2022高考压轴卷 物理（全国乙卷） Word版含解析

这是一份2022高考压轴卷 物理（全国乙卷） Word版含解析，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

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14～17题只有一项符合题目要求，第18～21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。
14．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )
A．波长 B．频率 C．能量 D．动量
15.质量为m的物体在竖直向上的恒定拉力F的作用下，由静止开始向上运动H高度，所受空气阻力恒为f，g为当地的重力加速度。则此过程中，下列说法正确的是( )
A．物体的动能增加了(F－mg)H
B．物体的重力势能增加了mgH
C．物体的机械能减少了fH
D．物体的机械能增加了FH
16.将一平板折成如图所示形状，AB部分水平且粗糙，BC部分光滑且与水平方向成θ角，板绕竖直轴OO′匀速转动，放在AB板E处和放在BC板F处的物块均刚好不滑动，两物块到转动轴的距离相等，则物块与AB板的动摩擦因数为( )
A．μ＝tan θ B．μ＝eq \f(1,tan θ)
C．μ＝sin θ D．μ＝cs θ
17.如图所示，一条小船位于200 m宽的河正中A点处，从这里向下游100eq \r(3) m处有一危险区，当时水流速度为4 m/s，为了使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是( )
A.eq \f(4\r(3),3) m/s B.eq \f(8\r(3),3) m/s
C．2 m/s D．4 m/s
18.宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为R，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，则 ( )
A．每颗星做圆周运动的线速度为eq \r(\f(Gm,R))
B．每颗星做圆周运动的角速度为eq \r(\f(3Gm,R3))
C．每颗星做圆周运动的周期为2πeq \r(\f(R3,3Gm))
D．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
19.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A．那么( )
A．线圈消耗的电功率为4 W
B．线圈中感应电流的有效值为2 A
C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cseq \f(2π,T)t
D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝eq \f(T,π)sineq \f(2π,T)t
20.如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度．下列说法正确的是( )
A．b一定比a先开始滑动
B．a、b所受的摩擦力始终相等
C．ω＝eq \r(\f(kg,2l))是b开始滑动的临界角速度
D．当ω＝eq \r(\f(2kg,3l))时，a所受摩擦力的大小为kmg
21.如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3 Ω，边长为0.4 m。金属框处于两个半径为0.1 m的圆形匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外，右边磁场垂直纸面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是(π取3)( )
甲 乙
A．线框中感应电流的方向是顺时针方向
B．t＝0.4 s时，穿过线框的磁通量为0.005 Wb
C．经过t＝0.4 s，线框中产生的热量为0.3 J
D．前0.4 s内流过线框某截面的电荷量为0.2 C
第Ⅱ卷
二、非选择题：共62分，第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～34题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共47分。
22.（6分）图甲所示为测量木块与水平桌面之间动摩擦因数μ的实验装置示意图。提供的器材有光电计时器、固定有遮光片的木块(图中未画出遮光片)、游标卡尺、米尺、8个质量均为m的钩码以及细线等。实验操作过程如下：
①按图甲所示组装好实验装置，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用米尺测量两光电门之间的距离s。
②将细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块的凹槽中，调整轻滑轮，使细线水平。
③让木块从光电门的左侧由静止释放，分别测出遮光片经过光电门A和B所用的时间ΔtA和ΔtB，记下悬挂钩码的个数n。
④将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，重复实验操作③。
⑤测出每种情况对应的加速度a，作出a­n图象如图丙所示。
甲 乙
丙
回答下列问题：
(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的分度值为1 mm)的示数如图乙所示，其读数为________cm。
(2)木块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a＝
_____________________________________________________。
(3)根据图丙中的a­n图象，动摩擦因数可表示为μ＝________。(选用图象中的截距b、p和重力加速度g表示)
(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)。
23.（9分）某课外兴趣小组利用图甲所示电路测量多用电表内电池的电动势和欧姆挡“×1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电流表(量程200 mA，内阻为几欧)；滑动变阻器(最大阻值30 Ω)；导线若干。
甲 乙
丙
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到欧姆挡“×1”挡，再将红表笔和黑表笔 ，调零点。
(2)将图甲中多用电表的黑表笔和 (填“1”或“2”)端相连，红表笔和另一端相连。
(3)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电流表的读数分别为5.0 Ω和150.0 mA。从测量数据可知，电流表的内阻为 Ω。
(4)将滑动变阻器滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电流表的示数如图丙所示。多用电表和电流表的读数分别为 Ω和 mA。
(5)多用电表欧姆挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 V，欧姆挡“×1”挡内部电路的总电阻为 Ω。(结果保留2位有效数字)
24.（12分）如图所示，在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同。(g取10 m/s2且sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
(1)当A受到与水平方向成θ＝37°斜向下的推力F1＝50 N打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数μ；
(2)若用A对倾角θ＝37°的斜壁进行打磨，当对A加竖直向上推力F2＝60 N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长>2 m)时的速度大小为多少？
25．（20分）如图所示，一汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体。已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是( )
A B C D
选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
33.【物理一一选修3–3】（15分）
（1）(5分)(多选)一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2 cm，周期为T。已知t＝0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是1 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是( )
A．该列简谐横波波长可能为150 cm
B．该列简谐横波波长可能为12 cm
C．当质点b的位移为＋2 cm时，质点a的位移为负
D．在t＝eq \f(5T,12)时刻质点b速度最大
（2）（10分）如图所示，内壁光滑、足够高的圆柱形汽缸竖直放置，内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，缸内气体温度为T1。现对汽缸内气体缓慢加热，使气体体积由V1增大到V2，该过程中气体吸收的热量为Q1，停止加热并保持体积V2不变，使其降温到T1，已知重力加速度为g，求：
(1)停止加热时缸内气体的温度；
(2)降温过程中气体放出的热量。
34.【物理一一选修3–4】（15分）
（1）(5分)（多选）图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m
D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt（国际单位）
（2）(10分)如图所示，ABCD是某种透明材料的截面，AB面为平面，CD面是半径为R的圆弧面，O1O2为对称轴，一束单色光从O1点斜射到AB面上折射后照射到圆弧面上E点，刚好发生全反射。已知单色光在AB面上入射角α的正弦值为eq \f(\r(3),3)，DO2⊥CO2，透明材料对单色光的折射率为eq \f(2\r(3),3)，光在真空中传播速度为c，求：
(1)O1O2与O2E的夹角θ的大小；
(2)光在透明材料中传播的时间(不考虑光在BC面的反射)。(结果可以用根号表示)
答案及解析
14.【答案】A
【解析】由爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋eq \f(1,2)mveq \\al(2,m)，又由W0＝hν0，可得光电子的最大初动能eq \f(1,2)mveq \\al(2,m)＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，选项B、C、D错误；又由c＝λν可知光电子频率较小时，波长较大，选项A正确。
15.【答案】B
【解析】物体受到重力、拉力以及空气的阻力，由动能定理有ΔEk＝(F－mg－f)H，选项A错误；重力的功为－mgH，所以物体的重力势能增加了mgH，选项B正确；除重力外物体受到拉力和阻力，所以物体的机械能增加ΔE＝(F－f)H，选项C、D错误。
16.【答案】A
【解析】设物块与AB部分的动摩擦因数为μ，板转动的角速度为ω，两物块到转轴的距离为L，由于物块刚好不滑动，则对AB板上的物体有μmg＝mω2L，对BC板上的物体有mgtan θ＝mω2L，因此μ＝tan θ，A项正确。
17.【答案】C
【解析】如图所示，小船要想避开危险区，合速度的方向必然沿AB 方向，已知水流速度的大小为4m/s，方向水平向右；连接C到AB 的连线，一定是小船的速度，两个分速度与合速度必然可以构成一个封闭的矢量三角形，在所有连线中CD 的长度最短，小船的速度最小，结合几何关系可得角BCA等于30度；故CD=
故小船的最小值为；
18.【答案】ABC
【解析】每颗星受到的合力为F＝2Geq \f(m2,R2)sin 60°＝eq \r(3)Geq \f(m2,R2)，轨道半径为r＝eq \f(\r(3),3)R，由向心力公式F＝ma＝meq \f(v2,r)＝mω2r＝meq \f(4π2r,T2)，解得a＝eq \f(\r(3)Gm,R2)，v＝eq \r(\f(Gm,R))，ω＝eq \r(\f(3Gm,R3))，T＝2πeq \r(\f(R3,3Gm))，显然加速度a与m有关，选项A、B、C正确，D错误。
19.【答案】AC
【解析】根据线圈开始所处的位置，可知其瞬时表达式为：当θ为60时，代入得瞬时电动势为，得EM=4V，故C正确，线圈消耗得功率用有效值计算，故A选项正确，电流得有效值为=A故B错误，磁通量的瞬时表达式可写为：，,,故D选项正确。
20.【答案】AC
【解析】本题考查了圆周运动与受力分析．a与b所受的最大摩擦力相等，而b需要的向心力较大，所以b先滑动，A项正确；在未滑动之前，a、b各自受到的摩擦力等于其向心力，因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力，B项错误；b处于临界状态时kmg＝mω2·2l，解得ω＝eq \r(\f(kg,2l)) ，C项正确；ω＝eq \r(\f(2kg,3l))小于a的临界角速度，a所受摩擦力没有达到最大值 ，D项错误．
21.【答案】CD
【解析】根据楞次定律和安培定则，线框中感应电流的方向是逆时针方向，选项A错误；0.4 s时穿过线框的磁通量Φ＝Φ1－Φ2＝eq \f(1,2)πr2·B1－eq \f(1,6)πr2·B2＝0.055 Wb，选项B错误；由图乙知eq \f(ΔB1,Δt)＝eq \f(5 T－1 T,0.4 s)＝10 T/s，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝n·eq \f(1,2)πr2·eq \f(ΔB1,Δt)＝1.5 V，感应电流I＝eq \f(E,R)＝0.5 A,0.4 s内线框中产生的热量Q＝I2Rt＝0.3 J，选项C正确；前0.4 s内流过线框某截面的电荷量q＝It＝0.2 C，选项D正确。
第Ⅱ卷
22.【答案】(1)0.955 (2)eq \f(1,2s)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,ΔtB)))eq \s\up12(2)－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,ΔtA)))eq \s\up12(2)
(3)－eq \f(b,g) (4)系统误差
【解析】本题考查利用光电门研究匀变速直线运动并计算动摩擦因数。
(1)游标卡尺读数为0.9 cm＋0.05 mm×11＝0.955 cm。
(2)木块经过A、B两个光电门的速度分别为vA＝eq \f(d,ΔtA)，vB＝eq \f(d,ΔtB)，根据veq \\al(2,B)－veq \\al(2,A)＝2as得a＝eq \f(1,2s)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,ΔtB)))eq \s\up12(2)－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,ΔtA)))eq \s\up12(2)。
(3)对木块和钩码的系统，根据牛顿第二定律得
a＝eq \f(nmg－μ[M＋8－nm]g,8m＋M)＝eq \f(1＋μmg,8m＋M)n－μg，
则由图象可知－μg＝b，即μ＝－eq \f(b,g)。
(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差是由实验器材造成的，属于系统误差。
23.【答案】(1)短接 (2)2 (3)5.0 (4)10 128 (5)4.4 24
【解析】(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。
(2)多用电表电流为“红进黑出”，图甲中外电路电流由2到1，所以黑表笔应连2端。
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电流表内阻，所以电流表内阻为5.0 Ω。
(4)根据表盘上最上面的刻度线读数可知，结果为10×1 Ω＝10 Ω，由图丙知电流表读数为128 mA。
(5)由闭合电路欧姆定律得E＝I1(rA＋R内)，E＝I2(R外＋R内)，代入数据解得E＝4.4 V，R内＝24 Ω。
24.【答案】(1)0.5 (2)2 m/s
【解析】(1)A恰好在水平地面上做匀速直线运动，滑动摩擦力等于推力的水平分力，即Ff＝F1cs θ＝40 N
μ＝eq \f(Ff,FN)＝eq \f(Ff,mg＋F1sin θ)＝0.5。
(2)将重力及向上的推力合成后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解。
在沿斜面方向有：
(F2－mg)cs θ－Ff1＝ma
在垂直斜面方向上有：
FN＝(F2－mg)sin θ
则Ff1＝μ(F2－mg)sin θ
解得a＝1 m/s2，x＝eq \f(1,2)at2，解得t＝2 s，v＝at＝2 m/s。
25.【答案】B
【解析】当缓慢升高汽缸内气体温度时，开始一段时间气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与汽缸内气体的热力学温度T成正比，在p­T图象中，图线是过原点的倾斜直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p­T图象中，图线是平行于T轴的直线，B正确。
33.（1）【答案】ACD
【解析】根据质点的振动方程：x＝Asin ωt，设质点的起振方向向上，且a、b中间的距离小于1个波长，则b点：1＝2sin ωt1，所以ωt1＝eq \f(π,6)，a点振动的时间比b点长，所以由1＝2sin ωt2，得ωt2＝eq \f(5π,6)，a、b两个质点振动的时间差：Δt＝t2－t1＝eq \f(5π,6ω)－eq \f(π,6ω)＝eq \f(2π,3ω)＝eq \f(T,3)，所以a、b之间的距离：Δx＝vΔt＝v·eq \f(T,3)＝eq \f(λ,3)。则通式为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n＋\f(1,3)))λ＝50 cm(n＝0,1,2,3…)；则波长可以为λ＝eq \f(150,3n＋1) cm(n＝0,1,2,3，…)；当n＝0时，λ＝150 cm，由于n是整数，所以λ不可能为12 cm，故A正确，B错误；当质点b的位移为＋2 cm时，即b到达波峰时，结合波形知，质点a在平衡位置下方，位移为负，故C正确；由ωt1＝eq \f(π,6)，得t1＝eq \f(π,6ω)＝eq \f(T,12)，当t＝eq \f(T,2)－t1＝eq \f(5T,12)时质点b到达平衡位置处，速度最大，故D正确。]
（2）【答案】(1)eq \f(V2,V1)T1 (2)Q1－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p0＋\f(mg,S)))(V2－V1)
【解析】(1)加热过程中气体等压膨胀，由eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)，
得：T2＝eq \f(V2,V1)T1。
(2)设加热过程中，封闭气体内能增加ΔU，因气体体积增大，故此过程中气体对外做功，W<0。
由热力学第一定律知：ΔU＝Q1＋W
其中W＝－pΔV＝－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p0＋\f(mg,S)))(V2－V1)
由于理想气体内能只与温度有关，故再次降到原温度时气体放出的热量满足Q2＝ΔU
整理可得：Q2＝Q1－(p0＋eq \f(mg,S))(V2－V1)。
34.（1）【答案】BCE
【解析】A．由y－t图象可知，t＝0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，选项A错误；
C．由y－t图象可知，波的振动周期T＝0.2 s，由y－x图象可知λ＝8 m，故波速
v＝＝40 m/s，
根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离
Δx＝vΔt＝6 m，
选项C正确；
B．t＝0.25s时，波形图如图所示，
此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项B正确；
D．由
Δt＝0.15 s＝T，
质点P在其中的T内路程为20 cm，在剩下的T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在Δt＝0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，选项D错误；
E．由y－t图象可知质点Q做简谐运动的表达式为
y＝0.10·sin t（m）＝0.10sin 10πt（m），
选项E正确．
（2）【答案】(1)30° (2)eq \f(\r(2)＋1R,\r(3)c)
【解析】 本题通过直线和曲线界面的组合考查光的折射和反射问题。
(1)由折射定律有n＝eq \f(sin α,sin r)，
可得r＝30°，
光在圆弧面上E点刚好发生全反射，因此
有sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(\r(3),2)，
临界角C＝60°，
由几何关系可知r＋θ＝C，
θ＝30°。
(2)由几何关系知O1E＝R，光在E点的反射光线EF平行于AB，则EF＝Rsin 45°－Rsin 30°，
EF＝eq \f(\r(2)－1R,2)，
光在材料中传播的速度为v＝eq \f(c,n)＝eq \f(\r(3),2)c，
因此材料中传播时间为t＝eq \f(O1E＋EF,v)，
t＝eq \f(\r(2)＋1R,\r(3)c)。