，图中这条铁重为G，今在铁链最低点用力向下压，直至铁链绷紧。下压过程中铁链的重心位置将
    

A. 先升高后降低 B. 逐渐降低 C. 逐渐升高 D. 始终不变

4. 如图甲所示，两段等长轻质细线将质量均为m的小球A、均可视为质点悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力的作用，小球B受到水平向左的恒力的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图乙所示的状态，小球B刚好位于O点正下方，则与的大小关系是

A.  B.  C.  D.

5. 已知某半径为的质量分布均匀的天体，测得它的一个卫星的圆轨道半径为r，卫星运行的周期为T。则在该天体表面第一宇宙速度大小是

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程中，动量大小的最小值为

A.  B.  C.  D.

7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，时刻线圈从中性面开始转动电压传感器显示其产生的电压如图乙所示，下列选项正确的是
    

A. 线圈的转速为
B. 传感器显示的交流电压表达式为
C. 线圈两端电压的有效值为
D. 该交变电流可以直接加在击穿电压为的电容器上

8. 如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩后锁定，时刻解除锁定释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的图像如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是时的速度图线的切线，已知滑块质量，取。则以下说法正确的是
    

A. 滑块与地面间的动摩擦因数为 B. 滑块与地面间的动摩擦因数为
C. 弹簧的劲度系数为 D. 弹簧的劲度系数为

9. 如图所示，A、B、C、D为半球形圆面上的四点，且AB与CD交于球心且相互垂直，E点为球的最低点，A点放置一个电量为的点电荷，在B点放置一个电量为的点电荷，则下列说法正确的是

A. C、D、E三点电场强度相同
B. 沿CD连线移动一电量为的点电荷，电场力始终做正功
C. C、D、E三点电势相同
D. 将一电量为的点电荷沿圆弧面从C点移到E点电场力做负功再从E点移动到D点，电场力做正功

10. 如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则

A. 刚开始运动时产生的感应电流方向为
B. 导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C. 导体棒产生的焦耳热为
D. 通过导体棒的电荷量为

11. 如图，光滑小球a、b的质量均为m，a、b均可视为质点，a、b用刚性轻杆连接，竖直地紧靠光滑墙壁放置，轻杆长为l，b位于光滑水平地面上，a、b处于静止状态，重力加速度大小为g。现对b施加轻微扰动，使b开始沿水平面向右做直线运动，直到a着地的过程中，则

A. a落地前会离开竖直墙壁
B. a落地时的速度大小为
C. b的速度最大时，a离地面的高度为
D. a开始下滑至着地过程中，轻杆对b做功为

12. 利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电频率为50Hz，实验步骤如下：
    
    ①按图甲所示安装实验装置，其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向；
    ②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车未连细线能沿长木板向下匀速运动；
    ③挂上砝码盘，接通电源后再释放小车，由纸带求出小车的加速度；
    ④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同外力作用下的加速度。
    根据以上实验过程，回答下列问题：
    对于上述实验，下列说法中正确的是______。
    A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
    B.弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小
    C.实验过程中砝码处于超重状态
    D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
    某次实验打下一条纸带如图乙，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，其中、、、、、，由纸带可知小车运动的加速度为______结果保留三位有效数字。
    
    以弹簧测力计示数F为横坐标，小车加速度a为纵坐标，画出图像是一条直线，如丙图所示，已知图线与横坐标的夹角为，图线的斜率为k，则小车的质量为______。
    A.
    B.
    C.k
    D.
13. 利用多用电表直流电流挡和电阻箱测电源的电动势和内阻。实验电路如图，闭合开关前应将电阻箱阻值调到______填“最大值”或“最小值”，通电后，电流一定从______填“红”或“黑”表笔流入多用电表。调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，绘出了图像，由图可得每节干电池的电动势______V，内阻______。计算结果忽略多用电表电流挡内阻的影响，保留两位有效数字
     

14. 如图所示，“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止中国自主设计的最复杂的海洋调查装备，具有世界第一的下潜深度，且各项技术指标世界领先。“蛟龙号”载人潜水器某次潜水试验，下潜深度3000m，其下潜过程可简化为由静止开始竖直向下先做加速度大小为的匀加速直线运动，然后做加速度大小为的匀减速直线运动直到速度零，求：
    下潜时加速阶段的位移大小；
    下潜3000m的总时间。

15. 如图所示，空间虚线上方分布着垂直于xoy向里的匀强磁场，虚线下方分布着平行于x轴匀强电场，电场强度大小均为，在的区域电场沿x轴正向，在的区域电场沿x轴负向。一带正电粒子不计重力在O点沿y轴正向以的速度射入电场，经电场偏转后进入磁场，在磁场中绕y轴上某点图中未画出为圆心做匀速圆周运动后，又恰好回到O点。已知：粒子的质量为，电荷量为。
    求粒子进入磁场时的速度大小；
    求匀强磁场的磁感应强度B大小；
    若磁感应强度大小不变，方向垂直于xOy向外，求：粒子在O点沿y轴正向以的速度射入电场后，从x轴穿出的横坐标。

16. 如图所示，小滑块A位于长木板B的左端，现让小滑块A和长木板B一起以相同速度在光滑的水平面上滑向前方固定在地面上的木桩C。A、B的质量分别为，，已知B与C的碰撞时间极短，且每次碰后B以原速率弹回，运动过程中A没有与C相碰，A也没从B的上表面掉下，已知A、B间的动摩擦因数，求：
    
    与C第二次碰前的速度大小；
    欲使A不从B的上表面掉下，B的长度至少是多少？
    与C第一次碰后到最终停止运动，B运动的总路程？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】解：牛顿探究发现总结了万有引力定律，库仑发现库仑定律，奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现电磁感应现象。故C正确，ABD错误。
故选：C。
此题是物理学史问题，记住著名物理学家的主要贡献即可答题。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，平时注意积累。
 

2.【答案】D
 

【解析】解：假设小汽车的加速度为
根据运动学公式和图乙可知

则加速度为
故ABC错误，D正确，
故选：D。
根据运动学公式和图乙可代换求出加速度的表达式。
本题考查运动学图像和运动学公式，注意根据图像对公式进行代换。
 

3.【答案】C
 

【解析】解：根据能量守恒，铁链最低点在外力作用下下移，直至铁链绷紧的过程中，外力做正功，外部输入的能量转化为铁链系统的机械能，忽略动能增加，则铁链的重力势能增加，所以其重心在逐渐升高，故ABD错误，C正确。
故选：C。
铁链处于稳定平衡时，其总能量一定是最低的，也就是重心最低。在向下拉铁链的过程中有外力对铁链做功，使其能量增加，改变了其重心的位置。
此题主要是让学生明白物体重心位置随着其能量的改变而改变的这一物理规律，理解起来有一定难度。
 

4.【答案】B
 

【解析】解：设AO、BO与竖直方向的夹角为，首先对两个球整体分析，受、、重力及AO拉力，如图1所示

图1
根据平衡条件，有

再隔离球B分析，如图2所示

图2
根据平衡条件，有
联立解得
故
故ACD错误，B正确；
故选：B。
运用整体法研究OA绳与竖直方向的夹角；再隔离B研究，分析AB绳与竖直方向的夹角；由几何关系得到两夹角相等，判断两个拉力的关系．
本题考查共点力作用下物体的平衡问题，采用隔离法和整体法，由平衡条件分析物体的状态，考查灵活选择研究对象的能力。
 

5.【答案】A
 

【解析】解：卫星的运动由万有引力提供向心力
解得
根据第一宇宙速度的定义，联立解得，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据万有引力提供向心力，列方程可求第一宇宙速度。
此题考查了万有引力定律及其应用，要熟记万有引力的公式和圆周运动的一些关系变换式，解题依据为万有引力提供向心力。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：带电小球在电场中做类平抛运动，竖直方向受重力做匀减速运动，水平方向受电场力做匀加速运动，由运动学公式有

联立得：
合成电场力和重力，设等效重力与竖直方向的夹角为，如图所示

故有：
则有：
当小球做类斜上抛运动到等效最高点时，速度最小，动量大小最小，有
故ACD错误，B正确；
故选：B。
把带电小球的运动分解为水平和竖直两个方向，分别根据位移公式、速度公式计算出水平方向的加速度以及两个方向的速度情况，根据动量公式解得。
分运动具有独立性，所以水平方向和竖直方向可以分别计算。所以本题的关键就是知道把带电小球的运动分解为水平和竖直的两个方向。
 

7.【答案】BC
 

【解析】解：A、由乙图可以看出交流电的周期，则线圈转速，故A错误；
B、线圈角速度，根据乙图可得传感器显示的交流电压表达式为，故B正确；
C、正弦式交变电流电压的有效值为其最大值的，电压最大值为12V，所以其有效值为，故C正确；
D、电容器被击穿是因为两端的电压超出最大承受电压击穿电压，该交变电流电压的最大值为12V，大于击穿电压为电容器的最大承受电压，所以不能加在其两端，故D错误；
故选：BC。
根据乙图判断出交流电的周期和最大值，即可求得转速和交流电的瞬时表达式，正弦式交流电的最大值与有效值间满足，电容器的击穿电压为交流电的最大值。
本题考查交变电流的产生及有效值的定义，要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值，电容器的击穿电压为交流电的最大值。
 

8.【答案】BD
 

【解析】解：AB、由图像可知，由b点到c点滑块已经离开弹簧做减速运动，其加速度大小为
根据可得
，故A错误，B正确；
CD、开始运动时的加速度
根据牛顿第二定律
解得，故C错误，D正确。
故选：BD。
根据速度图象的物理意义分析运动情况；从速度-时间图象得到滑块脱离弹簧后减速滑行时的加速度，然后根据牛顿第二定律列式求解摩擦力大小，从而求出动摩擦因数；从速度-时间图象得到滑块刚释放时的加速度，然后根据牛顿第二定律列式求解弹簧的劲度系数。
本题关键从速度-时间图象得到滑块刚释放和脱离弹簧时的加速度大小，然后根据牛顿第二定律列式分析求解；对于图象问题，我们学会“五看”，即：看坐标、看斜率、看面积、看交点、看截距；了解图象的物理意义是正确解题的前提。
 

9.【答案】AC
 

【解析】解：根据等量异种电荷的电场线的分布，C、D、E两点电场强度大小相等，方向相同，故A正确；
根据等量异种电荷的等势线的分布，CDE平面为等势面，所以三点电势相等，在等势面上移动电荷，电场力不做功，故BD错误、C正确。
故选：AC。
AB两点放置的等量异种电荷，其电场线和等势面具有对称性，通过AB连线的中垂面是一等势面，C、D、E在同一等势面上，电势相等，根据对称性分析C、E场强关系；根据电势的变化，分析电场力做功情况。
本题利用等量异种电荷的电场分布规律考查了电场强度的叠加、电势以及电场力做功等电学规律，对于等量异种电荷形成的电场，要明确电场线的分布特点，根据对称性区方向场强和电势的关系。
 

10.【答案】BCD
 

【解析】解：金属框开始获得向右的初速度，根据右手定则可知电流方向为，最后二者速度相等时，回路中没有感应电流，故A错误；
B.以金属框和导体棒整体为研究对象，由于整体水平方向不受力，所以整体水平方向动量守恒，最后二者速度达到相等，取初速度方向为正，根据动量守恒定律可得：，可得：，故B正确；
C.由能量守恒可知，导体棒产生的焦耳热：，故C正确；
D.对导体棒，取向右为正方向，根据动量定理可得：
其中：
可得通过导体棒的电荷量为：，故D正确。
故选：BCD。
根据右手定则判断电流方向；根据动量守恒定律求解最终的速度大小；根据能量关系求解导体棒产生的焦耳热；对金属棒根据动量定理结合电荷量的经验公式求解通过导体棒的电荷量。
本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚导体棒的运动情况和受力情况，根据平衡条件、牛顿第二定律列方程进行求解，涉及能量问题，常根据动能定理、功能关系等列方程求解。
 

11.【答案】AC
 

【解析】解：A、对b施加轻微扰动使b开始沿水平面向右做直线运动，杆被压缩，对a和b均为推力，杆对a做负功，杆对b做正功，当杆的力等于零时，a球和墙壁无挤压，此时a会离开墙壁，故A正确；
B、a落地时，对a、b组成的系统，由机械能守恒定律，有，则a落地时的速度大小小于，故B错误；
C、当杆的推力等于零时，杆对b做正功最多，此时b的速度最大，设杆与水平方向的夹角为，对系统由机械能守恒有
沿着杆的速度相等，有
联立解得：
故当时，即，b的动能有最大值为，而a离地面的高度为，故C正确；
D、a开始下滑至着地过程中，系统减少的重力势能为mgl，而两球沿杆的速度相等，a球还有竖直分速度，则有，则杆对a做功大于，杆对b做功小于，故D错误。
故选：AC。
当杆的力等于零时，a球和墙壁无挤压，此时a会离开墙壁；对于a、b组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，根据系统机械能守恒求出a落地时的速度大小。当杆的推力等于零时，杆对b做正功最多，此时b的速度最大，根据系统机械能守恒和两球速度关系列方程，求出b的速度最大时，a离地面的高度。通过b的动能变化，分析轻杆对b的做功大小。
解决本题的关键是分析清楚两球的运动过程和能量转化情况，知道a、b组成的系统机械能守恒，当a的机械能最小时，b的动能最大。
 

12.【答案】
 

【解析】解：根据动滑轮自由端与滑轮的位移关系可知小车的加速度大小是砝码盘加速度大小的2倍，故A错误
B.根据动滑轮力学特点可知弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小，故B正确
C.实验过程中砝码向下做匀加速运动，处于失重状态，故C错误
D.本实验中小车所受合外力大小可以通过弹簧测力计的读数直接获得，不需要用砝码和砝码盘的总重力去近似替代，因此砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量，故D错误。
故选：B。
根据逐差法可得小车运动的加速度为
设小车的质量为M，根据牛顿第二定律有
解得：
故选：D
故答案为：②
根据实验原理，可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等，但弹簧测力计的读数为小车所受合外力，砝码加速度向下，处于失重状态，不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；
用逐差法求解加速度；
根据牛顿第二定律可求小车质量。
解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力；掌握求加速度的方法，注意单位的统一，同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系。
 

13.【答案】最大值  红 
 

【解析】解：根据电路图结构可知，为了防止通过多用电表的电流过大，损坏多用电表，所以闭合开关前应将电阻箱阻值调到最大值；
通电后，电流一定从“红”表笔流入多用电表；
根据电路图，由闭合电路欧姆定律可得
可得：
由图像可得：

故求得每节干电池电动势及内阻为

解得：，
故答案为：最大值；红；；
实验采用安阻法测量电源的电动势和内阻，根据闭合电路欧姆定律得出的关系式，结合图线的斜率和截距求出电源的电动势和内阻。
本题考查电源伏安特性曲线与多用电表的使用方法，要注意物理图象关键要根据物理规律得到解析式，运用数学知识分析图象的物理意义。本题采用了转换法，本来是非线性关系，转换成即是线性关系，从而求解电动势和内电阻。
 

14.【答案】解：设潜水器加速阶段的位移为，运动时间为，末速度为v，减速阶段的位移为，运动时间为，则由匀变速直线运动规律有


又
联立代入数据可得
根据匀变速直线运动速度-时间公式可得


又
联立整理代入数据解得
答：下潜时加速阶段的位移大小为1000m；
下潜3000m的总时间为300s。
 

【解析】根据匀变速直线运动规律，结合题意求出下潜时加速阶段的位移大小；
根据匀变速直线运动速度-时间公式，结合题意求出下潜3000m的总时间。
在本题中，要注意下潜过程中有两个阶段，向下的加速运动和向下的减速运动，要注意两段的联系，即前一阶段的末速度是后一阶段的初速度。
 

15.【答案】解：依题意，粒子进入电场向右偏做类平抛运动，沿x方向匀加速，沿y方向匀速，有
竖直方向：
水平方向：
联立代入数据解得，，
则第一次进入磁场的速度大小
代入数据解得：
粒子进入磁场时速度与x轴方向夹角：
代入数据解得：
由几何知识可得粒子在磁场中运动的半径：
代入数据解得：
由洛伦兹力提供向心力：
代入数据解得：
若磁感应强度大小不变，方向垂直于xoy向外，则粒子第一次穿过电场，沿x方向的位移：
粒子在磁场中沿x方向的位移：
粒子第二次穿过电场时，沿y负向匀速运动：
沿x方向匀加速度直线运动，有：
所以，粒子从x轴穿出的横坐标为：
联立代入数据解得：
答：粒子进入磁场时的速度大小为；
匀强磁场的磁感应强度B大小为20T；
粒子在O点沿y轴正向以的速度射入电场后，从x轴穿出的横坐标为3m。
 

【解析】粒子进入电场做类平抛运动，根据几何知识可类平抛运动的特点求解速度；
根据洛伦兹力提供向心力分析粒子在磁场中的半径的表达式结合几何关系解得磁感应强度B；
分析粒子运动情况，根据运动学公式解得。
解决该题需要明确知道带电粒子在各个部分的运动情况，能根据几何知识求解粒子做圆周运动的半径，掌握类平抛运动的运动规律。
 

16.【答案】解：规定向右为正方向，第一次碰后动量守恒：
代入数据解得：
设第一次相对位移为，能量守恒：
解得：
第二次碰后动量守恒：
解得：
根据动能定理有：
解得：
全过程能量守恒：
可得：
与C第一次碰后向左运动的的最大距离，对长木板，由动能定理：
B与C第二次碰后向左运动的的最大距离，对长木板，由动能定理：
B与C第三次碰后向左运动的的最大距离，对长木板，由动能定理：
，，…，等比数列，公比为，
根据数学方法求和可得：
答：与C第二次碰前的速度大小为；
欲使A不从B的上表面掉下，B的长度至少是；
与C第一次碰后到最终停止运动，B运动的总路程为。
 

【解析】应用动量守恒定律求出A、B的共同速度，
应用能量守恒定律求出B与C碰撞前A相对B运动的位移大小；
、B组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律分析答题。
本题考查了动量守恒定律的应用，根据题意分析清楚A、B的运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律与能量守恒定律即可解题。