2022届新高考物理精创预测卷 湖北专版（含答案）

2022届新高考物理精创预测卷 湖北专版

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1.物理观念是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，下列说法正确的是(   )

A.相同质量的同种理想气体在相同压强和相同温度下的密度相等

B.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒做无规则运动的体现

C.绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，气体的内能可能减少

D.若体积为V的氮气中每个氮气分子的体积为，则此部分氮气所含氮气分子的个数为

2.哥哥和弟弟在自家院子里跑步比赛，如图所示为他们在时间内的图像，已知哥哥前一半时间的加速度为后一半时间加速度的2倍，弟弟后一半时间的加速度为前一半时间加速度的2倍，且哥哥前一半时间的加速度与弟弟后一半时间的加速度相等，则下列说法正确的是(   )
 

A.整个过程中哥哥和弟弟的位移大小之比为

B.T时刻哥哥和弟弟相距最远

C.若爸爸从0时刻开始以哥哥两段加速度的平均值为加速度做初速度为零的匀加速直线运动，则时刻爸爸正好在哥哥和弟弟的中间位置

D.若保持时刻的加速度不变继续运动，则T时间内弟弟追上哥哥

3.2021年，中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”（如图）在无缆自主模式下刷新了中国下潜深度纪录，最大下潜深度超过了10000米，首次实现了无缆无人潜水器万米坐底并连续拍摄高清视频影像。若把地球看成质量分布均匀的球体，且球壳对球内任一质点的万有引力为零，忽略地球的自转，则下列关于“海斗一号”下潜所在处的重力加速度g和下潜深度h的关系图像可能正确的是(   )
 

A. B. C. D.

4.如图所示，一物块用一根不可伸长的细线悬挂于O点，在细线上的A点绑上另一根细线，在该细线上施加一与段细线始终垂直的力F，使物块缓慢移动到图示位置，C点为细线与物块的连接点，则(   )
 

A.段细线上的拉力逐渐变大 B.段细线上的拉力逐渐减小

C.力F先变大后变小  D.段细线上拉力不可能与力F大小相等

5.如图所示，某学校探究性学习小组的同学用两种颜色的激光以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖，其折射光线由圆心O点射出后重合。两种光穿过玻璃砖所需时间分别为，全反射临界角分别为，则下列说法正确的是(   )
 

A. B. C. D.

6.波源位于坐标原点的简谐横波时刻开始沿x轴正方向传播，时的波形图如图所示，此时振动刚传到处。是介质中平衡位置分别为的四个质点。下列说法正确的是(   )
 

A.时，质点a速度方向沿y轴正方向

B.时，质点b与质点a速度、加速度方向均相同

C.时，质点c速度达到最大值

D.时，质点d第一次到达波峰

7.如图所示，在x轴上相距为L的两点固定有等量同种正电荷，虚线是中心在的中点、边长也为L的正方形，是正方形的四个顶点，且两点在x轴上。下列说法正确的是(   )
 

A.将一电子从a点由静止释放，电子可能沿直线运动到d点

B.将一电子从a点垂直正方形所在平面以某一速度释放，电子可能做匀速圆周运动

C.将一电子从a点沿直线移至c点过程，电子电势能先增大后减小

D.将一电子从a点沿折线移至c点过程，静电力先做正功后做负功

8.丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难。在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下，他在1913年提出了自己的原子结构假说。如图为氢原子的电子轨道示意图，下列说法正确的是(   )
 

A.电子离原子核越远，原子的总能量越大，氢原子的总能量是负值

B.电子从能级跃迁到能级，电子的电势能增加，动能减少

C.电子从能级跃迁到能级，电子电势能的减少量大于动能的增加量

D.电子从能级跃迁到能级辐射的光子的能量比电子从能级跃迁到能级吸收的光子的能量大

9.如图所示，单匝矩形线圈的长为，宽为l，总电阻为R，绕匀强磁场的边界以角速度ω匀速转动，左侧没有磁场（磁场具有理想边界），已知磁场的磁感应强度为为边的垂直平分线。从图示时刻开始计时，下列说法正确的是(   )
 

A.电流的瞬时值表达式为 B.电流的有效值为

C.电流的最大值为 D.一个周期内线圈产生的焦耳热为

10.如图甲所示，足够长的倾斜直传送带以速度沿顺时针方向运行，可视为质点的物块在时刻以速度从传送带底端开始沿传送带上滑，物块的质量。物块在传送带上运动时传送带对物块的摩擦力的功率与时间的关系图像如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。若用θ表示倾斜传送带与水平方向的夹角，μ表示物块与传送带间的动摩擦因数，L为物块与传送带间的划痕长度，则(   )
 

A. B. C. D.

11.如图所示，在直角三角形的内切圆中有垂直纸面向外的匀强磁场，为切点，。现从O点垂直边同时射入两个带异种电荷的粒子，忽略两粒子之间的作用力，不计粒子重力，两粒子同时分别由两点射出磁场。则下列说法正确的是(   )
 

A.正、负粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期之比为

B.正、负粒子的比荷之比为

C.正、负粒子的运动速度之比为

D.只改变带正电粒子进入磁场的入射方向，则正粒子一定垂直射出三角形区域

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12.（6分）如图所示是用来“验证机械能守恒定律”的实验装置，弹性球1用长为L的细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿处有一竖直立柱。实验时，调节悬点，使弹性球1静止在最低点时恰好与立柱上的弹性球2接触且两球等高。将球1拉到水平位置并由静止释放，在最低点与球2发生正碰，随后球2落至水平地面上，球1静止，已知两小球完全相同。实验过程中测得立柱高，桌面高，绳长，球2的落地点距O点正下方的水平距离。
 

（1）关于本实验，下列说法正确的是______。

A.实验过程中需要测量小球的质量

B.本实验中，应使两小球发生弹性碰撞

C.实验过程中需要知道当地重力加速度

（2）本实验中验证机械能守恒定律的表达式为__________。

（3）根据实验数据可得出的结论是__________。

13.（10分）某同学利用如图甲所示的电路测量一个阻值约为的电阻的阻值，已知电源内阻不计，电压表为理想电表。
 

（1）按照实验电路图连接图乙所示的实物图。
（2）把单刀双掷开关和扳到相应位置测量电阻箱两端的电压：闭合开关S，调节电阻箱，使电压表的指针指在刻度盘满偏刻度的之间，电阻箱各个旋钮位置如图丙所示，则电阻箱的读数________Ω，读出此时电压表的读数。
（3）断开开关S，把单刀双掷开关扳到________（填“a”或“b”）位置，单刀双掷开关扳到________（填“c”或“d”）位置，把电压表接入待测电阻两端；保持电阻箱阻值不变，闭合开关S，读出此时电压表的读数。
（4）通过以上步骤可得待测电阻的表达式为________（用表示）。
（5）若电压表为非理想电表，则根据第（4）问表达式得出待测电阻的测量值是否有系统误差？________（填“有”或“没有”）。

14（9分）.如图所示，质量为m的导热柱形气缸，内壁光滑，用横截面积为S、质量也为m的导热活塞封闭一定量的理想气体。气缸倒置，活塞与一竖直放置、劲度系数为k的轻弹簧Q相连，Q的下端置于铁架台的水平面上，另一根劲度系数为k的轻弹簧P一端与气缸底部相连，另一端固定在铁架台的支架上。平衡时，轻弹簧P处于原长，而气体柱的长度为。已知重力加速度大小为g，大气压强为，气缸底、活塞厚度均不计，气缸不漏气且与活塞不脱离。现将支架缓慢向上移动，直到轻弹簧Q处于原长，若保持气体温度不变，求：
 

（1）轻弹簧Q处于原长时气体柱的长度；

（2）支架向上移动的距离。

15.（15分）如图所示，竖直面内有三个点，分布在半径为R、圆心为O的同一圆周上，A点为圆周上的最低点，。空间有一方向与圆面平行的匀强电场（图中未画出），若从A点竖直向上以速度抛出一个质量为m、电荷量为的小球，经时间小球恰好沿方向打在B点；若保持电场强度的大小不变，将其逆时针转过角θ，同时施加一垂直于圆面向外的匀强磁场，仍将该小球从A点竖直向上以速度抛出，小球恰好做圆周运动。已知小球与圆弧面的碰撞为弹性碰撞，经时间小球恰好打在B点，重力加速度为g。
 

（1）求小球由A点运动到B点的时间；

（2）求小球由A点运动到B点的时间及所施加磁场的磁感应强度的大小。

16.（16分）如图所示，质量为m、电阻为R、边长为L的单匝正方形线圈，从一倾角为α的光滑固定斜面的顶端由静止释放，下滑过程中经过一方向竖直向上的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行，匀强磁场的宽度为，且线圈下滑过程中边始终与磁场边界平行。已知线圈的边刚进入磁场和边刚穿出磁场时的速度均为（均为已知量，但L与的大小关系不确定），重力加速度为g，求：
 

（1）线圈的边穿过磁场过程中通过线圈横截面的电荷量；

（2）整个线圈穿过磁场的过程中产生的热量；

（3）整个线圈穿过磁场所用的时间。

答案以及解析

1.答案：A

解析：对于相同质量的同种理想气体，根据理想气体状态方程（C为常数）和，可得，则对于相同质量的同种理想气体，压强和温度相同时，其密度相等，A正确；布朗运动是固体小颗粒因受到周围分子做无规则热运动的撞击力不平衡而产生的，它是分子做无规则运动的间接反映，不是悬浮在液体中的固体小颗粒做无规则运动的体现，B错误；根据热力学第一定律，在绝热的情况下，，外界压缩气体，对气体做功，，气体的内能一定增大，C错误；因为氮气分子之间的距离比氮气分子的直径大得多，所以若体积为V的氮气中每个氮气分子的体积为，则此部分氮气所含氮气分子的个数比少，D错误。

2.答案：C

解析：设哥哥在前一半时间内的加速度和弟弟在后一半时间内的加速度为，则哥哥在后一半时间内的加速度和弟弟在前一半时间内的加速度为a，由匀变速直线运动的规律可知，哥哥在时间内的位移，弟弟在时间内的位移，则整个过程中哥哥和弟弟的位移大小之比为，A错误；图像中，图线与时间轴所围图形的面积表示位移，则由题图可知，时刻哥哥与弟弟相距最远，B错误；爸爸的加速度为，则根据匀变速直线运动的规律可知，时间内爸爸的位移，故时刻爸爸正好在哥哥和弟弟的中间位置，C正确；时刻，哥哥的速度为，弟弟的速度为，若保持时刻的加速度不变继续运动，设经过时间弟弟追上哥哥，则时间内哥哥的位移，弟弟的位移，又，解得，D错误。

3.答案：D

解析：设地球的质量为M，地球的半径为R，“海斗一号”下潜h深度后，以地心为球心、以为半径的地球的质量为，则根据密度相等有，由于球壳对球内任一质点的万有引力为零，根据万有引力定律有，联立以上两式并整理可得，由该表达式可知D正确。

4.答案：B

解析：分析可知段细线上的拉力始终等于物块的重力，A错误；设段细线与竖直方向的夹角为θ，结点A受力平衡，结合受力分析构建如图所示的矢量三角形，可得段细线上的拉力，力F满足，随着θ角的增大，可知逐渐减小，力F逐渐增大，B正确，C错误；根据以上分析可知当θ等于45°时，段细线上的拉力与F大小相等，D错误。
 

5.答案：C

解析：

6.答案：D

解析：根据波形图及题设信息可知：波长，周期，波速，沿y轴负方向起振。由质点a的平衡位置可知其于时起振，故时其振动速度方向沿y轴负方向，A错误；同理可分析，时刻，质点b速度和加速度均沿y轴负方向，质点a速度沿y轴负方向，加速度沿y轴正方向，B错误；时刻，质点c位于波峰，速度等于零，C错误；图示时刻的波形图中与质点d相隔最近的波峰位于处，该波峰形式第一次传播到质点d所用时间为，即对应时刻，D正确。

7.答案：B

解析：根据等量同种正电荷的电场线分布特点可知，电子从a点由静止释放时，先受到竖直向下的电场力做加速直线运动，过中心点后，受竖直向上的电场力做减速直线运动，由运动的对称性可知，电子将沿连线在间做往复运动，A错误；电子从a点垂直正方形所在平面以某一速度v释放时，受到垂直速度方向且指向中点的电场力，若满足，该电子将做匀速圆周运动，B正确；沿直线从a至c，电势先升高后降低，电子从a点沿直线移至c点过程，电子电势能先减小后增大，C错误；将一电子从a点沿折线移至c点过程，静电力先做正功再做负功，再做正功最后做负功，D错误。

8.答案：BC

解析：电子离原子核越远，原子的总能量越大，当规定离原子核无穷远处的电势能为零时，氢原子的总能量是负值，当没有规定零电势能的位置时，无法判断氢原子总能量的正负，A错误；电子从能级跃迁到能级，库仑力做负功，电子的电势能增加，动能减少，B正确；电子从能级跃迁到能级，库仑力做正功，电子的电势能减少，动能增加，又总能量减少，因此电子电势能的减少量大于动能的增加量，C正确；根据玻尔理论可知，跃迁时辐射和吸收光子的能量由前后两个能级的能级差决定，所以电子从能级跃迁到能级辐射的光子的能量小于电子从能级跃迁到能级吸收的光子的能量，D错误。

9.答案：BC

解析：从题图所示时刻开始计时，时，通过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，则线圈转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为，则电流的瞬时值表达式为，A错误；根据有效值和最大值的计算方法可知，B、C正确；一个周期内线圈产生的焦耳热，其中，整理得，D错误。

10.答案：BD

解析：作出物块在传送带上运动的图像如图所示，结合图像可知，物块先沿倾斜传送带向上减速到与传送带共速，后与传送带一起向上做匀速运动，所以，A错误；由题图乙可得，0~0.2 s内滑动摩擦力的功率，当时，代入数据得，物块匀速运动时受到静摩擦力的作用，摩擦力的功率，代入数据得，解得，B正确，C错误；由图像可知物块与传送带间的划痕长度，D正确。
 

11.答案：ACD

解析：根据题意，两粒子垂直边射入磁场，即对着圆心进入磁场，则两粒子必背离圆心射出磁场，粒子轨迹如图所示，利用左手定则可得，由D点射出磁场的粒子带正电，由E点射出磁场的粒子带负电，设圆形磁场区域的半径为R，由几何关系可得带正电粒子的轨迹半径为，带负电粒子的轨迹半径为，由两者在磁场中的运动情况可知，带正电粒子在磁场中运动的时间为，带负电粒子在磁场中运动的时间为，由于两者在磁场中的运动时间相等，则正、负粒子的周期之比为，故A正确；又由周期公式可得正、负粒子的比荷之比为，故B错误；由可知，则正、负粒子的运动速度之比为，故C正确；由于带正电粒子的轨迹半径等于圆形磁场区域的半径，由几何关系可知，改变入射方向后，粒子射出圆形磁场时的方向都与射入点和磁场圆圆心连线垂直，即垂直于，故D正确。
 

12.答案：（1）B

（2）

（3）在误差允许范围内，弹性球1下落过程中机械能守恒

解析：（1）本实验中，只有使两小球发生弹性碰撞，才能保证两小球在碰撞前后动能不变，B正确；若小球1下落过程中机械能守恒，则有，解得小球1下落到最低点时的速度大小，两小球的质量相等且发生弹性碰撞，碰后小球1的速度为0，则碰后两小球交换速度，小球2做平抛运动的初速度大小，小球2做平抛运动时，竖直方向有，水平方向有，整理得，故实验中不需要测量小球的质量，也不需要知道当地的重力加速度，A、C错误。

（2）由（1）可知，本实验中验证机械能守恒定律的表达式为。

（3）分析实验测得的数据，可知，与x在误差允许的范围内近似相等，则可得到的结论是在误差允许范围内，弹性球1下落过程中机械能守恒。

13.答案：（1）如图所示

（2）2060

（3）

（4）

（5）没有

解析：（1）实物连线如图所示。

（2）由题图丙可知电阻箱的读数为。

（3）要把电压表与待测电阻并联，应把开关扳到b位置，开关扳到d位置。

（4）由于电压表是理想电表，电源内阻不计，电阻箱与待测电阻串联，可得，联立解得。
（5）设电压表的内阻为，根据串、并联电路的特点，可得，，联立解得，可知待测电阻的阻值与电压表的内阻无关，因此待测电阻的测量值没有系统误差。

14.答案：（1）

（2）

解析：（1）对于封闭的理想气体，初态体积，初态压强
当轻弹簧Q处于原长时，气体体积，气体压强
根据玻意耳定律得
解得
（2）由初态活塞受力平衡可得
联立解得活塞向上移动的距离即轻弹簧Q长度的变化量
气体柱长度的变化量
由轻弹簧Q处于原长时气缸受力平衡可得
联立解得轻弹簧P长度的变化量
所以支架向上移动的距离

15.答案：（1）

（2）；

解析：（1）未施加磁场时，小球从A点竖直向上抛出，最终恰好沿方向打在B点，可知小球在重力和恒定电场力的作用下做类斜抛运动，因为与关于的角平分线对称，根据类斜抛运动的特点可知，小球打在B点时的速度大小也为，重力和电场力的合力沿的角平分线，因为施加磁场后小球做匀速圆周运动，所以小球受到的重力与电场力大小相等，故未施加磁场时，小球受到的重力和电场力的合力等于
小球在沿合力方向做匀变速直线运动，由牛顿第二定律有
小球沿合力方向的初速度大小
根据类斜抛运动的对称性可知小球从A点运动到B点的时间
（2）施加垂直于圆面向外的匀强磁场后小球做圆周运动，可知小球受到的重力和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，有
将圆弧平均分成n段，设小球与圆弧面碰撞次后到达B点。作出和时的情形如图所示，其中。

设轨迹某一段所对应圆弧上的圆心角为，则有

则小球做圆周运动的轨迹半径

运动时间

解得，
 

16.答案：（1）见解析

（2）

（3）见解析

解析：（1）设线圈的边穿过磁场过程中某时刻的速度为v，则产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律有线圈中的电流

线圈的边穿过磁场过程中通过线圈横截面的电荷量
若，则，
解得
若，则，
解得
（2）由线圈的边刚进入磁场和边刚穿出磁场时的速度均为，根据能量守恒定律有

（3）设线圈的边穿过磁场时某时刻的速度为，则产生的感应电动势，电流，
对线圈受力分析，在沿斜面方向根据动量定理有

即，
若，则，
解得
若，则，
解得