（新高考）此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号2022届高三二轮综合卷物理（一）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．①摩擦生热、②弹簧振子振动、③热传递、④气体自由膨胀，上述现象中能表明物理过程具有单向性的是( )A．①、②和③B．②、③和④C．①、②和④D．①、③和④【答案】D【解析】热现象的物理过程具有单向性，故摩擦生热、热传递和气体自由膨胀均表明物理过程具有单向性。故选D。2．科学家通过辐射探测器发现闪电能够引发大气核反应，并产生放射性同位素。其中一种典型的核反应如图所示，闪电产生的高能γ射线把14N原子核里的中子移除出去，产生不稳定的原子核a，a再衰变成中微子（质量数和电荷数均为零）、正电子和稳定的原子核b。则( )A．a是，b是CB．a是，b是CC．a是，b是D．a是，b是C【答案】C【解析】根据质量数和电荷数守恒，闪电产生的高能γ射线把14N原子核里的中子移除出，质量数减少，电荷数不变，所以a是，a再衰变成中微子、正电子和稳定的原子核b，则新核b的质量数不变，电荷数减少，即b是。3．如图所示，把一根柔软的可导电的弹簧悬挂在绝缘支架上，使它的下端刚好跟槽中的水银接触。关于通电后发生的现象，下列说法正确的是( )A．弹簧上下振动B．弹簧入水银更深了C．弹簧下端离开水银，不再接触水银D．若把电源正负极交换，原来的现象不再发生【答案】A【解析】当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，与电源正负极无关。4．如图所示，竖直墙壁上固定一支架MON，其中水平杆OM表面粗糙，倾斜杆ON表面光滑。杆OM、杆ON上分别套有小环P、Q，两环由不可伸长的细绳相连，处于平衡状态。现将P环向右移动少许重新达到平衡。那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态（图示状态）相比较，下列说法正确的是( )A．杆ON对环Q的弹力一定变小B．细绳的拉力可能变大C．环P与杆OM间的弹力一定变小D．环P的摩擦力可能不变7
【答案】C【解析】对P进行受力分析如图所示，绳子拉力T与ON对球的支持力FN的合力与重力等大反向，在力的三角形中，当P向右移动少许，绳子与竖直方向夹角增大，因此绳子拉力减小，杆ON对环Q的弹力增大，AB错误；将P、Q作为整体进行受力分析可知，由于杆ON对环Q的弹力FN增大，弹力的水平分力增大，因此摩擦力增大，由于杆ON对环Q的弹力FN的竖直分力增大，因此环P与杆OM间的弹力一定变小，C正确，D错误。5．“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光。以下说法正确的是( )A．a光光子能量大于b光光子能量B．在水珠中a光的传播速度小于b光的传播速度C．用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光宽D．如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应【答案】C【解析】由光路图知，太阳光射入水珠时，a光的偏折程度小，则知a光的折射率小于b光的折射率，折射率小，则频率小，光子的能量Ek＝hν，与光的频率成正比，故光线a的光子能量较小，A错误；由v＝知，在水珠中光线a的传播速度较大，B错误；a光的波长大于b光的波长，而干涉条纹的间距与波长成正比，则a光干涉条纹的间距比b光宽，C正确；产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，故可知若b光能使金属发生光电效应，则a光不一定能使该金属发生光电效应，D错误。6．投篮时，篮球出手后在空中运行的轨迹称为投篮抛物线。投篮抛物线有低、中、高三种弧线，如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是( )A．低弧线投篮时，篮球从出手到进框的运动时间最长B．高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小C．低弧线投篮时，人对篮球做的功一定最大D．中弧线投篮时，人对篮球做的功一定最小【答案】B【解析】篮球出手后在空中做斜抛运动，可分解为竖直方向的加速度为g的匀变速直线运动，在上升和下降都有t＝，可看出竖直方向的高度越大时间越长，则有t高>t中>t低，A错误；由选项A可知高弧线投篮时时间最长，且低、中、高三种弧线初末两点的高度差相同，则重力做的功相同，根据平均功率的计算有，可得出高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小，B正确；根据能量守恒有W人＝mgh+Ek末，由于篮球进入篮筐的动能Ek末未知，则无法比较投篮抛物线低、中、高三种情况下人对篮球做的功的大小关系，CD错误。7．一只两用活塞气筒的原理如图所示(打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示)，其筒内体积为V0。现将它与另一只容积为V的容器相连接，开始时气筒和容器内的空气压强为p0，已知气筒和容器导热性良好，当分别作为打气筒和抽气筒使用时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为( )A．，B．，C．，D．，【答案】C7
【解析】打气时，活塞每推动一次，把体积为压强为的气体推入容器内，若活塞工作n次，就是把压强为体积为的气体压入容器内，容器内原来有压强为体积为V的气体，现在全部充入容器中，根据玻意耳定律得，所以。抽气时，每拉动一次，把容器中气体的体积从V膨胀为，而容器内气体的压强就要减小，活塞推动时将抽气筒中的气体排除，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V又膨胀到容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得：第一次抽气，得；第二次抽气，得；第三次抽气，得；第n次抽气完毕后，气体压强为，故选C。8．如图所示，竖直面内有一半径R＝m的圆（圆心为O）处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，A、B、C是圆上的三点，其电势分别为4V、6V和－2V，BC为圆的水平直径且∠ABC＝60°，D点是圆上最低点。长为R的绝缘轻绳一端连接质量m＝0.3kg、q＝＋0.1C的带电小球，另一端固定于O点。现将小球自B点由静止释放，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中正确的是( )A．图中D点的电势为4VB．匀强电场的电场强度为10V/mC．小球第一次通过最低点D时的动能为JD．小球第一次通过最低点D时对轻绳的拉力大小为（9＋）N【答案】D【解析】如图所示，B、C两点的电势分别为6V和－2V，则BO中点E的电势为4V，AE电势相等为等势线，所以OD也为等势线，故D点的电势为2V，A错误；AE是匀强电场中的一条等势线，因此电场强度E沿BC方向UBE＝2V，，解得，B错误；因为qE＝，，，故“等效重力”的方向沿下图中AG方向，“等效”重力加速度，释放小球后，小球将沿着BF做匀加速直线运动至F点，，解得，自释放后经过0.2s小球到达F点，细线绷紧有能量损失，小球随后以v1开始做圆周运动小球从F点运动至D点的过程中由动能定理得，其中，解得，C错误；在D点对小球由牛顿第二定律有，解得，D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联，如图所示。心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，将可变电阻R的阻值调大的过程中( )A．原线圈两端的电压不变，副线圈两端的电压不变B．通过原线圈的电流变小，通过副线圈的电流变小C．当R＝R0时，R获得的功率最大D．当R＝()2R0时，R获得的功率最大【答案】BD7
【解析】在原、副线圈匝数比一定的情况下，R增大，副线圈电流I2减小，设原线圈电流为I1，由知I1减小，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，满足U0＝I1R0+U1，I1减小，U1增大，根据＝得U2增大，故A错误，B正确；把变压器和R等效为一个电阻R′，R0当作电源内阻，当内外电阻相等即R0＝R′时，输出功率最大，根据＝，得，解得，故C错误，D正确。10．某行星Q与地球半径接近，其质量约为地球质量的，地球和此行星各自的卫星公转半径的倒数与公转速度的平方v2的关系图像如图所示，下列判断正确的是( )A．行星Q的近地卫星速度较小B．取相同公转速度，行星Q的卫星的周期较大C．图线b表示的是地球，图线a表示的是行星QD．取相同公转半径，行星Q的卫星向心加速度较大【答案】AC【解析】根据G＝m，可得第一宇宙速度v＝，行星Q与地球半径接近，质量约为地球质量的，则行星Q的第一宇宙速度较小，故A正确；根据G＝m，可得，可知地球的质量较大，则图像的斜率较小，则图线b表示的是地球，图线a表示的是行星Q，故C正确；取相同公转速度，则行星Q的卫星的轨道半径较小，根据T＝可知，行星Q的卫星的周期较小，故B错误；取相同公转半径，行星Q的卫星的速度较小，根据a＝，可知行星Q的卫星向心加速度较小，故D错误。11．如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为θ的光滑斜面底端，上端与物块B相连，物块B处于静止状态。现将物块A置于斜面物块B上方某位置处，取物块A的位置为原点O，沿斜面向下为正方向建立x轴坐标系。某时刻释放物块A与物块B碰撞后以共同速度向下运动，碰撞时间极短。测得物块A的动能Ek与其位置坐标x（单位为m）的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图像中0～x1之间为直线，其余部分为曲线。物块A、B均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则( )A．物块A、B的质量之比为2∶1B．弹簧的劲度系数为C．从x1到x3的过程中物块加速度的最大值为D．整个过程中，弹簧的弹性势能增加了【答案】BD【解析】由图乙可知，物块A与物块B碰撞前的动能，可得物块A与物块B碰撞前的速度，物块A与物块B碰撞后的动能，可得物块A与物块B碰撞后的速度，物块A与物块B碰撞时间极短，根据动量守恒定律，解得，故A错误；弹簧上端与物块B相连，物块B处于静止状态，设此时弹簧的形变量为，结合图甲根据平衡条件可知，由图乙可知，当AB一起运动到时，速度最大，根据平衡条件，物块A从O点运动到位置的过程中，根据动能定理，联立解得，故B正确；由图乙可知，当AB一起运动到时，加速度最大，根据牛顿第二定律，解得，故C错误；有图乙可知，物块A与物块B碰撞后，物块A的动能为，则物块B的动能为，物块由运动到过程中，根据能量守恒定律，代入数据解得，故D正确。7
12．如图，正方形导线框abcd静置在光滑水平桌面上，其ab边恰好与匀强磁场的左边界重合，磁场方向垂直桌面向下，磁场左右边界的距离大于导线框的边长。t＝0时刻开始，在ab中点施加一水平向右的拉力，使导线框向右做匀加速直线运动，直到cd边离开磁场。规定沿abcda的方向为感应电流的正方向，用I表示感应电流，用Uab表示a、b两点间的电势差，用F、P表示拉力的大小和拉力的功率，则下列相关的关系图像中可能正确的是( )【答案】BD【解析】由法拉第电磁感应定律结合欧姆定律得电流大小与时间的关系为，ab边与cd边都在磁场中时，没有感应电流产生，由楞次定律可知，当ab边进入磁场时，电流方向为adcba即电流方向为负方向，离开磁场时，电流方向为abcda即电流方向为正方向，A错误；当只有ab边进入磁场这段时间内，由右手定则知ab两点电势差为正值，结合法拉第电磁感应定律可知大小随时间变化为，同理导线框全部进入磁场这段时间内，ab两点间的电势差为正值，大小随时间变化为，当ab边从磁场中出来到到整个导线框从磁场中出来这段时间内ab两点电势差为正值，大小随时间变化为，故这三段时间中，与时间关系图像经过原点的倾斜的直线，第二段时间斜率最大，第三段时间的初始电势差小于第二阶段的末状态电势差，可能小于第一阶段的末状态电势差，B正确；由牛顿第二定律得，又，电流随时间变化规律为，解得，但在这段时间内，有，拉力与0时刻拉力相等，图中所示此段时间内拉力大于0时刻的拉力，C错误；拉力的功率为，故P与t关系图像为抛物线，但在这段时间内，，P与t关系图像为经过原点的一条倾斜的直线，D正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13．(6分)某探究小组想利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示。在框架的顶部安装一个定滑轮，用天平测出A、B两个小球的质量m1和m2（m1＞m2），用一根足够长的细线跨过定滑轮连接，在框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离；将小球A的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐，小球B恰好接触地面。然后小球A由静止释放，当小球A先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其通过两个光电门的时间分别为t1和t2。小组成员保证光电门2的位置不变，多次改变光电门1的位置，得到多组x1和t1、t2的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。(1)用螺旋测微器测量小球A的直径，如图丙所示，该小钢球的直径是d＝______mm；(2)如果用实验中测量的量和图线的斜率k表示，则当地的重力加速度的表达式为g＝______（测量量用相应的符号表示）；(3)改变下列操作，对图线斜率k会产生影响的是______。A．降低小球A释放点的位置B．增大小球A的直径C．提高光电门2的位置D．只改变小球A的质量【答案】(1)5.712(2)(3)BD【解析】(1)小球A的直径是。(2)根据速度位移公式得，即，由图线的斜率，对AB组成的系统，根据牛顿第二定律有，故有，联立解得。(3)由可知，改变小球A的质量和增大小球A的直径时，斜率k值会发生变化，故选BD。7
14．(8分)力敏电阻被广泛应用于汽车电子，医疗设备以及工业机器人等领域，现有一型号为FSR408的力敏电阻(视为纯电阻)，它的电阻值随着表面所受压力的增大而减小，已知其工作电压为4V，作用力范围为0.2N～20N，电阻阻值在一百多欧到几千欧之间变化；小明同学计划测定该力敏电阻在受到0.2N和20N压力时的具体阻值，实验器材见下表：类型名称（参数）电压表V1（量程3V，内阻为2kΩ）；V2（量程15V，内阻为15kΩ）电流表A1（量程3mA，内阻为12Ω）；A2（量程0.6A，内阻为0.1Ω）滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流3A）；R2（最大阻值为1kΩ，额定电流0.5A）定值电阻R3（阻值为1Ω）；R4（阻值为20Ω）；R5（阻值为2kΩ）电源E（电动势为6V，内阻不计）小明同学设计如图实验电路。(1)a应选取__________，b应选取__________；(2)在某个测量环节中，小明给FSR408施加0.2N压力的时候，开关S2需要处于_________（填“断开”或“闭合”）状态；(3)给FSR408施加0.2N压力时，若电压表读数为2.00V，电流表读数为2.00mA，对应的阻值为______Ω；(4)给FSR408施加20N压力时，若电压表读数为2.00V，电流表读数为2.00mA，对应的阻值为______Ω。【答案】(1)R1V1(2)断开(3)4000(4)160【解析】(1)由电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，选，因力敏电阻的工作电压为4V，电压表应选。(2)在某个测量环节中，小明给FSR408施加0.2N压力的时候，FSR408阻值较大，通过的电流较小，则不用扩大电流表量程，则开关S2断开。(3)在给FSR408施加0.2N压力时，开关S2断开，电压表读数为“2.00V”，则流过电压表的电流，c为电阻，则FSR408两端的电压，电流表读数为“2.00mA”，则流过FSR408的电流，则FSR408的电阻。(4)在给FSR408施加20N压力时，开关S2闭合，d为，电流表读数为“2.00mA”，则流过的电流为24mA，由(3)分析可知，FSR408两端的电压为4V，流过FSR408的电流，则FSR408的电阻。15．(7分)如图所示，在操场平面内建立平面直角坐标系，平面内有一半径为R＝10m的圆形轨道，圆心在O处，A、B分别为圆上两点。现于A（－10m，0）、B（10m，0）两点分别安装了两个扬声器。两个扬声器连续振动发出简谐声波，其振动图像如下图所示。已知声波在空气中的传播速率为v＝340m/s，两波频率均为f＝85Hz，振幅相等。试求：(1)一同学从B点沿直线运动到A点（不含A、B点），该同学有几次听不到声音；(2)一同学从B点沿圆轨道逆时针运动半周到A点（不含A、B点），该同学听不见声音的点的位置坐标方程。【解析】(1)波长因为振源反向振动，故当波程差时，听不到声音，设该同学到O点的距离为x，则（n＝0，±1，±2，±3…）即（n＝0，±1，±2，±3…）满足上式时，听不到声音，当n＝0时，x＝0；当n＝±1时，x＝±2m；当n＝±2时，x＝±4m；当n＝±3时，x＝±6m；当n＝±4时，x＝±8m；共9次听不到声音。(2)设听不到声音的坐标为（x，y），则有即且（n＝0，±1，±2，±3…）。16．(9分)质点A沿直线以vA＝3m/s匀速运动，某时刻（t＝0）在A后面与A相距Δx＝7.75m的质点B由静止开始起动，质点B运动方向与A一致，其加速度随时间周期性变化的图像如图所示。求：7
(1)质点B在前2s内的位移；(2)质点B追上A之前，哪个时刻二者间的距离最大？这个最大距离为多少？【解析】(1)质点B在第1s内的位移B在1s末的速度为则第2s内位移为则前2s的内位移大小为。(2)质点B的速度为3m/s时，A、B之间的距离最大设质点B速度达到3m/s若一直做匀加速，总共需要的时间为由运动学公式由质点B加速度与时间关系知，经过时间时，A、B之间的距离最大在时间内质点A发生的位移质点B在2~2.5s内位移为质点B在时间内的位移故A、B之间的最大距离。17．(14分)如图，竖直面内有一足够长的抛物线形光滑轨道，以其底端O为原点，建立直角坐标系，其方程为y＝0.2x2。轨道左侧光滑水平地面上静置一平板小车，其上表面与O点等高，右端与O点的水平距离s＝2m，左端静置一小滑块。一子弹以v0＝600m/s的初速度瞬间射入滑块并留在其中，小车与墙壁碰撞后立即停止运动。已知小车质量M＝1kg、长度L＝3m，小滑块质量m＝1.98kg，子弹质量m0＝0.02kg，抛物线在O点的曲率半径R＝2.5m，滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)子弹射入滑块过程中，子弹对滑块的冲量大小；(2)滑块经过O点时对轨道的压力大小；(3)滑块到达轨道最高点的位置与O点的水平距离及在最高点时的加速度大小。【解析】(1)设子弹瞬间射入滑块后两者的共同速度为v1，由动量守恒定律得由动量定理得解得。(2)设滑块（含子弹）与小车共速的速度为v2，相对位移为L0，则由动量守恒定律得由功能关系得解得，设小车的位移为s0，则有解得由于，说明小车与墙壁碰撞前滑块已与小车共速并恰好到达小车右端，即滑块到达O点的速度滑块经过O点时，设轨道对滑块的支持力为N，则有得N＝32.8N由牛顿第三定律得滑块对轨道的压力大小。(3)设滑块到达光滑轨道最高点时的位置坐标为（x，y），滑块（含子弹）由O点运动到最高点的过程中，由机械能守恒定律得得y＝0.8m由y＝0.2x2得x＝2m由平抛运动规律可知，滑块在最高点的位置沿轨道的切线方向经过（1，0）。故加速度其中7
得。18．(16分)由于缺少地磁场的屏蔽作用，高能宇宙射线对航天员的辐射具有非常大的危害。目前，国际上正在积极探索载人航天主动防护的方法，其中某种磁防护方案为在航天器内建立同心圆柱体形屏蔽磁场，磁场分布情况如图所示。设同心圆内径R1＝R，外径R2＝R，轴向足够长。设定区内为匀强磁场，磁场方向与轴平行，设定区外和防护区内无磁场。(1)一个质子在平行于圆柱横截面的平面内，以速度v0沿指向圆心方向入射，该粒子恰好打不到防护区内部，求磁感应强度的大小和粒子在设定区内的运动时间。（已知质子的质量为m，电荷量为q）(2)若宇宙中充满了大量速度大小为v0，沿任意方向运动的质子，为了使任何质子都打不到防护区内部，求磁感应强度的大小应该满足的条件。(3)若已知磁感应强度为B，以A点所在截面建立x－y坐标系，圆柱轴线为z轴，y轴通过A点。如有一质子以初速度从A点射向防护区的C点，已知C点坐标（0，R，(－1)R），求质子打到防护区的位置。【解析】(1)设带电粒子的轨迹半径为r，由几何关系得解得根据牛顿第二定律解得带电粒子在磁场中的轨迹对应的圆心角为，所求时间.(2)为使所有速度为的粒子都不进入防护区，则粒子的半径最大为由洛伦兹力提供向心力所以磁感应强度(3)已知，因为AC与y轴方向夹角为，所以v在z方向和y方向的分速度大小为xoy平面内，由洛伦兹力提供向心力解得如图乙所示，轨迹圆和防护区边界相切切点坐标，沿z方向为匀速运动，质子打防护区的能坐标为。7
