精品解析：2022年全国统一高考甲卷物理试题（解析版）

学科网（北京）股份有限公司2022年全国高考甲卷物理试题二、选择题1.北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（）A.1hkB.hkC.2hkD.21hk【答案】D【解析】【详解】运动员从a到c根据动能定理有212cmghmv在c点有2NcccvFmgmRFNc≤kmg联立有21chRk故选D。2.长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（vv0）。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为（）A.02vvLlavB.02vvLlavC.032vvLlavD.032vvLlav【答案】C【解析】学科网（北京）股份有限公司【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（vv0），则列车进隧道前必须减速到v，则有v=v0-2at1解得012vvta在隧道内匀速有2Lltv列车尾部出隧道后立即加速到v0，有v0=v+at3解得03vvta则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为03()2vvLltav故选C。3.三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为12II、和3I。则（）A132IIIB.132IIIC.123IIID.123III【答案】C【解析】【详解】设圆线框的半径为r，则由题意可知正方形线框的边长为2r，正六边形线框的边长为r；所以圆线框的周长为22Cr面积为22Sr同理可知正方形线框的周长和面积分别为.学科网（北京）股份有限公司18Cr，214Sr正六边形线框的周长和面积分别为36Cr，2313336222rSrr三线框材料粗细相同，根据电阻定律LRS横截面可知三个线框电阻之比为123123::::8:2:6RRRCCC根据法拉第电磁感应定律有EBSIRtR可得电流之比为：123::2:2:3III即123=III故选C。4.两种放射性元素的半衰期分别为0t和02t，在0t时刻这两种元素的原子核总数为N，在02tt时刻，尚未衰变的原子核总数为3N，则在04tt时刻，尚未衰变的原子核总数为（）A.12NB.9NC.8ND.6N【答案】C【解析】【详解】根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有xyN经历2t0后有11423Nxy联立可得23xN，13yN学科网（北京）股份有限公司在04tt时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为4211228Nnxy故选C。5.空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（xOy平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】AC．在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转。AC错误；BD．运动的过程中在电场力对带电粒子做功，粒子速度大小发生变化，粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。由于匀强电场方向是沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开始到带电粒子偏转再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度为0，随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转，故B正确，D错误。故选B。6.如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）学科网（北京）股份有限公司A.P的加速度大小的最大值为2gB.Q加速度大小的最大值为2gC.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小【答案】AD【解析】【详解】设两物块的质量均为m，撤去拉力前，两滑块均做匀速直线运动，则拉力大小为2Fmg撤去拉力前对Q受力分析可知，弹簧的弹力为0TmgAB．以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为mg，两滑块与地面间仍然保持相对滑动，此时滑块P的加速度为0P1Tmgma解得P12ag此刻滑块Q所受的外力不变，加速度仍为零，滑块P做减速运动，故PQ间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小，滑块Q的合外力增大，合力向左，做加速度增大的减速运动。故P加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为2mg。Q加速度大小最大值为弹簧恢复原长时Qmmgma解得Qmamg故滑块Q加速度大小最大值为mg，A正确，B错误；C．滑块PQ水平向右运动，PQ间的距离在减小，故P的位移一定小于Q的位移，C错误；D．滑块P在弹簧恢复到原长时的加速度为P2mgma解得P2ag撤去拉力时，PQ的初速度相等，滑块P由开始的加速度大小为2g做加速度减小的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小为g；滑块Q由开始的加速度为0做加速度增大的减速运的学科网（北京）股份有限公司动，最后弹簧原长时加速度大小也为g。分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小，D正确。故选AD。7.如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S后，（）A.通过导体棒MN电流的最大值为QRCB.导体棒MN向右先加速、后匀速运动C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热【答案】AD【解析】【详解】MN在运动过程中为非纯电阻，MN上的电流瞬时值为uBlviRA．当闭合的瞬间，0Blv，此时MN可视为纯电阻R，此时反电动势最小，故电流最大mUQIaxRCR故A正确；B．当uBlv时，导体棒加速运动，当速度达到最大值之后，电容器与MN及R构成回路，由于一直处于通路形式，由能量守恒可知，最后MN终极速度为零，故B错误；C．MN在运动过程中为非纯电阻电路，MN上的电流瞬时值为uBlviR当uBlv时，MN上电流瞬时为零，安培力为零此时，MN速度最大，故C错误；D．在MN加速度阶段，由于MN反电动势存在，故MN上电流小于电阻R上的电流，电阻R消耗电能大于MN上消耗的电能（即RMNEE），故加速过程中，RMNQQ；当MN的学科网（北京）股份有限公司减速为零的过程中，电容器的电流和导体棒的电流都流经电阻R形成各自的回路，因此可知此时也是电阻R的电流大，综上分析可知全过程中电阻R上的热量大于导体棒上的热量，故D正确。故选AD。8.地面上方某区域存在方向水平向右匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（）A.小球的动能最小时，其电势能最大B.小球的动能等于初始动能时，其电势能最大C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大D.从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量【答案】BD【解析】【详解】A．如图所示Eqmg故等效重力G的方向与水平成45。当0yv时速度最小为min1vv，由于此时1v存在水平分量，电场力还可以向左做负功，故此时电势能不是最大，故A错误；BD．水平方向上0Eqvtm在竖直方向上vgt由于Eqmg，得0vv的学科网（北京）股份有限公司如图所示，小球的动能等于末动能。由于此时速度没有水平分量，故电势能最大。由动能定理可知0GEqWW则重力做功等于小球电势能的增加量，故BD正确；C．当如图中v1所示时，此时速度水平分量与竖直分量相等，动能最小，故C错误；故选BD。三、非选择题：9.某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势1.5V，内阻很小），电流表（量程10mA，内阻约10），微安表（量程100μA，内阻gR待测，约1kΩ），滑动变阻器R（最大阻值10），定值电阻0R（阻值10），开关S，导线若干。（1）在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图_____；（2）某次测量中，微安表的示数为90.0μA，电流表的示数为9.00mA，由此计算出微安表内阻gR_____。【答案】①.见解析②.990Ω【解析】【详解】（1）[1]为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻R0的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内电阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动电阻器采用分压式解法，实验电路原理图如图所示（2）[2]流过定值电阻R0的电流9.00mA0.09mA8.91mAAGIII学科网（北京）股份有限公司加在微安表两端的电压208.9110VUIR微安表的内电阻2g68.9110Ω990Ω90.010GURI10.利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为1m的滑块A与质量为2m的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小1v和2v，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空：（1）调节导轨水平；（2）测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为______kg的滑块作为A；（3）调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离1s与B的右端到右边挡板的距离2s相等；（4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间1t和2t；（5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示；123451/st0.490.671.011.221.392/st0.150.210.330.400.4612vkv0.312k0.330.330.33（6）表中的2k______（保留2位有效数字）；（7）12vv的平均值为______；（保留2位有效数字）学科网（北京）股份有限公司（8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由12vv判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则12vv的理论表达式为______（用1m和2m表示），本实验中其值为______（保留2位有效数字），若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。【答案】①.0.304②.0.31③.0.32④.2112mmm⑤.0.33【解析】【详解】（2）[1]应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304kg的滑块作为A。（6）[2]由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得122210.210.