2022届高考物理模拟演练卷 全国甲卷

2022届高考物理二模试卷

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.下列有关核反应方程的说法正确的是(   )

A.，是核裂变反应之一

B.铀核是一种常用的核燃料，若它的原子核发生如下裂变反应，则可能是

C.钚238的同位素打造的“核电池”为“玉兔二号”提供保暖，其核反应，属于β衰变

D.氢核聚变可以简化为4个氢核（）聚变生成氦核（），并放出2个X，同时伴随着产生γ光子，则X是电子

2.如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等差等势线，直线是它们的对称轴，O是直线与的交点，是等势面与直线的三个交点，和分别表示间的距离利和cb间的距离.取等势面电势为零.下列说法正确的是(   )

A.

B.

C.电子和质子分别静止在电场中不同的两位置，电势能可能相等

D.电子从电场中某点获得瞬间冲量后，不可能沿电场线运动

3.如图所示，轻杆的A端用铰链连接在竖直墙上，B端用轻绳系一重物G，轻绳的一端连接轻杆B端，另一端连接在竖直墙上的C点，且轻绳水平.现保持轻杆与竖直墙间的夹角不变，改变轻绳的长度，使轻绳与竖直墙的连接点C上移，直到轻绳垂直于轻杆，在连接点上移过程中，轻绳所受弹力和轻杆所受弹力的大小变化情况是(   )

A.减小，增大  B.减小，减小

C.增大，减小 D.增大，增大

4.如图所示，甲图为远距离输电示意图，输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V。输电效率为90%，输电线上损耗功率为，变压器均为理想变压器。设升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是(   )
 

A. B.升压变压器原线圈电流

C. D.用户端消耗功率

5.2021年11月5日，我国用长征六号运载火箭，成功将广目地球科学发射升空。卫星顺利进入预定轨道I，假设其轨道是圆形，并且介于地球同步轨道Ⅱ和地球之间，如图所示，下列说法正确的是(   )
 

A.卫星在轨道I上运动的速度大于第一宇宙速度

B.卫星在轨道I上运动的速度大于在轨道Ⅱ上运动的速度

C.卫星在轨道I和轨道Ⅱ上运行的角速度相等

D.卫星在轨道I上运行的周期大于24小时

6.如图所示，以水平转轴O为圆心的竖直圆盘正以角速度ω顺时针匀速转动，圆盘边缘有一小物块（小物块视为质点），小物块在转到最高点A时恰好松动，小物块经时间t转到B点，并在B点恰好相对圆盘滑动，已知，小物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，圆盘半径为R，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列关系式正确的是(   )
 

A.  B.

C. D.

7.如图所示，物块1和2的质量均为m，物块1和2之间用轻质弹簧连接，物块2上端连接轻绳，轻绳的另一端通过轻质定滑轮与放在光滑固定斜面上的物块3相连，斜面倾角，开始时，固定物块3，使得细绳刚好松弛，现释放物块3，物块3向下运动到最低位置时，物块1刚要离地，不计一切摩擦，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(   )

A.物块3的质量为2m

B.释放物块3的瞬间，细绳的拉力为零

C.弹簧恢复原长时，物块3的速度最大

D.物块3向下运动到最低位置时，细绳的拉力大小为

8.如图所示，在匀强磁场中静止着一个原子核，某一时刻发生了一次α衰变，放出的α粒子与生成的新核在与磁场方向垂直的平面内做匀速圆周运动，得到α粒子与新核的轨迹是外切圆.已知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，α粒子的质量数为4，电荷量为，则下列说法正确的是(   )

A.新核与α粒子的轨迹半径之比为1:45

B.衰变后产生的新核与α粒子的动能之比为2:117

C.衰变后产生的新核与α粒子所受的洛伦兹力之比为117:90

D.放出的α粒子对应的轨迹是大圆，粒子和新核绕行的方向均为顺时针

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.某实验小组设计验证机械能守恒实验，实验装置示意图如图所示，在铁架台上用铁夹固定一个力传感器，一根长为L的不可伸长的细线上端固定在力传感器上，下端固定在小球上，把小球拉离平衡位置使细线偏离竖直方向一个角度，由静止释放小球，传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力大小，实验测得小球在平衡位置静止时力传感器的读数为。
 

（1）某次实验测得释放小球时的位置与最低点的高度差为h，小球运动到最低点时力传感器的示数为F，则需要验证机械能守恒的表达式为_________（用已知量和测量量的符号表示）。

（2）实验过程中要求力传感器的最大读数不超过，则释放小球时细线与竖直方向的夹角θ不超过_________。

（3）关于该实验，下列说法正确的有_________。

A.细线要选择伸缩性小的 B.小球尽量选择密度大的

C.不必测出小球的质量和细线的长度 D.可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验

10.物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量待测电阻的阻值（约为400Ω），图中A为内阻等于的电流表，为电阻箱，R为滑动变阻器（阻值范围0~10Ω）.

（1）按照图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接完整.

（2）将滑动变阻器滑片置于适当位置后，闭合开关S.将电阻箱调到阻值为零，改变滑动变阻器滑片位置，记录此时电流表的示数为；保持滑动变阻器滑片不动，将电阻箱调到阻值为，记录此时电流的示数为.忽略电路中两点间的电压变化，则待测电阻的阻值的表达式为_____（用表示）.

（3）改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，得到多组和的数值，以为纵坐标，要得到线性图像，则应该以________为横坐标.若图线斜率为k，则待测电阻，的阻值的表达式为_______.

11.如图甲，一辆质量为的小轿车（可看作质点）在平直公路上行驶，其中路段为柏油路，路段为沙石路，小轿车从P地运动到M地的过程，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，已知小轿车在路段受到的阻力为其重力的，在整个行驶过程中小轿车的功率保持不变，，求：

（1）小轿车的功率；

（2）小轿车从Q地运动到M地的过程中克服阻力做的功；

（3）小轿车从Q地运动到M地的过程中，牵引力的冲量.

12.距水平地面h高处放置间距为L、与水平面夹角为的两条光滑平行金属导轨和，导轨最右端水平。金属导轨所在的空间有竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨最左端通过单刀三掷开关分别和电源、电容器、电阻相连，如图所示。已知电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C（耐压足够大），电阻阻值为R，不计其他电阻，导轨足够长。，重力加速度为g。
 

（1）将质量为m、长度为L、电阻不计的金属杆静置于导轨最右端处，与导轨垂直且接触良好，当开关接通1时，金属杆从导轨右端水平飞出，测得其水平射程为d，求金属杆飞出时电源消耗的电能；

（2）将质量为m、长度为L、电阻不计的金属杆静置于导轨最左端处，与导轨垂直且接触良好，开关接通2，求金属杆在导轨上下滑过程中速度大小与时间t的关系；

（3）将质量为m、长度为L、电阻不计的金属杆静置于导轨最左端处，与导轨垂直且接触良好，开关接通3，求金属杆在导轨上下滑过程中的最大速度。

（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】

（1）关于分子动理论，下列说法正确的是______.

A.分子间存在相互作用的引力和斥力

B.随着分子间距的变大，分子间的作用力的合力一定变小

C.温度越高，悬浮颗粒越大，布朗运动越明显

D.布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的小颗粒的无规则运动

E.利用阿伏加德罗常数和气体摩尔体积可以求出气体分子所占平均空间大小

（2）羊角跳跳球是儿童喜欢的玩具，现有一个跳跳球内部气体压强为，总体积，由于长时间放置，导致部分气体漏出，球内剩余气体压强为、体积为的空气，整个过程气体的温度始终和环境温度相等，保持不变，则：

（i）球内剩余气体与漏出气体质量之比？

（ii）若使用打气筒对其充气，每次充入压强、体积为，将跳跳球充至最初的状态，整个过程气体温度相同且保持不变，需要充气的次数n？

14.【物理—选修3-4】

（1）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点， Q是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像.下列说法正确的是_______.

A.从到，该波沿x轴负方向传播了6m

B.在时刻，质点P恰好到达平衡位置

C.从到，质点P通过的路程为30 cm

D.质点Q做简谐运动的表达式为

E.在时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的小

（2）某透明介质的横截面如图所示，为直角梯形，，边的长度为a，是半径为的图孤.现有一单色细光束以45°入射角从P点射入透明介质，射到面发生反射，然后到达圆弧面上的Q点时恰好发生全反射.已知介质的折射率，光在真空中的速度为c，求：

（i）P点到面的距离h；

（ii）该光线从P点传播到Q点的时间t.

答案以及解析

1.答案：A

解析：，是核裂变反应之一，A正确；裂变反应，如果是，则不满足电荷数守恒，B错误；属于α衰变，C错误；4个氢核（）聚变生成氦核（），并放出2个X，根据质量守恒与电荷数守恒，得出X为质子， D错误.

2.答案：C

解析：题图中等势线是等差等势线，因此，而，所以,A错误；因，而区域的电场比cb区域的电场强，因此间的距离比cb间的距离小，所以，B错误；取等势面电势为零，因此若将电子和质子分别放置在两点，则二者电势能相等，C正确；若电子在直线上某点获得方向瞬间冲量后，将沿所在电场线运动，D错误.

3.答案：B

解析：对轻杆B端受力分析，如图甲所示，受竖直向下的拉力G、沿轻杆方向的弹力和沿轻绳方向的拉力，根据力的合成作出G与的合力F，由平衡条件可知F与大小相等、方向相反，由于G的大小方向保持不变，的方向不变，则F的方向由水平向右逐渐变为与垂直的虚线位置（如图乙所示），这一过程中，矢量三角形逐渐变小，所以轻绳所受弹力和轻杆所受弹力出的大小均减小，选项B正确.

4.答案：C

解析：设升压变压器原线圈两端电压为，副线圈两端电压为，原线圈电流为，副线圈电流为，降压变压器原线圈电压为，副线圈电压为，原线圈电流为，副线圈电流为，因为输电效率为90%，则损耗功率，由题图乙可知，，联立解得，选项AB错误；，联立解得，选项C正确；，，选项D错误。

5.答案：B

解析：本题考查万有引力定律的应用。由，解得，由于轨道I的半径大于地球的半径，因此卫星在轨道I上运动的速度小于第一宇宙速度，A错误；轨道I的半径小于轨道Ⅱ的半径，因此卫星在轨道I上运动的速度大于在轨道Ⅱ上运动的速度，B正确；由，解得，由于两轨道半径不相等，因此卫星在两轨道上运行的角速度不相等，C错误；由，解得，可见卫星在轨道I上运行的周期小于在地球同步轨道Ⅱ上运行的周期即24小时，D错误。

6.答案：AC

解析：由数学关系易知，A正确，B错误；小物块在B点恰好相对圆盘滑动，有，解得，C正确，D错误。

7.答案：ACD

解析：设弹簧的劲度系数为k，开始时，弹簧的压缩量为，物块1刚要离地时，弹簧的伸长量为，开始时研究物块2，则有，物块1刚要离地时，研究物块1，则，故有，两个位置弹簧的弹性势能相等，在物块3运动的过程中，系统机械能守恒，设物块3的质量为M，物块3下滑的距离为l，则有，解得，选项A正确；在释放物块3的瞬间，物块2有向上的加速度，弹簧的弹力没有变化，故细绳的拉力突变，不为零，选项B错误；弹簧恢复原长时，物块3沿斜面的分力，此时物块2和物块3系统受到的合外力为零，物块3此时的速度最大，选项C正确；物块3向下运动到最低位置时，设绳的拉力为，对物块2和物块3组成的系统应用牛顿第二定律，解得，对物块3有，可得，选项D正确.

8.答案：AB

解析：根据动量守恒定律可知，两粒子动量等大反向，根据可知，带电荷量较小的α粒子对应的轨迹圆半径较大，根据左手定则可知α粒子和新核绕行的方向均为逆时针，故D错误；因α粒子带电荷量为，可知新核带电荷量为，根据可知，新核与α粒子的轨迹半径之比为1:45，故A正确；对α粒子有，因新核的质量数为234，则质量，对新核分析有，故衰变后产生的新核做圆周运动的动能与α粒子动能之比为2:117，故B正确；设α粒子所受的洛伦兹力为，因新核的核电荷数为90，则电荷量，新核所受的洛伦兹力为，故C错误.

9.答案：（1）

（2）60°

（3）AB

解析：本题考查验证机械能守恒定律实验的原理及实验注意事项。
（1）在平衡位置静止时，小球的重力，小球运动到最低点时有，动能，小球减少的重力势能，需验证的表达式为。

（2）小球的重力，运动到最低点时有，小球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式，解得，由可知。

（3）为了减小细线对小球做功的影响，细线要选择伸缩性小的，故A正确；为减小空气阻力的影响，小球尽量选择密度大的，故B正确；由实验原理可知，要验证，则不必测出小球的质量，但要测出细线的长度，故C错误；用弹簧测力计不能准确读出小球在最低点时拉力的大小即力的最大值，故D错误。

10.答案：（1）如图所示

（2）

（3）；

解析：（1）按原理图连接实物图如答图所示.

（2）由实验原理可知，解得

（3）由可知，所以以为纵坐标，要得到线性图像，则应该以为横坐标；由可得

11.答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）小轿车在0~5 s时间内做匀速直线运动，根据平衡条件和功率的公式有

联立两式解得

（2）小轿车从Q地运动到M地的过程中，由动能定理得

代入数据解得

（3）由题图乙知，时小轿车处于平衡状态，有

代入数据解得

则小轿车从Q地运动到M地的过程中，由动量定理得

代入数据解得

12.答案：（1）

（2）

（3）

解析：本题考查电磁感应现象。
（1）金属杆做平抛运动，有

解得平抛速度
由动量定理有
流过金属杆某横截面的电荷量
电源消耗的电能
（2）金属杆沿导轨向下滑动切割磁感线，产生的感应电动势

开关接通2后，金属杆运动过程中给电容器充电，设经时间，
电容器所带的电荷量为，则
则充电电流
对金属杆由牛顿第二定律，得
联立解得
金属杆在倾斜轨道上下滑过程中速度大小

（3）金属杆沿导轨向下滑动切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，受到沿导轨向上的安培力作用，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时速度最大，有


联立解得

13.答案：（1）ADE

（2）（i）；（ii）10

解析：（1）分子间存在相互作用的引力和斥力选项A正确；当两分子间距从零不断增大时，分子间的作用力的合力先变小后变大再变小，选项B错误；温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，选项C错误；布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的小颗粒的无规则运动，选项D正确；用气体摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到气体分子所占平均空间大小，选项E正确.

（2）（i）对于跳跳球中的气体，由理想气体状态方程有①

其中为漏出气体在压强大小为时的体积,球内剩余气体与漏出气体质量之比等于体积之比②

（ii）对跳跳球充气过程，由玻意耳定律有③

其中为充入气体在压强大小为时的体积对于充入的气体由玻意耳定律有

④

解得⑤

14.答案：（1）ABE

（2）（i）；（ii）

解析：（1）由题图乙知，在时，质点Q沿y轴负方向运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，由题图甲知波长，由题图乙知周期，则波速，从到波经过的时间为，则该波沿x轴负方向传播的距离为，故A正确；两点沿x轴方向的距离为，则Q点的振动形式传播到P点所需时间为，则，故B正确；时质点P正沿y轴正方向运动，从到经过的时间为，由于时刻质点P不在平衡位置，也不在波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是，故C错误；质点Q做简谐运动的表达式为，故D错误：在时，质点Q位干波峰位置，此时质点P既不在波峰也不在波谷，所以位于波峰位置的质点Q的加速度一定大于质点P此时的加速度，故E正确.

（2）（i）该光在透明介质中传播的光路如图所示.

设光线在面的折射角为θ，由折射定律得

解得

过P点作的垂线，垂足为N，则，由几何关系可知

设光射到面发生全反射的临界角为C，则有

解得

对于由正弦定理得

联立解得

（ii）由几何关系可得

根据正弦定理得

该光从P点传播到Q点的路程

该光从P点传播到Q点的时间

其中

解得