2022年理科綜合物理解析

2022年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（新課標(biāo)I卷）理科綜合（物理部分）二、選擇題：本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個選項中，第14~17題只有一項符合題目要求，第18~21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分。有選錯的得0分。一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移出，則電容器（）A. 極板上的電荷量變大，極板間電場強度變大B. 極板上的電荷量變小，極板間電場強度變大C. 極板上的電荷量變大，極板間電場強度不變D. 極板上的電荷量變小，極板間電場強度不變D由可知，當(dāng)云母介質(zhì)抽出時，變小，電容器的電容變小；因為電容器接在恒壓直流電源上，故不變，根據(jù)可知，當(dāng)減小時，減小。再由，由于與都不變，故電場強度不變，答案為D電容器的基本計算現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場。若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強度增加到原來的12倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為（）A. 11 B. 12 C. 121 D. 144D設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為、，一價正離子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)為、，對于任意粒子，在加速電場中，由動能定理得： 得 ①在磁場中應(yīng)滿足 ②由題意，由于兩種粒子從同一入口垂直進(jìn)入磁場，從同一出口垂直離開磁場，故在磁場中做勻速圓周運動的半徑應(yīng)相同．由①②式聯(lián)立求解得勻速圓周運動的半徑，由于加速電壓不變，故其中，可得故一價正離子與質(zhì)子的質(zhì)量比約為144帶電粒子在電場、磁場中的運動、質(zhì)譜儀。一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻和的阻值分別是和，eq\o\ac(○,A)為理想交流電流表，為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)斷開時，電流表的示數(shù)為；當(dāng)閉合時，電流表的示數(shù)為。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（）A. 2 B. 3 C. 4 D. 5B解法一：當(dāng)S斷開時，電路如右圖所示由閉合電路歐姆定律，原線圈兩端電壓得 ①根據(jù)變壓器原副邊電壓關(guān)系： ②副線圈中的電流： ③聯(lián)立①②③得： ④當(dāng)S閉合時，電路如右圖所示由閉合電路歐姆定律，原線圈兩端電壓 得 ⑤根據(jù)變壓器原副邊電壓關(guān)系： ⑥副線圈中的電流得： ⑦聯(lián)立⑤⑥⑦得 ⑧聯(lián)立④⑧解得 解法二：設(shè)開關(guān)斷開前后，變壓器的等效電阻為和，由于變壓器輸入功率與輸出功率相同，閉合前：，得 ①閉合后：，得 ②根據(jù)閉合電路歐姆定律：閉合前： ③閉合后： ④根據(jù)以上各式得：解得，變壓器的計算 由于原邊回路有電阻，原線圈兩端電壓不等于電源電壓利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊。目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的倍。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（）A. B. C. D. B地球自轉(zhuǎn)周期變小，衛(wèi)星要與地球保持同步，則衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期也應(yīng)隨之變小，由可得，則衛(wèi)星離地球的高度應(yīng)變小，要實現(xiàn)三顆衛(wèi)星覆蓋全球的目的，則衛(wèi)星周期最小時，由數(shù)學(xué)幾何關(guān)系可作出右圖。由幾何關(guān)系得，衛(wèi)星的軌道半徑為 ①由開普勒第三定律 ，代入題中數(shù)據(jù)，得 ②由①②解得（1）衛(wèi)星運行規(guī)律；（2）開普勒第三定律的應(yīng)用做出最小周期時的衛(wèi)星空間關(guān)系圖一質(zhì)點做勻速直線運動?，F(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變，則（）A. 質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同B. 質(zhì)點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C. 質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D. 質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變BC質(zhì)點一開始做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，施加恒力后，則該質(zhì)點的合外力為該恒力①若該恒力方向與質(zhì)點原運動方向不共線，則質(zhì)點做曲線運動，質(zhì)點速度方向時刻與恒力方向不同，故A錯；②若的方向某一時刻與質(zhì)點運動方向垂直，之后質(zhì)點作曲線運動，力與運動方向夾角會發(fā)生變化，例如平拋運動，故B正確；③由牛頓第二定律可知，質(zhì)點加速度方向與其所受合外力方向相同；④根據(jù)加速度的定義，相等時間內(nèi)速度變化量相同，速率變化量不一定相同，故D錯。⑴牛頓運動定律；⑵力和運動的關(guān)系；⑶加速度的定義；B選項易錯誤地以“勻速圓周運動”作為反例來推翻結(jié)論如圖，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩懸掛于點；另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊。外力向右上方拉，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊仍始終保持靜止，則（）A. 繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化B. 物塊所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C. 連接和的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D. 物塊與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化BD 由題意，在保持方向不變，大小發(fā)生變化的過程中，物體、均保持靜止，各繩角度保持不變；選受力分析得，繩的拉力，所以物體受到繩的拉力保持不變。由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側(cè)繩的拉力相等，所以受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C選項錯誤；、受到繩的拉力大小方向均不變，所以的張力不變，A選項錯誤；對進(jìn)行受力分析，并將各力沿水平方向和豎直方向分解，如上圖所示。由受力平衡得：，。和始終不變，當(dāng)大小在一定范圍內(nèi)變化時；支持力在一定范圍內(nèi)變化，B選項正確；摩擦力也在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，D選項正確；故答案選BD?？疾閯討B(tài)平衡分析、力的正交分解和力的平衡方程。 如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強電場中運動，其軌跡在豎直面（紙面）內(nèi)，且相對于過軌跡最低點的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知（）A. 點的電勢比點高B. 油滴在點的動能比它在點的大C. 油滴在點的電勢能比它在點的大D. 油滴在點的加速度大小比它在點的小AB 由于勻強電場中的電場力和重力都是恒力，所以合外力為恒力，加速度恒定不變，所以D選項錯。由于油滴軌跡相對于過的豎直線對稱且合外力總是指向軌跡彎曲內(nèi)側(cè)，所以油滴所受合外力沿豎直方向，電場力豎直向上。當(dāng)油滴得從點運動到時，電場力做正功，電勢能減小，C選項錯誤；油滴帶負(fù)電，電勢能減小，電勢增加，所以點電勢高于點電勢，A選項正確；在油滴從點運動到的過程中，合外力做正功，動能增加，所以點動能大于點，B選項正確；所以選AB。帶電粒子在復(fù)合場中運動、曲線運動中物體受力特點、帶電粒子電場力做功與電勢能的關(guān)系、電勢能變化與電勢變化的關(guān)系。甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其圖像如圖所示。已知兩車在時并排行駛，則（）A. 在時，甲車在乙車后B. 在時，甲車在乙車前C. 兩車另一次并排行駛的時刻是D. 甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為BD根據(jù)圖，甲、乙都沿正方向運動。時，甲、乙相遇，，，由位移和圖面積對應(yīng)關(guān)系，內(nèi)位移，。故時，甲乙相距，即甲在乙前方，B選項正確。內(nèi)，，，，說明甲、乙第一次相遇。A、C錯誤。乙兩次相遇地點之間的距離為，所以D選項正確；圖的解讀和位移的計算、追擊相遇問題根據(jù)位移判斷兩車在不同時刻的位置關(guān)系

三、非選擇題：本卷包括必考題和選考題兩部分。第22~32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33~40題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題（5分）某同學(xué)用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有和。打出紙帶的一部分如圖（b）所示。該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率，需要用實驗數(shù)據(jù)和其它題給條件進(jìn)行推算。(1) 若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用和圖（b）中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為______________，打出C點時重物下落的速度大小為_____________，重物下落的加速度大小為_____________。(2) 已測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%，由此推算出為__________。⑴，，；⑵40⑴由于重物勻加速下落，各相鄰點之間時間間隔相同，因此點應(yīng)是從運動到的過程的中間時刻，由勻變速直線運動的推論可得：點的速度等于段的平均速度，即由于，故同理可得勻加速直線運動的加速度故 ①⑵重物下落的過程中，由牛頓第二定律可得： ②由已知條件 ③由②③得 代入①得：，代入數(shù)據(jù)得利用運動學(xué)公式和推論處理紙帶問題

（10分）現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過時就會報警），電阻箱（最大阻值為），直流電源（輸出電壓為，內(nèi)阻不計），滑動變阻器（最大阻值為），滑動變阻器（最大阻值為），單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知約為，約為；流過報警器的電流超過時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在時阻值為。(1) 在答題卡上完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2) 電路中應(yīng)選用滑動變阻器_____________（填“”或“”）。(3) 按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為______；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是________________________________。②將開關(guān)向_______（填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________________________________。(4) 保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。(1)如下圖(2)(3)①650.0，b，接通電源后，流過報警器的電流會超過20mA，報警器可能損壞②c，報警器開始報警①熱敏電阻工作溫度達(dá)到時，報警器報警。故需通過調(diào)節(jié)電阻箱使其電阻為時的熱敏電阻的阻值，即調(diào)節(jié)到阻值650.0Ω，光使報警器能正常報警，電路圖如上圖②，當(dāng)通過報警器的電流，故電路中總電阻，，故滑動變阻器選。③熱敏電阻為時，報警器開始報警，模擬熱敏電阻的電阻器阻值也應(yīng)為為防止通過報警器電流過大，造成報警器燒壞，應(yīng)使滑動變阻器的滑片置于b端．滑動變阻器在電路中的作用及其規(guī)格選擇、串并聯(lián)電路相關(guān)計算、等效替代思想獲取題中信息并轉(zhuǎn)化為解題所需條件、理解電路設(shè)計原理、理解調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器的意義（14分）如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為，上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab（僅標(biāo)出a端）和cd（僅標(biāo)出c端）長度均為，質(zhì)量分別為和；用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為。已知金屬棒勻速下滑。求(1) 作用在金屬棒上的安培力的大??；(2) 金屬棒運動速度的大小。（1）由、棒被平行于斜面的導(dǎo)線相連，故、速度時時刻刻相等，也做勻速直線運動；選為研究對象，受力分析如圖：由于勻速，其受力平衡，沿斜面方向受力平衡方程： 垂直于斜面方向受力平衡方程： 且，聯(lián)立可得： 選為研究對象，受力分析如圖：其沿斜面方向受力平衡： 垂直于斜面方向受力平衡： 且，與為作用力與反作用力：，聯(lián)立可得： （2）設(shè)感應(yīng)電動勢為，由電磁感應(yīng)定律： 由閉合電路歐姆定律，回路中電流：棒中所受的安培力：與①聯(lián)立可得：（18分）如圖，一輕彈簧原長為，其一端固定在傾角為的固定直軌道的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于自然狀態(tài)。直軌道與一半徑為的光滑圓弧軌道相切于點，均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為的小物塊自點由靜止開始下滑，最低到達(dá)點（未畫出）隨后沿軌道被彈回，最高到達(dá)點，。已知與直軌道間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小為。（取，）(1) 求第一次運動到點時速度的大小。(2) 求運動到點時彈簧的彈性勢能。(3) 改變物塊的質(zhì)量，將推至點，從靜止開始釋放。已知自圓弧軌道的最高點處水平飛出后，恰好通過點。點在點的左下方，與點水平相距、豎直相距，求運動到點時速度的大小和改變后的質(zhì)量。（1）選為研究對象，受力分析如圖：設(shè)加速度為，其垂直于斜面方向受力平衡：沿斜面方向，由牛頓第二定律得：且，可得： 對段過程，由 代入數(shù)據(jù)得點速度： （2）從點出發(fā)，最終靜止在，分析整段過程；由到，重力勢能變化量： ①減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。設(shè)點離點的距離為，從到，產(chǎn)熱： ②由，聯(lián)立①、②解得：；研究從點運動到點過程重力做功： 摩擦力做功： 動能變化量： 由動能定理： 代入得： 由，到點時彈性勢能為。（3）其幾何關(guān)系如下圖可知：，由幾何關(guān)系可得，點在左下方，豎直高度差為，水平距離為。設(shè)從點拋出時速度為，到點時間為其水平位移： 豎直位移： 解得： 研究從點到點過程，設(shè)此時質(zhì)量為，此過程中：重力做功： ①摩擦力做功： ②彈力做功： ③動能變化量： ④由動能定理： ⑤將①②③④代入⑤，可得： （二）選考題[物理——選修3-3]（15分）（1）（5分）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是__________。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A．氣體吸熱后溫度一定升高B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E．如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡BDE氣體內(nèi)能的改變，故對氣體做功可改變氣體內(nèi)能，B選項正確；氣體吸熱為，但不確定外界做功的情況，故不能確定氣體溫度變化，A選項錯誤；理想氣體等壓膨脹，，由理想氣體狀態(tài)方程，不變，增大，氣體溫度升高，內(nèi)能增大。由，氣體過程中一定吸熱，C選項錯誤；由熱力學(xué)第二定律，D選項正確；根據(jù)平衡性質(zhì)，E選項正確；理想氣體狀態(tài)方程，熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律，熱平衡的理解。等壓膨脹氣體溫度升高，內(nèi)能增大；氣體又對外做功，所以氣體一定吸熱。（2）（10分）在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強，兩壓強差與氣泡半徑之間的關(guān)系為，其中?，F(xiàn)讓水下處一半徑為的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強，水的密度，重力加速度大小。(i)求在水下處氣泡內(nèi)外的壓強差；(ii)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值。水下處氣泡的壓強差是，氣泡在接近水面時的半徑與原來半徑之比為。（=1\*romani）由公式得，水下處氣泡的壓強差是。（ii）忽略水溫隨水深的變化，所以在水深處和在接近水面時氣泡內(nèi)溫度相同。由理想氣體狀態(tài)方程，得 ①其中， ② =3\*GB3③由于氣泡內(nèi)外的壓強差遠(yuǎn)小于水壓，氣泡內(nèi)壓強可近似等于對應(yīng)位置處的水壓，所以有 ④ ⑤將=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤帶入=1\*GB3①得， 理想氣體狀態(tài)方程當(dāng)氣體內(nèi)部壓強遠(yuǎn)大于氣泡內(nèi)外壓強差時，計算氣體內(nèi)部壓強時可忽略掉壓強差，即氣體壓強等于對應(yīng)位置的水壓。[物理——選修3-4]（15分）（1）（5分）某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為。下列說法正確的是__________。（填正確答案標(biāo)號，選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A．水面波是一種機械波B．該水面波的頻率為C．該水面波的波長為D．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去E．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因為波傳播時振動的質(zhì)點并不隨波遷移ACE水面波是一種典型機械波，A對；從第一個波峰到第十個波峰中經(jīng)歷了九個波形，時間間隔為15秒，所以其振動周期為，頻率為0.6Hz，B錯；其波長，C對；波中的質(zhì)點都上下振動，不隨波遷移，但是能傳遞能量，D錯E對。（2）（10分）如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點光源A，它到池邊的水平距離為。從點光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為。(i)求池內(nèi)的水深；(ii)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為。當(dāng)他看到正前下方的點光源A時，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為。求救生員的眼睛到池邊的水平距離（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。（i）光由A射向B發(fā)生全反射，光路如圖：由反射公式可知：得：；由，由幾何關(guān)系可得：所以水深。（ii）光由A點射入救生員眼中光路圖如圖：由折射率公式：可知：，設(shè)，得帶入數(shù)據(jù)得：，由幾何關(guān)系得，救生員到池邊水平距離為[物理——選修3-5]（15分）（1）（5分）現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是__________。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A．保持入射光