2022届高考物理预测卷 全国甲卷（含答案）

2022届高考物理精创预测卷 全国甲卷

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，用于多层建筑载人或载运货物。某次电梯从地面由静止启动，加速度a与离地高度h的关系图象如图所示，则(   )

A.~范围内电梯向上做匀减速直线运动

B.电梯在0~和~范围内的速度变化量相等

C.电梯在处的速度大小为

D.电梯上升的最大高度可能为

2.如图所示是一理想变压器，输入电压为不变，变压器的原、副线圈的匝数分别为和，移动滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是(   )

A.向下移动滑片，电流表的示数将变小

B.向下移动滑片，电压表的示数将变小

C.变压器的最大输入功率为

D.当电流表的示数为时，变压器的输入功率最大

3.核污水中含有放射性物质对人体有危害，人体的甲状腺会吸收，对甲状腺造成损伤。发生衰变时会生成更稳定的，并产生一种高速粒子流X。已知的半衰期为8天。下列说法正确的是(   )

A.的中子数比的中子数少 B.的结合能比的结合能大

C.4 g的经过16天后剩余2 g的 D.X的电离本领比γ射线的电离本领强

4.2021年5月15日7时18分，“天问一号”携带的“祝融号”火星车成功着陆于火星。如图所示，“天问一号”首先在Ⅰ轨道上绕火星做匀速率圆周运动，轨道半径为，选定好着陆地点后在B点实施变轨进入停泊轨道Ⅱ，在火星停泊轨道Ⅱ上进入着陆窗口，随后在近火点A时实施降轨进入近火轨道Ⅲ（半径为r），随后探测器、环绕器与着陆巡视器（质量为m）开始器器分离，继而环绕器升轨返回停泊轨道。着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点，开始进入火星大气，并最终软着陆在火星表面。已知探测器在Ⅱ轨道上的B点的速度大小为v。火星表面的重力加速度为g。下列说法正确的是(   )

A.“天问一号”在Ⅱ轨道上A点的速率大于在Ⅰ轨道上的速率

B.“天问一号”在B点变轨后机械能增大

C.“天问一号”在Ⅰ轨道上的周期小于在Ⅱ轨道上的周期

D.要使着陆巡视器能回到近火轨道Ⅲ，至少需要提供的能量是

5.如图，斜面体放在粗糙的水平地面上，轻绳绕过两光滑的轻小定滑轮，左端与粗糙斜面上的物块P相连，右端与小球相连，轻绳与斜面垂直。现将小球从A处由静止释放，小球在间摆动过程中，斜面体和物块P始终保持静止不动，则小球从的运动过程中，先增大后减小的力是(   )

A.斜面对物块的支持力 B.斜面对物块的静摩擦力

C.地面对斜面体的支持力 D.地面对斜面体的静摩擦力

6.在光滑水平面内放置一绝缘光滑圆环轨道，一电荷量为的小环套在圆环轨道上处于静止状态。一均匀磁场垂直圆环轨道平面，方向向上，其磁感应强度随时间的变化率，已知圆环轨道的半径为R，则(   )

A.俯视看带电小环沿逆时针方向运动 B.洛伦兹力对小环做正功

C.电场力对小环做正功 D.运动一周小环动能增加了

7.如图甲所示是一辆质量为1000 kg的汽车启动时，发动机的输出功率与时间的关系，已知启动后9 s时，汽车速度最大，图乙是发动机的牵引力与汽车的速度的倒数之间的关系。假设在启动过程中车受到的阻力不变，则下列说法中正确的是(   )

A.段汽车做匀速运动 B.汽车的额定功率是30 kW

C.汽车的启动过程中发动机做功为  D.汽车的启动距离是6.67 m

8.如图甲所示，用轻杆吊着一质量为m、边长为L的单匝导体线框，线框电阻为R，线框置于方向垂直纸面的均匀磁场中，磁场上边界与正方形导体线框下边界平行，距离为，从某时刻开始，轻杆对线框作用力F随时间变化如图乙所示，重力加速度。以磁感应强度B垂直纸面向里为正，导体线框中电流I方向顺时针为正，则下列图像可能正确的是(   )

A. B.

C. D.

二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～14题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（4题，共47分）

9.（6分）如图甲所示，是某同学探究弹簧弹力大小与弹簧形变量的关系的实验装置，两水平定滑轮固定于两点，一条轻绳跨过定滑轮，左端挂上钩码，其中钩码的个数可加减，绳子右端与弹簧上端连接，弹簧竖直地固定在水平地面上，且弹簧外面套有一足够光滑、直径稍微比弹簧横截面大一些的透明圆筒，旁边竖直固定的刻度尺可以方便地读出弹簧的形变量。根据平衡时左边所挂钩码的质量就可以得到弹簧的弹力大小，或者将定滑轮上的细线撤走后，在圆筒内的弹簧上面放钩码，根据平衡条件读出此时钩码的质量和弹簧的压缩量，就可以简单方便地将力与形变量的关系作出来，如图乙所示。

（1）根据测量数据，该弹簧的劲度系数是________（保留三位有效数字）；

（2）图线不过原点的原因是________________；

（3）实验时该同学所用钩码有的已经被磨损，它测出来弹簧的劲度系数与实验值相比________（填“偏大”“相等”或“偏小”）。

10.（9分）碳膜电阻是用专用设备使气态碳氢化合物在高温和真空中分解，分解出的碳均匀沉积在陶瓷圆柱体或陶瓷管的圆周表面上形成一层结晶碳膜，再根据所需的电阻值，改变碳膜厚度和螺旋刻槽螺距，然后装上铜制端帽，焊出引线，表面喷漆封装而成，碳膜电阻属于负温度系数电阻，即温度升高时其阻值减小，某研究性学习小组想精确测量一个碳膜电阻的阻值随温度变化的曲线，已知20 ℃时该电阻的阻值约为990 Ω，实验室提供如下器材。

A.电流表A（量程0.6 A，内阻约为）

B.电压表V（量程3 V，内阻为）

C.滑动变阻器（0~）

D.滑动变阻器（0~）

E.定值电阻

F.定值电阻

G.电源E（电动势为6 V，内阻约为）

H.导线若干、开关S一个

（1）实验中需要先测定该电阻在20 ℃时阻值的准确值，要求电表的示数可以从零开始变化且读数要能超过其量程的，所选的器材中滑动变阻器应选择________（填器材的符号），请帮该小组同学设计测量20 ℃时的阻值的实验电路图并画在图甲的方框中（请标注出所选器件的符号）;

（2）小组同学又找来了一个最大阻值为的电阻箱和一个量程为、阻值为的毫安表G，设计了如图乙所示的电路来测量温度大于20 ℃时的阻值，测量时调节电阻箱接入电路的阻值，使毫安表的指针指在表盘中央，记录不同温度下电阻箱接入电路的阻值，则与之对应的的阻值为________。

11.（12分）如图所示，倾角为37°的光滑斜面固定在水平面上，质量分别为的两个小物块通过一根质量不计的细绳连接，绳子跨过固定在斜面顶端的定滑轮，斜面底端有一电动机以额定功率通过与斜面平行的轻绳拉动物块B沿斜面向下从静止开始做加速运动。斜面足够长，物块A始终竖直向上运动，已知物块运动的最大速度为，重力加速度，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。

（1）求电动机的额定功率P；

（2）若电动机拉动物块B，使物块一起以加速度运动，求能维持匀变速运动的时间。

12. （20分）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图甲所示，置于真空中的金属D形盒的半径为R，两盒间距极小，在下侧D形盒圆心处放有粒子源A，匀强磁场的磁感应强度为。若被加速的粒子为α粒子，其质量为m、电荷量为，从粒子源A进入加速电场时的初速度不计，经若干次加速后，从D形盒边缘被引出。两金属盒狭缝处的加速电压U随时间t的变化关系如图乙所示，其中。粒子重力不计，粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数，加速过程中不考虑相对论效应和变化的电场对磁场分布的影响。
14. （1）若α粒子能从金属D形盒的边缘处被引出，则R与、加速次数n之间应满足什么条件？
15. （2）若被加速的是氘核，要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析说明，要对此回旋加速器的磁场和加速电压进行怎样的调节？
16. （3）实际使用中，回旋加速器的磁场与有一定差值，若在时刻α粒子第一次被加速，要实现连续m次加速，求磁感应强度B的范围（已知粒子运动周期小于）。
17.  

（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道物理题任选一道作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

13.【物理——选修3-3】（15分）

（1）（5分）如图，密闭导热容器内，一定质量的理想气体从状态A开始，经历过程①、②、③又回到状态A。对此气体，下列说法正确的是_______。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.过程②中气体的压强逐渐增大

B.过程①中气体对外界做正功

C.过程③中气体从外界吸收热量

D.状态A时气体单位时间对单位面积器壁的碰撞次数比状态B时的少

E.过程②中外界对气体做的功小于气体放出的热量

（2）（10分）如图，高为的气缸静止在水平地面上，内有一横截面积为的轻质活塞。缸口装有卡环，右侧离地高为处安装一细管阀门。阀门关闭时气缸内装有高为的水，活塞下封闭有压强为的理想气体，此时活塞静止在卡环处。现在活塞上施加恒力，打开阀门，让水缓慢流出，当活塞恰好不离开卡环时立即关闭阀门，此过程中封闭气体的温度保持不变，大气压强，活塞的厚度和摩擦均不计。

（i）求水面下降的高度；

（ii）若保持恒力不变，打开阀门，水面再下降后立即关闭阀门，对封闭气体缓慢加热，使温度达到，求封闭气体的压强。（结果保留三位有效数字）

14.【物理——选修3-4】（15分）

（1）下列说法正确的是______。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.彩虹由外到内顺序从红到紫，对应光的波长从长到短

B.泊松亮斑，反映了光的干涉性

C.小孔成像现象说明当孔足够小，光线经过小孔时将发生明显衍射现象，形成物像

D.白光经过棱镜后出现色散现象是因为不同颜色的光的折射率不同

E.光的偏振现象说明光是横波

（2）（10分）“消失的硬币”是一个利用了光的全反射现象的魔术，为了说明其物理原理，我们将其模型简化如图甲所示，在一个方形玻璃容器内部左侧底端放置一个大小可忽略的硬币，容器宽度，容器深度，当向容器中加入的水时，从容器右上角恰好能透过水面中点看到硬币。

（i）求水的折射率；

（ii）已知玻璃的折射率，当光线从硬币出发，从水中射入玻璃内壁后，再次从玻璃射出到空气中时，发生了全反射，光线将无法从玻璃射出，特定视角的人将无法透过玻璃观察到硬币，若要光线在玻璃与空气界面发生全反射，如图乙所示，已知玻璃杯的玻璃厚度为，求光线在从玻璃界面射向空气时恰好发生全反射时光线在玻璃内壁、外壁入射点的竖直距离。

答案以及解析

1.答案：C

解析：由图可知从0到，电梯先做加速度增大的加速运动再做匀加速运动,从到做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，电梯向上的速度不为零，仍会向上运动，则电梯上升的最大高度一定大于,AD错误；图象与横轴围成的面积表示合外力做的功除以质量，根据动能定理可知，电梯在处的速度大小为，在处的速度大小为

，在处的速度大小为，所以电梯在0~和~范围内的速度变化量不相等，B错误，C正确。

2.答案：D

解析：根据欧姆定律有，所以得到，当滑片下移时，R减小，故增大，则增大，故电压表示数增大，B错误；又因为，所以电流表的示数增大，A错误；根据可知，当时，变压器有最大输入功率，且最大输入功率为，C错误，D正确。

3.答案：D

解析：的中子数为的中子数为，的中子数比的中子数多1个，A错误；由于比稳定，的比结合能较大，结合能也较大，B错误；的经过16天后剩余的，C错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可知高速粒子流X为高速电子流，其电离本领比γ射线的电离本领强，D正确。

4.答案：A

解析：从Ⅱ轨道上A点变轨到Ⅲ轨道上需要减速，选项A正确；由于“天问一号”在B点向Ⅱ轨道变轨时需要减速，所以变轨后机械能减少，选项B错误；由开普勒第三定律可知，因为，所以，即“天问一号”在Ⅰ轨道上的周期大于在Ⅱ轨道上的周期，选项C错误；由火星表面上升到Ⅲ轨道，至少需要提供在Ⅲ轨道上运动的动能、克服火星大气阻力和火星引力做的功，因而需要提供的最少能量应大于，选项D错误。

5.答案：D

解析：小球从的运动过程中，结合机械能守恒定律、牛顿第二定律和受力分析可知轻绳的拉力T先增大后减小，设物块的质量为m，斜面体的质量为M、倾角为θ，对物块受力分析可知斜面对物块的支持力为，斜面对物块的静摩擦力为，则先减小后增大，不变，AB错误；对斜面体和物块P整体受力分析可知地面对斜面体的支持力，地面对斜面体的静摩擦力，则先减小后增大，先增大后减小，C错误，D正确。

6.答案：CD

解析：根据楞次定律可知，俯视看绝缘光滑圆环轨道产生的感应电场的方向为顺时针方向，俯视看带正电的小环在感应电场作用下沿顺时针方向运动，选项A错误；洛伦兹力方向与速度方向垂直，则洛伦兹力对小环不做功，电场力对小环做正功，选项C正确，B错误；由法拉第电磁感应定律知，在绝缘光滑圆环轨道处产生的电场沿轨道一周的电势差为，设运动一周小环动能增加了，由动能定理得，所以，选项D正确。

7.答案：BD

解析：由题图乙知，汽车在段受到的牵引力不变，做匀加速直线运动，A错误；由得到，所以段图线的斜率就是汽车的额定功率，即，B正确；从题图甲中知道，汽车整个启动过程9 s时间内牵引力做功的大小为题图甲中图线与坐标轴围成的面积，即，C错误；在汽车的启动过程中，由动能定理有，由题图乙知汽车最大速度为，所以阻力的大小为，联立解得汽车启动距离约为6.67 m，D正确。

8.答案：AC

解析：设竖直向下为正方向，对线框进行受力分析有，解得。根据轻杆作用力F随时间变化关系，线框所受安培力竖直向上，均匀增大，并且初始安培力等于零。根据法拉第电磁感应定律，，根据安培力公式，当I大小不变时，定值，当时间t均匀增大时，电流不变，则磁场强度B均匀增大，线框有离开磁场趋势，安培力竖直向上，选项AC正确；由题图B可知，当时B为0，则F一定不能为0，选项B错误；当电流方向突变但大小不变时，只要相同时刻磁场方向也突变，保持的大小为定值，则能得到题图乙的图像，选项D正确。

9.答案：（1）21.4 N/m（21.0~23.0 N/m）

（2）弹簧本身有质量，受弹簧重力的影响

（3）偏小

解析：（1）由胡克定律可知图线的斜率表示弹簧的劲度系数的倒数，所以有，得到。

（2）因为弹簧是竖直固定的，其本身有质量，受重力的影响，所以作出的图线不过原点。

（3）所用钩码有磨损，其实际质量变小，故对应作出的图线的斜率应更小，由知，测得弹簧的劲度系数偏小。

10.答案：（1）；如图所示

（2）

解析：（1）要求电表示数从零开始变化，则需采用分压接法，为了便于调节，滑动变阻器应选用最大阻值较小的，由于的阻值较大，且要求电表读数超过其量程的，根据题给条件可选择定值电阻R与并联，两者并联之后的阻值约为，由于，则电流表应外接。

（2）根据图乙中电路可知，当毫安表的指针指在表盘中央时，通过毫安表的电流为零，即毫安表两端电势差为零，此时有，解得。

11.答案：（1）700 W

（2）3.5 s

解析：解：（1）设速度最大时发动机牵引力为，此时物块间的绳子拉力为，当速度最大时，的加速度均为零。对物块A受力分析有

对物块B受力分析有

电动机功率

联立解得

（2）设维持匀变速度直线运动的时间为t。最大速度为，此时牵引力为，两物块之间绳子拉力为

联立解得

12.答案：（1）α粒子在D形盒内做圆周运动的轨迹半径达到最大时被引出，设此时的速度为v，有

可得

（2）α粒子在回旋加速器中获得的能量为

将α粒子换成氘核，有

可得

由可知，加速电压随时间t变化的周期应为原来的

所以，需将磁感应强度调节为原来的倍,加速电压随时间t变化的周期调节为原来的

（3）设磁感应强度大小为B时，α粒子做圆周运动的周期为，又，则在连续加速次后即将进行第m次加速的时刻为

①当磁感应强度B偏小时，大于T，要实现连续m次加速，则加速时间不能超过

即

可得

解得

②当磁感应强度B偏大时，小于T，要实现连续m次加速，则加速时间不能小于

即

可得

解得

因此，磁感应强度B的范围为

13.答案：（1）BCE

（2）（i）恒力产生的压强

当活塞恰好不离开卡环时封闭气体的压强

根据玻意耳定律有

解得

（ii）分析可知，放水后活塞下移

当活塞恰好回到卡环处时，设封闭气体的温度为t，根据盖-吕萨克定律有

其中

解得

由于后继续加热，封闭气体做等容变化，根据查理定律有

其中

解得

解析：（1）过程②中，根据理想气体状态方程可知气体压强不变，A错误；过程①中，气体体积增大，气体对外界做正功，B正确；过程③中，气体体积不变，对外界不做功，气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，C正确；状态A与状态B气体温度相同，在状态B时气体体积大，则压强小，单位时间对单位面积器壁的碰撞次数少，D错误；过程②中，气体体积减小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，外界对气体做的功小于气体放出的热量，E正确。

14.答案：（1）ADE

（2）（i）；（ii）

解析：（1）彩虹的产生是因为复色光遇到空气中的小水滴发生折射造成的，红光波长最长，折射率最小，所以偏折最小，紫光波长最短，折射率最大，偏折最大，A正确；泊松亮斑，反映了光的衍射性，B错误；小孔成像利用的是光沿直线传播，并不是光的衍射，C错误；复色光进入棱镜后，由于棱镜对各种频率的光具有不同的折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏转，因而在离开棱镜时就各自分散，D正确；因为只有横波才会出现偏振现象，而光能出现偏振现象，说明光是横波，E正确。

（2）（i）设光线穿过水面时入射角为α，折射角为β，根据几何关系有

联立解得

（ⅱ）设临界角为γ，因为发生了全反射，所以折射角，

根据折射定律

联立解得