2022届吉林省松原市青桐鸣大联考高三上学期普通高等学校招生全国统一考试理综物理试卷（解析版）

吉林省松原市青桐鸣大联考2022届高三上学期理综物理普通高等学校招生全国统一考试试卷

一、单选题

1．如图所示为研究光电效应的电路图，图中电表均为理想电表，当入射光频率为，调整滑动变阻器使电压表的示数达到U0时，电流表示数减为0；将入射光的频率增大为3，需要将电压表的示数增大到4U0时，电流表的示数再次减为0，已知电子的电荷量为e，则电路中阴极材料K的逸出功为（　　）

A．4eU0 B．2eU0 C．eU0 D．

2．2021年2月，我国首个火星探测器“天问一号”实现了对火星的环绕。若“天问一号”绕火星做匀速圆周运动的线速度大小为v，周期为T，引力常量为G，则火星的质量为（　　）

A． B． C． D．

3．如图所示，真空中有正三棱柱ABC-A'B'C'，电荷量为的两个点电荷固定在正三棱柱的A、A'点，电荷量为的两个点电荷固定在C、C'点，那么关于B、B'两点的电场强度和电势描述正确的是（　　）

A．电势相同；电场强度大小相同，方向不同

B．电势相同；电场强度大小相同，方向相同

C．电势相同；电场强度大小不同，方向不同

D．电势不同；电场强度大小相同，方向不同

4．如图所示，正方形abcd区域（含边界）存在垂直于纸面向里的匀强磁场，M、N两个粒子以相同的速率均从d点沿da方向射入磁场区域，经磁场偏转后粒子M从ab边的中点离开磁场，粒子N从dc边的中点离开磁场，不计粒子重力以及粒子之间的相互作用，则粒子M与粒子N的比荷之比为（　　）

A．1：8 B．1：5 C．1：4 D．2：5

5．如图所示，空中有A、B两个小球的初始高度差为h1。先将小球A由静止释放，当A下落高度为h2时，再将小球B由静止释放，结果两小球同时落到地面上，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球A距离地面的高度为（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题

6．如图所示，斜面倾角为=30°的光滑直角斜面体固定在水平地面上，斜面体顶端装有光滑定滑轮。质量均为1kg的物块A、B用跨过滑轮的轻绳相连。物块A和滑轮之间的轻绳与斜面平行，B自然下垂，不计滑轮的质量，重力加速度g取10m/s2，同时由静止释放物块A、B后的一小段时间内，物块A均未碰到地面和滑轮，斜面体相对地面保持静止，则该过程中下列说法正确的是（　　）

A．物块B运动方向向上

B．物块A的加速度大小为2.5m/s2

C．轻绳的拉力大小为7.5N

D．地面给斜面体的摩擦力方向水平向左

7．如图所示，穿过光滑动滑轮的轻绳两端分别固定在M、N两点，质量为m的物块通过轻绳拴接在动滑轮的轴上，给物块施加一个水平向左的拉力F，系统静止平衡时，滑轮到固定点M、N的两部分轻绳与水平方向的夹角分别为53°和37°，滑轮质量忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　）

A．跨过滑轮的轻绳中的张力大小为

B．作用在物块上的水平拉力大小为mg

C．物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为

D．物块与滑轮间的轻绳与竖直方向夹角的正切值为

8．如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。纸面内有一个圆心角为120°的扇形金属线框OCD，半径为r，线框围成的回路电阻为R，顶角O在虚线MN上。当金属线框绕顶角O在纸面内以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（　　）

A．线框转动一圈的过程中，线框中有电流的时间为

B．线框中存在电流时，电流的大小为

C．线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为

D．线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为

9．如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，该时刻质点P和质点Q偏离平衡位置的位移均为1cm，从该时刻开始计时，质点P比质点Q提前=0.2s回到平衡位置，则下列说法正确的是（　　）

A．该波沿x轴负方向传播

B．该波的传播速度大小为2cm/s

C．质点P在波峰时，质点Q的位移一定为-1cm

D．质点P在平衡位置时，质点Q的位移一定为cm

E．质点P和质点Q在沿y轴方向上的最大距离为cm

三、实验题

10．某同学用多用电表测量一电压表的内阻。

⑴将多用电表的挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零。

⑵再将多用电表的红表笔与电压表的　     　（填“正”或“负”）接线柱相连，黑表笔连接电压表的另一个接线柱。

⑶多用电表指针稳定后，如图所示，则电压表的内阻为16.0kΩ。若此时电压表的表盘示数为3.2V，则该多用电表的电源电动势为　     　V（计算结果保留2位有效数字）。

11．某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。

步骤一，先安装好仪器，在地上铺上一张白纸，白纸上铺放复写纸，记录轨道末端正下方的位置为O点。

步骤二，轨道末端先不放置小球B，让小球A多次从轨道上同一位置静止释放，记录小球A在白纸上的落点。

步骤三，轨道末端放置小球B，仍让小球A多次从轨道上的同一位置静止释放，与小球B发生碰撞后，均落到白纸上，记录两小球在白纸上的落点。

步骤四，用刻度尺测量出小球落点的平均位置M、P、N到O点的距离分别为1.5L、2L、2.5L。

回答下列问题：

（1）小球A的半径　     　小球B的半径，小球A的密度　     　小球B的密度。（均选填“大于”“等于”或“小于”）

（2）若碰撞过程动量守恒，小球A与小球B的质量之比为　     　，两小球发生的是　     　（填“弹性”或“非弹性”）碰撞。

（3）若仅改变两小球的材质，小球质量不变，小球A释放的初始位置不变，则小球B的落点到O点的距离最大可能为　     　。

四、解答题

12．如图所示，倾角为=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的长度为L=2m，一轻质弹簧放置在斜面上，一端拴接在斜面底端的固定挡板上，另一端恰好位于斜面的中点B，弹簧的劲度系数为k=50N/m。质量为m=2kg的物块从斜面的顶端A点静止释放。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，弹簧始终未超过弹性限度。求：（计算结果可用根号表示）

（1）物块速率最大时物块与斜面顶端A点间的距离，以及物块的最大速率；

（2）物块沿斜面下滑的最大距离。

13．如图所示，竖直平面内直角坐标系xOy的第一象限和第二象限存在沿水平方向的匀强电场。一质量为m，电荷量为+q的带电小球，从x轴上的P（-d，0）点以初动能Ek0沿y轴正方向射入第二象限，经过一段时间后小球从y轴正半轴的某位置处垂直于y轴进入第一象限，小球经过y轴时的动能大小为，重力加速度为g，不计空气阻力。求：

（1）小球经过y轴时的位置坐标（用d表示）；

（2）小球再次经过x轴时的动能（用Ek0表示）；

（3）小球运动过程中的最小动能（用Ek0表示）。

14．如图所示，水平放置的绝热汽缸内有A、B两个活塞（活塞B导热良好，活塞A绝热），封闭了甲、乙两部分理想气体，活塞的面积为S，活塞与汽缸之间的滑动摩擦力为f=p0S，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始时，活塞A到汽缸底部的距离为d，活塞A、B之间的距离也为d，活塞与汽缸之间的摩擦力恰为0，两部分理想气体的热力学温度均为T0。现缓慢加热甲部分气体，求当活塞B刚好要发生滑动时甲部分气体的温度（环境大气压强为p0，环境温度恒为T0）。

15．如图所示为一透明玻璃球过球心O的截面图，半径为R，球的右半部分涂有反光材料。一束单色光平行于水平直径AB，以60°的入射角射入玻璃球。从玻璃球射出的光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射。已知光在真空中的传播速度大小为c。求：

（1）玻璃球对该单色光的折射率；

（2）光线在玻璃球内的传播时间。

五、填空题

16．一定质量的理想气体从状态a（V0，4p0）变化到状态b（4V0，p0）过程的p-V关系图像如图所示。若气体在状态a时的温度为T0，该过程气体的最高温度为　     　，气体对外做功为　        　。

答案解析部分

1．【答案】D

【解析】【解答】根据爱因斯坦光电效应方程可知

电压表的示数达到U0时，电流表示数减为0，则有

所以有

同理可得

联立解得电路中阴极材料K的逸出功

故答案为：D。

【分析】利用光电效应方程结合动能定理可以求出阴极材料逸出功的大小。

2．【答案】A

【解析】【解答】火星做匀速圆周运动的线速度大小为v，周期为T，则有火星做匀速圆周运动的半径

根据万有引力提供向心力有

联立解得火星的质量

故答案为：A。

【分析】利用引力提供向心力结合周期公式可以求出火星质量的大小。

3．【答案】B

【解析】【解答】等量异种点电荷电势线分布图：

根据几何知识可知，B、B'两点均处在两点电荷连线的中垂面上，它们的电势相等；

根据场强公式从图中看出B、B'两点与两边点电荷的位置对称，场强叠加后两点处的合场强必定相同，方向也相同。

故答案为：B。

【分析】利用其等量异种点电荷的电场线分布可以比较电势及电场强度的大小及方向。

4．【答案】B

【解析】【解答】作出粒子的运动轨迹如图

设正方形边长为L，粒子沿da方向射入磁场区域，粒子N从dc边的中点离开磁场，则粒子N的半径

粒子M从ab边的中点离开磁场，由图可知

由几何关系可知

解得

根据洛伦兹力提供向心力有

解得粒子的比荷

所以粒子M与粒子N的比荷之比为

故答案为：B。

【分析】画出粒子在磁场偏转的轨迹，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出两个粒子比荷之比的大小。

5．【答案】C

【解析】【解答】设当A下落高度为h2时，速度为v，之后运动时间t与B小球同时落到地面上，根据题意有

联立解得

所以小球A距离地面的高度

故答案为：C。

【分析】利用速度位移公式可以求出小球A下落h2时速度的大小，结合其两个小球运动时间及位移相等可以求出小球B运动的时间，再利用位移公式可以求出小球A距离地面的高度。

6．【答案】B,C

【解析】【解答】A．物块A沿斜面的分力

因此物块A将沿斜面向上运动，物块B向下运动，A不符合题意；

B．以物块AB为整体，设共同加速度为a，有

解得B符合题意；

C．以物块B为研究对象有

解得

C符合题意；

D．由于物块A将沿斜面向上加速运动，对斜面体和AB整体水平方向具有向右的加速度，因此地面给斜面体的摩擦力方向水平向右，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】利用物块A其重力的分力与物块B的重力比较可以判别物块的运动方向；结合牛顿第二定律可以求出整体加速度的大小；利用物块B的牛顿第二定律可以求出绳子拉力的大小；利用整体的加速度方向可以判别地面的摩擦力方向。

7．【答案】A,B

【解析】【解答】AB．把动滑轮及物块看做一个整体，设跨过滑轮的轻绳中的张力大小为，整体在竖直方向平衡，则有

求得

水平方向上，有

求得作用在物块上的水平拉力大小为

AB符合题意；

CD．对物块隔离受力分析，则由平衡条件可得物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为

由数学知识可知显然物块与滑轮间的轻绳中的张力与竖直方向成，则

CD不符合题意。

故答案为：AB。

【分析】利用动滑轮和物块为整体，利用其平衡方程可以求出水平拉力的大小；对物块进行隔离，利用其平衡方程可以求出绳子拉力的大小；结合平衡方程可以求出轻绳与竖直方向夹角的大小。

8．【答案】C,D

【解析】【解答】A．线框进入磁场的时间为

线框转动一圈的过程中，在从线框开始进入磁场到完全进入磁场和线框开始出磁场到完全出磁场过程中有感应电流，因此线框中有电流的时间为

A不符合题意；

B．线框中存在电流时，感应电动势

因此电流的大小为

B不符合题意；

C．线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为

C符合题意；

D．设线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为I，则有

解得

D符合题意。

故答案为：CD。

【分析】线圈进入磁场，利用其角速度和角度可以求出运动的时间，利用运动的时间可以判别存在感应电流的时间；利用动生电动势及欧姆定律可以求出感应电流的大小；利用电流的定义式结合法拉第电磁感应定律可以求出电荷量的大小；利用焦耳定律可以求出电流的有效值。

9．【答案】B,C,E

【解析】【解答】A．质点P比质点Q提前回到平衡位置，说明图示时刻P质点的运动方向向下，则知波的传播方向沿x轴正方向，A不符合题意；

B．设质点P的平衡位置为x，质点P偏离平衡位置的位移为1cm，则有

即

所以

解得

所以质点P和质点Q之间的距离为0.4cm，平衡位置的状态从P传播到Q用时0.2s，所以该波的波速大小为

B符合题意；

C．作出质点P在波峰时的波形如图：

根据图形和图像关系可知质点Q在y=-1cm处，C符合题意；

D．质点P在平衡位置且沿y轴正方向运动时，波形如图：

对质点P有

对质点Q有

联立解得y＝－cm

即质点Q在y＝－cm处，D不符合题意；

E．如图，根据图形和图像关系可知当x＝0.3cm处的质点位于平衡位置时，P、Q沿y方向的距离最大为2cm，E符合题意。

故答案为：BCE。

【分析】利用质点提前回到平衡位置可以判别其波的传播方向；利用质点P和Q的振动方程可以求出其平衡位置的坐标，结合传播的距离和时间可以求出波速的大小；作出其质点P在波峰的波形图，利用波形图可以判别Q的位置；当P在平衡位置时，利用其质点Q的振动方向可以判别Q的位置；当其PQ平衡位置的对称点在平衡位置时，利用其波形图可以求出PQ竖直方向的最大距离。

10．【答案】负；6.2

【解析】【解答】（2）欧姆表的黑表笔与欧姆表内置电源正极相连，红表笔与内置电源负极相连，电压表的正接线柱应接高电势点，负接线柱应接低电势点，因此多用电表的红表笔应和电压表的负接线柱相连。

（3）由图知电压表的内阻为16.0kΩ，此时多用电表的中值电阻为15 kΩ，即多用电表内阻

此时电压表的表盘示数为3.2V，由闭合电路欧姆定律可知，电动势为

【分析】（2）利用红进黑出结合电流方向可以判别黑表笔与正接线柱相连；
（3）利用其中值电阻的大小可以求出欧姆表内阻的大小；结合其闭合电路的欧姆定律可以求出电动势的大小。

11．【答案】（1）等于；大于

（2）5：1；非弹性

（3）

【解析】【解答】（1）实验中为了保证两小球发生正碰，小球A的半径应等于小球B的半径。

为了入射小球碰后不反弹，实验应当用质量较大的小球去碰质量较小的小球，即小球A的质量大于小球B的质量，而两小球半径相等，体积相等，根据可知小球A的密度应大于小球B的密度。

（2）小球落点的平均位置M、P、N到O点的距离分别为1.5L、2L、2.5L，则有

即

解得

根据以上关系可得

所以两小球发生的是非弹性碰撞。

（3）若仅改变两小球的材质，小球质量不变，小球A释放的初始位置不变，发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，则有

联立解得

则小球B的落点到O点的距离最大可能为

【分析】（1）为了正碰两个小球的半径要相等；为了避免反弹其入射小球的密度要大于出射小球的密度；
（2）利用动量守恒定律结合平抛运动的水平位移可以求出两个小球的质量之比，结合能量守恒定律可以判别小球发生非弹性碰撞；
（3）利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出其小球B落地到O点的最大距离。

12．【答案】（1）解：滑块在光滑斜面上先做匀加速直线运动，挤压弹簧后做加速度减小的加速运动，在加速度等于零时，加速到最大速度，设此时的弹簧压缩量为，有

解得

故物块速率最大时物块与斜面顶端A点间的距离为

对下滑过程由能量守恒定律有

解得

（2）解：物体从静止下滑至速度等于零时，位移最大为，由能量守恒定律有

解得或（舍去）

【解析】【分析】（1）当滑块其重力的分力等于弹力时其速度最大，利用其平衡方程可以求出其弹簧的压缩量，结合能量守恒定律可以求出物块的最大速度；
（2）物块沿斜面下滑，利用能量守恒定律可以求出下滑的最大距离。

13．【答案】（1）解：设小球抛出时的速度大小为vy，经过y轴时的速度为vx，则有

解得

设小球从P点运动到y轴的时间为t，则

在y轴方向上有

在x轴方向上有

联立解得

故小球经过y轴时的位置坐标。

（2）解：小球竖直方向上做竖直上抛运动，从P点到y轴的时间等于从y轴到再次经过x轴的时间。小球水平方向上做初速度为0的匀加速直线运动，有

所以从P点到再次经过x轴时水平方向的位移

设水平方向的加速度为a，从P点到y轴的过程中，水平方向上有

从P点到再次经过x轴，水平方向上有

再次经过x轴时，竖直向下的速度大小为vy，则小球再次经过x轴时动能

解得

（3）解：小球从P点运动到x轴，在竖直方向上有

结合、、解得水平方向的加速度

小球受到的等效重力斜向右下方，大小为

合力方向与y轴负方向夹角的正切值为

以等效重力方向重新建立坐标轴如图所示：

当小球沿轴方向的速度减为零时，小球的动能最小

【解析】【分析】（1）小球抛出时，利用分运动的规律结合动能定理可以求出分速度的大小关系；结合其平均速度公式可以求出其小球经过y轴时的坐标；
（2）小球在竖直方向做竖直上抛运动，利用其位移公式可以求出运动的时间，结合水平方向的位移公式可以求出水平方向的距离，再利用速度位移公式可以求出水平方向的速度，利用速度的合成结合动能的表达式可以求出小球经过x轴的动能大小；
（3）已知小球从P到x轴的过程中，利用其速度位移公式结合牛顿第二定律可以求出水平方向的加速度大小，利用力的合成可以求出重力和电场力合力的方向和大小，结合其速度的分解可以求出小球的最小动能。

14．【答案】解：设B刚要发生滑动时，A向右移动距离x，对乙部分气体，由理想气体实验定律

对活塞B受力分析可知

可得，

在对甲部分气体

对活塞A受力分析可知

解得

【解析】【分析】由于乙部分气体发生等温变化，利用活塞平衡方程可以求出气体的压强，结合理想气体的状态方程可以求出气体的压强及活塞运动的距离；再利用甲气体的理想气体的状态方程可以求出其甲部分的温度大小。

15．【答案】（1）解：从玻璃球射出的光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射，作出光路图如图：

在B点的反射光线与入射光线DB关于AB对称，由光路图知

解得

由折射定律得

（2）解：入射点D与出射点P间的距离为

则该条光线在玻璃球中的路程

光在玻璃球中的速度

所以光线在玻璃球内的传播时间

【解析】【分析】（1）画出其光线折射的光路图，利用其几何关系可以求出折射角的大小，利用折射角和入射角可以求出折射率的大小；
（2）利用几何关系可以求出光传播的路程，结合传播的速度可以求出传播的时间。

16．【答案】；

【解析】【解答】气体从状态a（V0，4p0）变化到状态b（4V0，p0），由理想气体实验规律①

可知当乘积最大时，T有最大值；

根据图像可以看出图线的函数关系式为②

则

可见，当时，有最大值，最大值为

带入①式可得此过程的最高温度为

 气体从状态a（V0，4p0）变化到状态b（4V0，p0）过程，气体体积变大，对外做功，所做的功等于此段图线与坐标轴所围的面积

【分析】利用理想气体的状态方程结合图像面积可以判别温度最高的位置；利用其图像面积可以求出气体对外做功的大小。