【原创】物理（新高考）2022届高考考前冲刺卷（四）

（新高考）2022届高考考前冲刺卷

物理（四）

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．电池是一辆纯电动汽车的“心脏”，质量能量密度是衡量一辆电动汽车电池组性能的重要参数，所谓质量能量密度是指电池所能存储（或释放）的电能与电池自身的质量之比，质量能量密度数值越大，意味着相同质量的电池能存储（或释放）更多的电能，汽车续航里程也就越长。质量能量密度的单位用国际单位制的基本单位符号来表示是(　　)

A．m2/kg   B．m2/s2  C．J/kg D．W/kg

2．如图所示，一只蚂蚁沿着向下弯成弧面的树叶从A经B缓慢爬到C的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．树枝对蚂蚁的作用力先增大后减小     B．树枝对蚂蚁的作用力先减小后增大

C．树枝对蚂蚁的摩擦力先减小后增大     D．树枝对蚂蚁的摩擦力先增大后减小

3．如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠。下列说法正确的是(　　)

A．从n＝3向n＝2跃迁辐射的光子的波长最短

B．氢原子辐射光子后电子绕核运动的动能减小

C．能让金属钠发生光电效应的光只有一种

D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV

4．如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为L，左端接电阻R，导轨上静止放有一金属棒。正方形虚线框内有竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，该磁场正以速度v匀速向右移动，则(　　)

A．电阻R两端的电压恒为BLv         B．电阻R中有从a向b的电流

C．导体棒以速度v向左运动           D．导体棒也向右运动，只是速度比v小

5．如图是判断检测电流I0大小是否发生变化的装置，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流I0成正比。现给金属材料制成的霍尔元件（其长、宽、高分别为a、b、d）通以恒定工作电流I，通过下侧电压表的示数来判断I0的大小是否发生变化，下列说法正确的是(　　)

A．M端应与电压表的“负”接线柱相连

B．要提高检测的灵敏度可适当增大宽度b

C．要提高检测灵敏度可适当增大工作电流I

D．当霍尔元件尺寸和工作电流I不变时，电压表示数变大，说明检测电流I0变小

6．图甲为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆A可绕支架顶部水平轴OO′在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图乙所示。不计空气阻力，下列操作不可能打中靶心“10”环的是(　　)

A．减小石子的质量，同时增大配重的质量       

B．增大石子的质量，同时减小配重的质量

C．增大投石机到靶的距离，同时增大θ角       

D．增大投石机到靶的距离，同时减小θ角

7．如图甲所示理想变压器线圈均匀密绕，原线圈接220 V交流电，标称为“220 V，40 W”的灯泡的一端与副线圈底端连接，另一端通过滑片P与副线圈连接。从副线圈底端开始缓慢向上移动滑片P，直至灯泡两端电压为220 V，测得灯泡两端电压UL随时间t的变化是一条过原点O的直线，如图乙所示。若流过灯泡的电流为IL，功率为PL；原线圈中的电流为I1，输入功率为P1。则(　　)

A．IL－t图线是一条过原点O的直线

B．I1－t图线是一条过原点O的直线，图线斜率比IL－t斜率小

C．PL－t图线是一条过原点O的曲线，且是抛物线

D．P1－t图线是一条过原点O的曲线，且不是抛物线

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．数千年以来，人类不断探索着未知而又神秘的宇宙。我们期待着能认识宇宙中每一个星球，期待着将来某一天能在宇宙空间任意穿梭。如果航天器登陆某星球（可视为质量分布均匀的球体）的过程中，测得航天器在该星球表面附近做匀速圆周运动的周期为T，着陆后用测力计测得质量为m0的砝码重力为F0，已知引力常量为G。忽略星球自转影响，由此推算的结果正确的是(　　)

A．该星球表面重力加速度为   B．该星球的半径

C．该星球的密度   D．该星球的第一宇宙速度

9．额定功率相同的甲乙两车在同一水平路面上从静止启动，某发动机的牵引力随时间的变化关系曲线如图所示。两车分别从t1和t3时刻开始，以额定功率行驶，从t2和t4时刻开始牵引力均视为不变，若两车行驶时所受阻力大小与自重成正比，且比例系数相同，则(　　)

A．甲车自重比乙车大

B．甲车比乙车先加速

C．甲车在t1时刻和乙车在t3时刻的速率相同

D．甲车在t2时刻和乙车在t4时刻的速率相同

10．如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点构成的直角三角形，∠ABC＝90°，∠C＝30°，DE是三角形的中位线，AB边长为2 m，质量为1.6×10－27 kg的一价正离子从D点以垂直于AD的速度方向射入电场，正离子在运动过程中经过B点，已知A、C、E点的电势分别为2 V、26 V、17 V，电子电量为－1.6×10－19 C。下列说法正确的是(　　)

A．D点的电势为14 V

B．正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功－6 eV

C．匀强电场的场强方向由D点指向A点，大小为6 V/m

D．正离子从D点射入的速度大小为3×104 m/s

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．(6分)某同学根据机械能守恒定律，探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系，实验过程如下：

①用游标卡尺测出挡光片的宽度d与弹簧秤测出滑块和遮光条的总质量M；

②将轻弹簧一端固定在气垫导轨左侧，如图甲，调整导轨至水平；

③用带有挡光片的滑块压缩弹簧（不栓接），记录弹簧的压缩量x；用计算机记录滑块通过光电门的挡光时间Δt；

④重复③的操作，得到与x的关系如图丙。

(1)该实验可以用（用M、Δt、d）表示弹簧弹性势能__________。

(2)用游标卡尺测出遮光条的宽度d，示数如图乙，则d＝__________cm。

(3)由图乙知，滑块速度v与位移x成__________比；由上述实验可得结论，对同一根弹簧，弹性势能Ep与弹簧的__________成正比。

12．(9分)小明要将一量程为3 mA的电流表改装成量程为3 V的电压表。他测得该电流表内阻为120 Ω，经计算后将一阻值为R0的电阻与该电流表连接，进行改装。然后利用一标准电压表，根据图甲所示电路对改装后的电压表进行检测。

(1)请在图甲的虚线框中将电流表和电阻R0的连接电路画好，滑动变阻器R有两种规格，分别是R1（0～20 Ω）和R2（0～2000 Ω），应选择______。

(2)实物电路如图乙所示，请以笔画线代替导线，连接电路。

(3)当标准电压表的示数为2.20 V时，改装表的指针位置如图丙所示，读数为______V。

(4)产生上述问题的原因可能是______。

A．电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏大

B．电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏小

C．电流表内阻测量值偏小，导致电阻R0的计算值偏大

(5)为了解决上述问题，小华提出改进方案如下：用电阻箱（0～99999 Ω）替换R0接入电路，他接下来的操作顺序是______。

①闭合开关；

②缓慢移动滑片P，使得标准电压表示数约为2 V；

③调节电阻箱，使得改装表的示数与标准表的示数相同；

④记录电阻箱的示数，选用与此示数相等的电阻替换R0；

⑤将滑片P置于滑动变阻器的最左端，电阻箱的阻值调至最大。

13．(10分)如图，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量M＝4 kg的小车，小车左边部分为半径R＝1.2 m的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一长度L＝5.4 m的水平粗糙面，粗糙面右端是一挡板。一质量m＝2 kg的小物块（可视为质点）从小车左侧圆弧轨道顶端A点由静止释放，小物块与小车粗糙面间的动摩擦因数μ＝0.08，重力加速度g＝10 m/s2。

(1)求小物块滑到圆弧轨道末端时轨道对小物块的支持力大小FN；

(2)若解除小车锁定，让小物块从A点由静止释放，求小物块从圆弧末端到与右侧挡板发生第一次碰撞经历的时间t。

14．(17分)如图，在纸面内有平面直角坐标系xOy，x轴上方区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴与下方虚线MN之间的区域有水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，MN下方存在另一垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从坐标原点O平行纸面以一定速度射入磁场，方向与x轴负方向夹角为30°，带电粒子在磁场中运动的轨道半径为R。若粒子经过电场区域后垂直MN射入下方磁场区域并且能够再次回到原点O，不计粒子的重力，试求：

(1)粒子从O点进入磁场时的速度大小和进入电场时的位置坐标。

(2)MN下方磁场的磁感应强度的大小。

(3)从粒子由O点出发到再次回到O点所用的时间。

（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)一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，若气泡内气体可以看作理想气体，则在气泡缓慢上升的过程中，气泡内气体的体积__________（选填“变大”或“变小”），同时要__________（选填“对外放热”或“从外吸热”）。

(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。

16．[物理—选修3－4]（12分）

(1)(4分)两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48 m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12 s，则简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为_______m，简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为_______s。

(2)(8分)如图所示，一束激光以某角度射向竖直放置的半圆柱体有机玻璃砖的圆心O，可以在光屏MN上出现两个光斑。已知该有机玻璃的折射率为，入射光线与玻璃砖竖直直径AB的夹角为53°，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，若玻璃砖截面的半径R=12 cm，求：

①光屏上两个光斑间的距离；

②调整激光的入射角度，使其经过O点后在光屏MN上只剩一个光斑，此光斑可到达区域的长度。

（新高考）2022届高考考前冲刺卷

物理（四）答案

1.【答案】B

【解析】质量能量密度为每千克电池存储的能量，故B正确。

2.【答案】C

【解析】树枝对蚂蚁的作用力即是树枝对蚂蚁的支持力和摩擦力的合力，与蚂蚁的重力是一对平衡力，由于重力总竖直向下，故这个合力竖直向上，大小不变，A、B错误；缓慢相当于动态平衡，有，从A经B，随着的减小，摩擦力先减小，从B经C，随着的增大，摩擦力再增大，C正确，D错误。

3.【答案】D

【解析】根据知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n＝3向n＝2跃迁的光子频率最小，波长最长，故A错误；氢原子辐射光子的过程中，能量减小，轨道半径减小，根据，，可知电子动能增大，电势能减小，故B错误；只有从n＝3跃迁到n＝1，以及从n＝2跃迁到n＝1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，故C错误；从n＝3跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为，根据光电效应方程得，故D正确。

4.【答案】D

【解析】根据楞次定律，磁场正以速度v匀速向右移动，磁通量减小，则导体棒也向右运动，阻碍磁通量的减小，但由于要产生感应电流，棒的速度比v小，C错误，D正确；由此可认为磁场不动棒向左切割，感应电流方向从b向a流过R，B错误；产生感应电动势的大小看棒与磁场的相对速度，故电阻R两端的电压小于BLv，A错误。

5.【答案】C

【解析】根据右手螺旋定则可知检测电流产生的磁场方向向下，磁感线在磁芯中沿逆时针方向，可知霍尔元件所在磁场方向向上，由于霍尔元件中的载流子为电子，可知电子移动方向与工作电流方向相反，根据左手定则可知，电子在N端积累，N端为负极，则M端应与电压表的正接线柱相接，故A错误；设霍尔元件单位体积内电子数量为n，电子移动速度为v，则时间内通过截面Sbd的电荷量为，得，由于MN之间存在电势差，则MN之间的电场强度为，电子所受沿b边方向的电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，联立解得，因此若要提高灵敏度，可以适当减小d，增大工作电流，故C正确，B错误；当霍尔元件尺寸和工作电流I不变时，根据，可知电压表示数变大，磁感应强度B变大，则检测电流变大，故D错误。

6.【答案】A

【解析】由题意要打到“10”环处，则此时竖直方向位移要变大，此时水平方向石子做匀速直线运动，竖直方向石子做自由落体运动，由自由落体运动的位移公式可得，即此时h要增大，故时间要增大，则此时水平方向位移不变，由匀速直线运动位移公式可得，故此时石子水平抛出的速度要减小。由图可知，减小石子的质量，会减小其重力势能；增大配重的质量则会使配重对杆做的功增加，则杆对小物块做的功增加；对小石子从A点到最高点由动能定理，因此减小石子的质量，同时增大配重的质量会增加石子获得的动能，即增加小石子抛出时的速度。因此减小石子的质量，同时增大配重的质量不可能打中靶心；同理可知增大石子的质量，同时减小配重的质量可能打中靶心，A正确，B错误；改变角可能会使石子抛射出的速度发生改变，而增大投石机到靶的距离，无论速度怎样变化均有可能使石子在空中飞行的时间变长，由上述分析可知，只要飞行时间变长就有可能打到靶心，故增大投石机到靶的距离，无论角怎样变化都有可能打中靶心，C错误，D错误。

7.【答案】D

【解析】灯泡两端电压UL随时间t的变化是一条过原点O的直线，设斜率为k，则，，若小灯泡电阻恒定不变，则IL与t的关系图线为一条过原点O的直线；但小灯泡的电阻并不是恒定不变的，其电阻会随着其两端电压的增大而增大，即会随着t的增大而增大，且并不成线性增大，IL与时间t的变化关系图线应为一条过原点曲线，A错误；根据，，有，结合对A选项的分析，则I1与t的关系图线不会为一条过原点O的直线，B错误；根据题意，有，若小灯泡电阻恒定不变，则PL与t的关系图线为一条过原点O的抛物线，但小灯泡电阻并不是恒定不变的，所以PL与t的关系图线是一条过原点O的曲线，但不是抛物线，因，则P1与t的关系图线是一条过原点O的曲线，但不是抛物线，C错误，D正确。

8.【答案】BC

【解析】由牛顿第二定律，由万有引力公式，由球体体积公式，由质量和密度的关系，联立解得，，，故选BC。

9.【答案】ABC

【解析】两车额定功率相等，设为P，则匀速运动时F＝f＝kmg，则由图可知F甲>F乙，则f甲>f乙，可知m甲>m乙，而，可知甲车匀速运动的速度较小，即甲车在t2时刻速率小于乙车在t4时刻的速率，A正确，D错误；当汽车将要开始加速时，则，则由图可知，两车加速对应的时刻是图中的AB两点对应的时刻，即甲车比乙车先加速，B正确；因两车分别从t1和t3时刻开始以额定功率行驶，根据P＝Fv，而t1和t3时刻两车的牵引力相等，可知甲车在t1时刻和乙车在t3时刻的速率相同，C正确。

10.【答案】ACD

【解析】由匀强电场中两点间的电势差与距离成正比，得，，得，，故A正确；正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功，故B错误；如图，取DA中点F，则，连接BF，即为等势线，由几何关系知，故匀强电场的场强方向由D点指向A点，大小，故C正确；粒子的初速度方向与场强方向垂直，做类平抛运动，有，，解得，故D正确。

11.【答案】(1)     (2)1.16或1.17     (3)正     压缩量（或形变量）的平方

【解析】(1)由机械能守恒定律可知：弹簧弹性势能转化为滑块的动能，弹簧弹性势能。

(2)游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为

。

(3)图线是过原点的倾斜直线，所以滑块的速度v与位移x成正比；弹性势能转化为动能，即弹性势能与速度平方成正比，则弹性势能与压缩量平方成正比。

12.【答案】(1)R1     (2)见解析图    (3)2.33     (4)B     (5)⑤①②③④

【解析】(1)因为该电路是分压式电路，应该选最大阻值较小的滑动变阻器，即应选R1。

(2)因为滑动变阻器是分压式接法，故实物图如图所示。

(3)因为将一量程为3 mA的电流表改装成量程为3V的电压表，所以电压表精确度为0.1V，则需要估读到小数点后两位，所以读数为2.33V；

(4)因为电表指针偏角比标准值偏大，所以有可能是电流偏大，即电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏小，AC错误，B正确。

(5)为了解决上述问题，可以用电阻箱（0～99999 Ω）替换R0接入电路，操作顺序应为：先将滑片P置于滑动变阻器的最左端，电阻箱的阻值调至最大；之后闭合开关，然后缓慢移动滑片P，先使得标准电压表示数约为2V，然后再调节电阻箱，使得改装表的示数与标准表的示数相同，最后记录电阻箱的示数，选用与此示数相等的电阻替换R0。所以顺序为⑤①②③④。

13.【解析】(1)小物块下滑过程中，物块机械能守恒，有

在圆弧轨道最低点，根据牛顿第二定律

解得。

(2)解除小车锁定，让小物块从A点由静止释放，下滑过程中系统水平方向动量守恒，机械能守恒

解得，

物块水平运动过程中，物块的加速度大小为

小车的加速度大小为

根据运动学公式有

解得。

14.【解析】(1)如图画出粒子在上面磁场中的轨迹

由几何关系得，所对应圆心角为60°，已知粒子的轨道半径为R，故粒子进入电场坐标为（－R，0）

根据公式

得

(2)如图，粒子进入匀强电场的速度分解为vx和vy

vx＝vcos 30°，vy＝vsin 30°

当粒子到达MN时vx减为零，粒子以速度vy进入下面磁场做半个圆周运动，设场强为B1其半径为R1，返回电场后做类平抛运动，其两次在电场的轨迹是相同的，因为粒子能够回到O点，所以

2R1＝R

又因为

联立解得。

(3)设粒子在上面磁场运动时间为t1，周期为T1

设粒子第一次在电场中运动时间为t2，加速度为a

解得

设粒子在下面磁场中运动时间为t3，周期为T2

设粒子运动的总时间为t，则。

15.（1）【答案】变大     从外吸热

【解析】气泡内气体质量一定，温度一定，上升中气体压强减小，根据玻意耳定律，气泡体积增大，根据热力学第一定律知，温度不变，内能不变，分子平均动能不变，体积增大，对外做功，需要从外界吸热。

（2）【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.（1）【答案】0.48     0.96

【解析】这两列波在AB之间的区域内发生了干涉现象，AB之间的距离等于一个波长，即，Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48m；从波形1到波形5经历的时间为，则，，可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.96 s。

（2）【解析】①由题意可得，激光在O点的入射角为，设激光在O点的折射角为，折射光线在光屏MN上的光斑为P点，如图甲所示，则有

已知，解得

则

，

故两光斑间距。

②当激光在O点恰好发生全反射时，光屏MN上只剩一个光斑（设为E点）且此时的光斑离A点的距离最远，如图乙所示。此时激光恰好以全反射临界角C入射，则

则

根据几何知识可得

则此光斑可到达区域的长度为。

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