2022届新高考物理精创预测卷 江苏专版（含答案）

2022届新高考物理精创预测卷 江苏专版

一、选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1.如图所示，木块在水中沿竖直方向做简谐运动，运动过程中相对平衡位置的位移x、运动的速度v随时间t变化的关系和木块受到的合力F和动能随相对平衡位置的位移x变化的关系图像可能正确的是(   )
 

A. B. C. D.

2.随着科学技术不断发展，核技术日益成熟，“核电池”也在很多领域得到应用，“核电池”又称“放射性同位素电池”，是利用衰变放出的能量转变为电能而制成。科学家利用衰变反应制成核电池。已知的半衰期约为2.6年，原子核及X粒子的质量分别为，真空中的光速为c，则下列说法正确的是(   )

A.该衰变反应是α衰变

B.5.2年后所有原子核均已发生衰变

C.的比结合能一定小于的比结合能

D.一定等于

3.塔吊也叫塔式起重机，是建筑工地上最常用的一种垂直起重运输设备，其原理图如图示，主要部分为：塔身（包括塔帽）、前后动臂、钢索等。下列说法正确的是(   )
 

A.跟前后动臂链接的钢索越多，塔身所受到的向下的压力就越小

B.为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低塔帽的高度

C.前后两个关于塔身不对称的钢索拉力的合力方向可以沿塔身竖直向下

D.沿动臂方向匀速、竖直方向匀加速提升货物时，货物做非匀变速曲线运动

4.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为S的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力F，如图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度。下列结论正确的是(   )
 

A.磁感应强度 B.磁感应强度

C.磁感应强度 D.磁感应强度

5.如图所示，一悬空水平放置的粗糙螺线环，在环上套有一质量为m的小球，沿螺线切线方向对小球施加一水平外力F，小球在外力F作用下开始运动，保持速度大小不变，下列分析正确的是(   )
 

A.力F大小恒定 B.力F大小不断增大 C.力F大小不断减小 D.力F大小先减小后增大

6.据媒体报道，我国的003号航母在建造时配备了电磁弹射系统，该系统能够使得舰载机的出勤效率远高于利用滑跃式甲板起飞的出勤效率。已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是(   )
 

A.若将金属环置于线圈的右侧，则金属环将不能弹射出去

B.金属环向左运动的瞬间有扩大趋势

C.增加线圈的匝数，不会影响金属环的加速度

D.合上开关S的瞬间，从左侧看金属环中产生沿逆时针方向的感应电流

7.木星“冲日”是指地球、木星在各自轨道上运行到太阳、地球和木星排成一条直线或近乎一条直线，地球位于太阳与木星之间，“冲日”时木星距离地球最近，也最明亮。已知木星的公转周期约为12年，质量约为地球质量的320倍，半径约为地球半径的11倍，下列说法正确的是(   )

A.地球运行的加速度比木星的小

B.木星与地球公转轨道半径之比约为12:1

C.此次“冲日”现象后，经过约1.09年会再次出现

D.木星与地球密度之比约为4:1

8.高压电线落地可能导致行人跨步触电，如图所示，设人的两脚间最大跨步距离为d，电线触地点O流入大地的电流为I，大地的电阻率为间的距离为R，电流在以O点为圆心、半径为r的半球面上均匀分布，其电流密度为，若电流密度乘以电阻率等于电场强度，该电场强度可以等效成把点电荷Q放在真空中O点处产生的电场强度，下列说法正确的是(   )
 

A.越靠近O点，电势越低

B.当两脚间的距离处于最大跨步时，跨步电压不可能为零

C.等效点电荷Q的电荷量为（k为静电力常量）

D.若三点在一条直线上，图中两脚间的跨步电压等于

9.如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电，输出端可以通过调节触头的位置来改变输出端匝数，同时在输出端并联一个指示灯L，输出电路中接入滑动变阻器R，调节的位置可以改变R的阻值，两电表均为理想交流电表，以下说法正确的是(   )
 

A.指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次

B.不论开关S状态如何，电压表示数为

C.闭合开关S，仅向下滑动，输入功率变小

D.闭合开关S，仅向下滑动，电表示数不变

10.回旋加速器是高能物理研究中常用的仪器，它的工作原理如图所示，如果将加速的粒子由换成，不考虑相对论的影响，下列说法正确的是(   )
 

A.两粒子的最大动能之比为1:2 B.两粒子加速次数之比为2:1

C.两粒子加速次数之比为1:2 D.两粒子在回旋加速器中的加速周期相等

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11.（15分）（1）学习了多用电表的使用和原理后，物理老师为某物理兴趣小组提供了一块多用电表和一个未知阻值的定值电阻，该实验小组选用欧姆表“×1”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为______Ω。
 

（2）该小组同学为了精确测量该电阻，实验室提供的器材如下：
电流表：量程0~1 mA，内阻；
电流表：量程0~3 A，内阻约为；
电压表：量程0~3 V，内阻约为；
电压表：量程0~15 V，内阻约为；
定值电阻；定值电阻；
电池组E：电动势6 V，内阻不计；
滑动变阻器：阻值范围0~，允许通过的最大电流为2 A；
开关S、导线若干。
实验要求尽可能多的测量数据、尽量精确测量阻值，实验时电流表应选择_______（填“”或“”）。
（3）根据所提供的器材在虚线框内画出电路图，要求在电路图中标出所选器材的符号。
 

（4）该小组同学连接好实物图，闭合开关调节滑动变阻器得到多组数据，如表所示，请在图乙中作出图线。

（5）根据作出的图线可求出该电阻的阻值为_______Ω（计算结果保留两位有效数字）。

12.（8分）如图所示，在竖直平面内，与水平面夹角为45°的光滑倾斜轨道与半圆轨道平滑连接。质量为m的小球从倾斜轨道上滑下，恰好通过半圆轨道最高点后水平抛出垂直打在倾斜轨道上。若小球平抛运动的时间为t，当地的重力加速度为g。求：
 

（1）小球经过半圆轨道最低点时对轨道的压力大小；

（2）小球从倾斜轨道上由静止滑下时距离半圆轨道最低点的高度。

13.（8分）如图1所示是真空搬运机搬运货物的过程。真空搬运机吸盘的吸取、提升、下降和释放都是通过控制一个轻便灵活的摆杆来实现的，体现了人体工程学设计的轻便、安全和高效的特点。真空搬运机原理如图2所示，下面是要吸取的工件A，真空吸盘B空腔容积为V。抽气机通过通气口C抽气。假设真空吸盘内的气体均为理想气体，抽气过程中气体温度不变，外界大气压强为（真空吸盘边缘与工件接触部分不计，重力加速度）。
 

（1）假设真空吸盘在抽气过程中空腔的容积几乎不变，而在工作时空腔里的实际压强是，求吸盘空腔中被抽去的气体质量和原来的气体质量之比；

（2）如果所吸工件的质量为1 t，求真空吸盘的最小面积。

14.（13分）如图所示为一传输机的示意图。传送带间距离，倾角，以恒定速度顺时针转动。将矿物无初速度地放到传送带上，矿物从A端传输到B端，再沿一段与相切的、半径的圆弧轨道运动，到达最高点C后水平抛出，正好落入车厢中心点O，矿物落点O离最高点C的水平距离，竖直距离，设每块矿物质量，矿物与传送带间的动摩擦因数，不计空气阻力。（，重力加速度）求：
 

（1）每块矿物到达C点时对轨道的压力大小；

（2）每块矿物到达B点时的速度大小；

（3）如果平均每秒运送完成两块矿物，则相比空载时，电动机输出功率增加了多少？

15.（16分）如图所示，倾角为30°的斜面内固定两间距的平行光滑金属轨道和，轨道足够长，其电阻可忽略不计。金属棒放在轨道上，两金属棒始终与轨道垂直且接触良好。两金属棒的长度也为，电阻均为，质量分别为，整个装置处在磁感应强度大小、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中，若锁定金属棒，使金属棒在恒力F的作用下沿轨道向上做匀速直线运动，速度大小为，重力加速度。
 

（1）求恒力F的大小；

（2）求棒向上运动高度为0.2 m时，棒上产生的热量；

（3）金属棒向上做匀速直线运动过程中，从某时刻开始计时，此时恒力大小变为，方向不变，同时解除金属棒的锁定，金属棒由静止开始运动，直到时刻金属棒开始做匀速直线运动，求这段时间内通过金属棒横截面的电荷量。

答案以及解析

1.答案：B

解析：本题考查简谐运动。因为木块在水中沿竖直方向做简谐运动，故运动的速度v和相对平衡位置的位移x随时间t变化的关系图像都应该是正弦函数的波形，A错误，B正确；设木块底面积为S，根据简谐运动的规律可知，浮力与重力平衡时木块所处位置为平衡位置，则有，则运动过程木块受到的合力F应该过二、四象限，C错误；图线斜率为合外力随x变化，则图线不是直线，D错误。

2.答案：C

解析：本题考查核反应方程、半衰期与核反应特点。根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X粒子的电荷数是、质量数是0，即X粒子是电子，因此该衰变反应是β衰变，选项A错误；半衰期是半数原子核发生衰变所需要的时间，经过5.2年也就是两个半衰期，还有的原子核未发生衰变，选项B错误；该反应释放能量，的比结合能一定小于的比结合能，选项C正确；该反应释放能量，因此有质量亏损，即，选项D错误。

3.答案：C

解析：本题考查共点力平衡、运动的合成等物理知识。塔身所受到的向下的压力等于前后动臂和货物的重力，跟前后动臂链接的钢索数无关，故A错误；合力一定时，分力间的夹角越小，分力越小，为减小钢索承受的拉力，应增大塔帽的高度以达到减小钢索间夹角的目的，故B错误；根据平行四边形定则，不论前后钢索是否关于塔身对称，只要满足前后钢索的拉力在水平方向大小相等，则其拉力的合力方向就可以沿塔身竖直向下，C正确；根据运动的合成可知，当提升货物水平方向沿动臂做匀速直线运动、竖直方向做匀加速直线运动时，其合运动为匀变速曲线运动，D错误。

4.答案：B

解析：本题考查通过新概念求解磁感应强度。由题意可知，拉力做的功为，铁片与磁铁之间的能量密度为，解得，故B正确。

5.答案：B

解析：本题考查对向心力的理解与曲率半径的判断。小球速度大小不变，则小球所受外力F与摩擦力大小相等。小球做近心运动，运动半径不断减小，又由于小球速度大小不变，则小球所需向心力不断增大，而向心力是弹力水平向内的分力提供，向心力不断增大说明弹力不断增大，则摩擦力不断增大，水平外力F不断增大，选项B正确。

6.答案：D

解析：本题考查楞次定律相关知识。若将金属环放在线圈右侧，根据楞次定律可知，金属环将向右运动，仍可以弹射出去，A错误；固定线圈上突然通过直流电流，穿过金属环的磁通量增大，根据“增缩减扩”可知金属环被向左弹射的瞬间，有缩小的趋势，B错误；电流一定时，线圈匝数越多，形成的磁场越强，通电瞬间通过金属环的磁通量变化率越大，则金属环中产生的感应电流越大，又因为感应电流方向与固定线圈中的电流方向相反，则金属环被弹射出去的作用力越大，故金属环的加速度越大，C错误；在闭合开关的瞬间，穿过金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可知，金属环中产生的感应电流从左侧看沿逆时针方向，D正确。

7.答案：C

解析：本题考查开普勒第三定律与万有引力定律的应用。根据开普勒第三定律有，可知木星与地球公转轨道半径之比约为，由，可知，故A、B错误；再次发生冲日现象，即地球恰好比木星多绕太阳一周，此时有，解得年，C正确；由，可得，即，D错误。

8.答案：C

解析：本题考查点电荷产生的电场强度及其性质。越靠近O点，电势越高，A错误；当两脚位于同一等势线上时，即两脚到O点的距离相等时，跨步电压为零，B错误；根据题意有，解得，C正确；N点处电流密度为，由于间的电场是非匀强电场，电场强度越靠近O点越大，则知间的场强大于，两脚间的跨步电压大于，D错误。

9.答案：C

解析：本题考查自耦变压器的动态分析。指示灯L不经过开关S与一小段线圈连接，不论S状态如何，灯L常亮，由题意可知，交流电周期，且一个周期电流方向改变2次，故每秒钟通过指示灯的电流方向改变100次，A错误；不论开关S状态如何，电压表示数都为有效值220 V，B错误；闭合开关S，仅向下滑动，输出端匝数减小，根据电压比可知，输出端电压减小，由可知，输出端的功率变小，输入功率变小，C正确；闭合开关S，仅向下滑动，接入电路的电阻阻值减小，电压表示数不变，输出端电压不变，由欧姆定律可知，电流表示数变大，D错误。

10.答案：B

解析：本题考查回旋加速器的原理。粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动的最大半径相等，设D形盒半径为R，洛伦兹力提供向心力，有，粒子获得的最大动能，最大动能之比为1:1，选项A错误；两粒子的加速次数满足，可得加速次数之比，选项B正确，C错误；粒子在磁场中的运动周期为，由于两粒子的比荷不相等，所以两粒子的运动周期不相等，选项D错误。

11.答案：（1）30

（2）

（3）见解析

（4）见解析

（5）28

解析：本题考查多用电表的读数和实验电路的设计。
（1）欧姆表的读数=刻度盘读数×倍率，读数为。
（2）实验要求尽可能多的测量数据，所以滑动变阻器采用分压式接法。根据所给电源电动势和欧姆表粗测电阻值，估算电路中最大电流，电流表、电压表的量程太大，不能选，因此电流表、电压表分别选和。由于电流表的量程太小，所以需要对电流表进行改装。需要电流表能测量的最大电流约为，根据串、并联电路的规律，电流表应与电阻串联后和并联，得到的量程刚好为0~100 mA。由于电流表内阻是已知的，因此电流表应采用内接法。

（3）电路图如图甲所示。

（4）根据表格中数据描点连线，如图乙所示。

（5）根据欧姆定律和串、并联电路特点有，代入已知条件并化简得，则图线斜率，又由图线可知，联立解得。

12.答案：（1）

（2）

解析：本题考查平抛运动、圆周运动和机械能守恒定律。
（1）小球垂直打在倾斜轨道上，有，
解得
小球打在倾斜轨道前瞬间的速度大小为

小球恰好通过半圆轨道最高点，有，
解得
小球沿半圆轨道从最低点运动到最高点，
由机械能守恒定律，有
设小球经过半圆轨道最低点时轨道的支持力为F，在最低点有
，
解得
由牛顿第三定律可知，小球经过半圆轨道最低点时对轨道的压力大小为
（2）由，
解得

13.答案：（1）

（2）

解析：本题考查玻意耳定律。
（1）设空腔中被抽去的气体体积与原来气体体积之比为k，则质量之比也为k，以未被抽去的气体为研究对象，该部分气体原来体积为，压强为，该部分气体后来体积为V，压强为，根据玻意耳定律有

解得
（2）设真空吸盘的最小面积为S，则有

解得

14.答案：（1）40 N

（2）4 m/s

（3）3760 W

解析：本题考查动力学和能量的综合应用。
（1）设矿物在C点的速度大小为，从C到O做平抛运动的时间为t，则有

解得，
设矿物到达C点时轨道对矿物的支持力大小为F，根据牛顿第二定律有

解得，
根据牛顿第三定律可知矿物到达C点时对轨道的压力大小

（2）根据牛顿第二定律可知，矿物在传送带上的加速度大小

矿物加速到与传送带速度相等时，经过的位移

所以矿物先做匀加速运动，后随传送带一起做匀速运动，到达B点时的速度大小为4 m/s
（3）矿物在传送带上做匀加速运动的时间

时间内矿物和传送带的相对位移大小

因摩擦产生的热量

一块矿物从A运动到B动能的增加量

重力势能的增加量

根据能量守恒定律可知，相比空载时传送带运送一块矿物电动机多做的功

如果平均每秒持续运送两块矿物，则相比空载时电动机增加的输出功率
 

15.答案：（1）4 N

（2）0.4 J

（3）12 C

解析：本题考查电磁感应、动量守恒及动量定理。
（1）金属棒做匀速直线运动的速度为v，根据法拉第电磁感应定律有

所受安培力为
根据力的平衡条件有

解得
（2）由功能关系可知，棒向上运动高度为H的过程中，整个系统产生的热量满足

解得
两金属棒电阻相等，则两金属棒上产生的热量相等，即棒上产生的热量
（3）设时刻金属棒做匀速直线运动的速度为，金属棒做匀速直线运动的速度为，因，则金属棒组成的系统动量守恒，有
回路中的电流
棒匀速运动时
解得
0~时间内对金属棒分析，在电流为i的很短时间内，速度的变化量为，由动量定理得

对上式求和，解得