2022年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試模擬卷理科綜合能力測試·物理部分

2022-05-23 01:45:24郭公禮

數(shù)理化解題研究 2022年13期

關(guān)鍵詞：磁場

郭公禮

(新疆烏魯木齊市第一中學(xué) 830000)

一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14-18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19-21題有多項(xiàng)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(cuò)的得0分.)

A.81、206、1、0 B. 82、206、0、0

C.82、205、0、1 D. 81、205、0、0

15.有一根L型細(xì)銅棒，兩邊互相垂直且長度分別為l和2l,細(xì)銅棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，已知細(xì)銅棒速度均為v，則銅棒兩端電勢差的最大值為( ).

圖1

17.如圖2所示，在水中摻入細(xì)沙制成高壓“水刀”，可以用于切割金屬，具有低溫高效不變形的特點(diǎn).將水從面積極小的細(xì)噴嘴高速噴出，直接打在被切割金屬材料表面，從而產(chǎn)生極大壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)切割.已知該“水刀”噴出的水流速度為100m/s，摻入細(xì)沙的水的密度為ρ=1.1×103kg/m3.假設(shè)高速“水”流垂直打在材料表面上不反彈，試估算水對材料垂直于表面方向的壓強(qiáng)p為( ).

圖2

A．1.1×105pa B．1.1×106pa

C．1.1×107pa D．1.1×108pa

圖3

圖4

A．空間站在軌道上運(yùn)行的線速度小于7.9km/s

B．空間站在軌道上運(yùn)行的加速度小于地面重力加速度g

C．對接后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

D．若已知空間站的運(yùn)行周期、地球半徑和引力常量G，可求出空間站質(zhì)量

20.如圖5所示，一圓弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽的兩側(cè)與光滑斜坡aa′、bb′相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，槽與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如圖5所示.一小物塊從斜坡aa′上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)b后沿斜坡bb′向上滑行，已知到達(dá)的最高處距水平面ab的高度為h;接著小物塊沿斜坡滑下bb′并從b處進(jìn)入槽內(nèi)反向運(yùn)動，若不考慮空氣阻力，則 ( ).

圖5

B.小物塊尚未運(yùn)動到a處時(shí)，速度已變?yōu)榱?/p>

C.小物塊不僅能再運(yùn)動至a處，并能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度為2h

D.小物塊不僅能再運(yùn)動到a處，并能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度小于h

21.如圖6所示，在點(diǎn)電荷Q的電場中有M、N、P和F四點(diǎn)，M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，F(xiàn)為MN的中點(diǎn)，∠M=30°.M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示.已知φM=φN，φP=φF，點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi)，則( ).

圖6

A．點(diǎn)電荷Q一定在MP連線上

B．連接PF的線段不在同一個(gè)等勢面上

C．將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場力可能做負(fù)功

D．如果點(diǎn)電荷Q為負(fù)電荷，則φP大于φM

二、非選擇題(共62分.第22-25題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答.第33-34題為選考題，考生根據(jù)要求作答.)

(一)必考題:共62分.

22.甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測量人的反應(yīng)時(shí)間.實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂.乙把手放在尺子的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺子)，準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺子.

(2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子.若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時(shí)間為____(用L、L1和g表示).

(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm.乙的反應(yīng)時(shí)間為____s.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(4)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：____.

23.某同學(xué)用下列器材測量一電阻絲的電阻RX：電源E，適當(dāng)量程的電流表電壓表各一只，滑線變阻器R，電阻箱RP，開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干.他設(shè)計(jì)的電路圖如圖7(a)所示，具體做法：先閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R和RP，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為I1，U1；再保持RP阻值不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2．

圖7

(1)請你幫他按電路圖在實(shí)物圖7(b)上連線；

(2)寫出被測電阻RX=____(用電表的讀數(shù)表示)；

(3)此實(shí)驗(yàn)中因電流表有內(nèi)阻，電壓表內(nèi)阻不是無限大，使被測電阻的測量值____真實(shí)值(選填“大于、小于或等于”) ．

24.冰壺比賽是北京冬奧會的比賽項(xiàng)目之一，為了測試場地進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，如圖8所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)冰壺1和2放在粗糙的水平地面上，開始時(shí)兩冰壺間的距離d=31.00m，冰壺1、2的質(zhì)量分別為m1=19.5kg、m2=19.5kg．現(xiàn)令它們分別以初速度v1=12m/s和v2=4m/s相向運(yùn)動，已知兩冰壺與地面的滑動摩擦系數(shù)相同，經(jīng)過時(shí)間t=3.0s，兩冰壺發(fā)生相碰，碰后兩者粘在一起運(yùn)動，若碰撞時(shí)間極短，求碰撞時(shí)損失的機(jī)械能.

圖8

25.如圖9所示，電阻忽略不計(jì)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為3Ω的定值電阻R．在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場B、磁場區(qū)域的高度為d=0.5m.導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg，電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg，電阻Rb=6Ω．它們分別從圖9中M、N處同時(shí)由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場時(shí)a正好進(jìn)入磁場．設(shè)重力加速度為g=10m/s2.(不計(jì)a、b之間的作用，整個(gè)運(yùn)動過程中a、b棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好)求：

圖9

(1)在整個(gè)過程中a、b兩棒克服安培力分別做的功；

(2)a進(jìn)入磁場的速度與b進(jìn)入磁場的速度之比；

(3)分別求出M點(diǎn)和N點(diǎn)距虛線L1的高度.

(二)選考題(共15分)

33.[物理——選修3-3](15分)

(1)下列說法正確的是____(填正確答案標(biāo)號，選對1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0)

A.掃地時(shí)，在陽光照射下，看到塵埃飛舞，這是塵埃在做布朗運(yùn)動

B.一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時(shí)，體積增大，熵增大

C.自然界中自發(fā)進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程都具有方向性

D.由于液體表面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力

E.一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小

圖10

①現(xiàn)環(huán)境溫度變?yōu)槎嗌伲?/p>

②保持①中的環(huán)境溫度不變，在砝碼盤中添加質(zhì)量為Δm的砝碼時(shí)，活塞返回到高度為h處，求大氣壓強(qiáng).

34.[物理——選修3-4](15分)

(1)(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x=2m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖11(a)所示，在x=8m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖11(b)所示.下列說法正確的是( ).

圖11

A．該波的周期為12 s

B．x=2m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向y軸正方向振動時(shí)，x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰位置

C．在0～4s內(nèi)x=2m處和x=8m處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程均為6 cm

D．該波的波長可能為8 m

E．該波的傳播速度可能為2m/s

圖12

①該激光在玻璃介質(zhì)中傳播的速度；

②兩個(gè)光斑之間的距離x.

參考答案

14.B解析在反應(yīng)中，最后一個(gè)是γ射線，該射線是電磁波，不帶電，故c=0，d=0，故選項(xiàng)AC均錯(cuò)誤；最后我們再把剩下的兩項(xiàng)核對一下，看是否也成立，反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和荷電荷數(shù)守恒，正好與B選項(xiàng)的對應(yīng)起來.

①

由右手螺旋定則可知，相應(yīng)的磁感線是在垂直于鎢絲的平面上以鎢絲為對稱軸的圓，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿圓弧在該點(diǎn)的切向，它與電流i的方向成右手螺旋．

②

考慮某根載流鎢絲所受到的所有其他載流鎢絲對它施加的安培力的合力．由系統(tǒng)的對稱性可知，每根鎢絲受到的合力方向都指向軸心；我們只要將其他鎢絲對它的吸引力在徑向的分量疊加即可．如圖13，設(shè)兩根載流鎢絲到軸心連線間的夾角為φ，則它們間的距離為

③

圖13

由②③式可知，兩根載流鎢絲之間的安培力在徑向的分量為

④

它與φ無關(guān)，也就是說雖然處于圓周不同位置的載流鎢絲對某根載流鎢絲的安培力大小和方向均不同，但在徑向方向上的分量大小卻是一樣的；而垂直于徑向方向的力相互抵消.因此，某根載流鎢絲所受到的所有其他載流鎢絲對它施加的安培力的合力為

⑤

其方向指向軸心．

19.AB

21.ABC解析根據(jù)點(diǎn)電荷的電場的特點(diǎn)可知，點(diǎn)電荷的電場的等勢面是以點(diǎn)電荷為中心的同心球面，故分別作MN連線的中垂線和PF連線的中垂線，如圖14所示，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，兩條線交MP于A點(diǎn)，即點(diǎn)電荷在A點(diǎn)，選項(xiàng)A正確，B正確；由于點(diǎn)電荷Q的電性未知，將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場力做功可能為正，也可能為負(fù)，選項(xiàng)C正確；沿著電場線的方向電勢逐漸降低,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

圖14

二、非選擇題(共62分.第22-25題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答.第33-34題為選考題，考生根據(jù)要求作答.)

(一)必考題(共62分).

解析(2)根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律，

解得t=0.20s.

(4)建議：多次測量取平均值；初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子.

23.答案:(1)實(shí)物連線如圖15

圖15

(3)“等于”

解析(2)先閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R和RP，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為I1，U1；設(shè)電壓表內(nèi)阻為RV.

再保持RP不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2.

(3)“等于”.

24.答案ΔE=175.5 J

則s1+s2=36m>31m所以3.0s時(shí)冰壺2已經(jīng)停止運(yùn)動.

損失的機(jī)械能：

ΔE=175.5 J

25.解(1)因a、b在磁場中勻速運(yùn)動，其安培力等于各自的重力，由功的公式得

Wa=magd=1.0 JWb=mbgd=0.5 J

(2)b在磁場中勻速運(yùn)動時(shí)：速度為vb，總電阻R1=7.5Ω

①

②

③

④

(3)v2=2gh

⑤

⑥

va=vb+gt

⑦

d=vbt

⑧

(二)選考題：共15分

33.[物理——選修3-3](15分)(1)BCE

解析布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的小顆粒受到液體分子的作用而做的無規(guī)則運(yùn)動，這種微粒一般是很小的，而塵埃的顆粒較大，是在空氣氣流作用下的宏觀運(yùn)動，A錯(cuò)誤.一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時(shí)，體積增大，熵增大，B正確.自然界中自發(fā)進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程都具有方向性，C正確.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力，D錯(cuò)誤.一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小，E正確.