1、2022年普通高等学校招生全国统一考试山东卷物理试卷一、单选题1、碘125衰变时产生射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的( )A.B.C.D.2、我国多次成功使用“冷发射”技术发射“长征十一号”系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中( )A.火箭的加速度为零时，动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等
2、于火箭动能的增加量3、半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点将圆环三等分，取走处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为( )A.正电荷，B.正电荷，C.负电荷，D.负电荷，4、如图所示的变压器，输入电压为220 V，可输出12 V、18 V、30 V电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V。将阻值为12 的电阻R接在两端时，功率为12 W。下列说法正确的是( )A.为1100匝，为220 VB.间线圈匝数为120
3、匝，流过R的电流为1.4 AC.若将R接在两端，R两端的电压为18 V，频率为100 HzD.若将R接在两端，流过R的电流为2.5 A，周期为0.02 s5、如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动90过程中，缸内气体( )A.内能增加，外界对气体做正功B.内能减小，所有分子热运动速率都减小C.温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D.温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加6、“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在
4、相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。己知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为( )A.B.C.D.7、柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半经为R的圆，左侧是直角梯形，长为R，与夹角45，中点为B。两种频率的细激光束，垂直面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在面全反射后，从面出射的光是（不考虑三次反射以后的光）( )A.仅有a光B.仅有b光C.光都可以D.光都不可以8、无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为3 m的半圆弧与长8
5、 m的直线路径相切于B点，与半径为4 m的半圆弧相切于C点。小车以最大速度从A点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过和。为保证安全，小车速率最大为4 m/s，在段的加速度最大为，段的加速度最大为。小车视为质点，小车从A到D所需最短时间t及在段做匀速直线运动的最长距离l为( )A.B.C.D.二、多选题9、一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是( )A.B.C.D.10、某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到
6、了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是( )A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C.照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D.照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹11、如图所示，某同学将离地1.25 m的网球以13 m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8 m。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45 m的P点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变。重力加速度g
7、取，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为( )A.B.C.D.12、如图所示，平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在平面内以角速度顺时针匀速转动。时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是( )A.在到的过程中，E一直增大B.在到的过程中，E先增大后减小C.在到的过程中，E的变化率一直增大D.在到的过程中，E的变化率一直减小 二、非选择题13、在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用
8、气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；接通气源,放上滑块,调平气垫导轨；将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：（1）弹簧的劲度系数为_N/m。（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出图像如图丙中I所示，由此可得滑
9、块与加速度传感器的总质量为_kg。（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的图像，则待测物体的质量为_kg。14、某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：干电池E（电动势1.5 V，当阻未知）；电流表（量程10 mA，内阻为）；电流表（量程30 mA，内阻为）；定值电阻（阻值为）；滑动变阻器R（最大阻值为）；待测电阻；开关S，导线若干。测量电路如图所示。（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到值最大一端。将定值电阻接入电路;闭合开关，调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的处。该同学选到电流表为_（填“”或“”）；若不考虑电池内阻,此
10、时滑动变阻器接入电路的电阻值应为_。（2）断开开关，保持滑片的位置不变,用替换，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则的测量值为_。（3）本实验中未考虑电池内阻，对的测量值_（填“有”或“无”）影响。15、某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的两个密闭气室，A室壁厚，可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为，重力加速度为g，大气压强为。求
11、：（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度需从A室充入B室的气体质量；（2）鱼静止于水面下处时，B室内气体质量。16、某粮库使用额定电压、内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。己知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：（1）比例系数k值；（2）上行路程L值。17
12、、中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破，该装置中用电磁场约束和加速高能离子，其部分电磁场简化模型如图所示，在三维坐标系中，空间内充满匀强磁场I，磁感应强度大小为B，方向沿x轴正方向；的空间内充满匀强磁场。磁感应强度大小为，方向平行于平面，与x轴正方向夹角为45；的空间内充满沿y轴负方向的匀强电场。质量为m、带电量为的离子甲，从平面第三象限内距y轴为L的点A以一定速度出射，速度方向与z轴正方向夹角为，在平面内运动一段时间后，经坐标原点O沿z轴正方向进入磁场I。不计离子重力。（1）当离子甲从A点出射速度为时，求电场强度的大小E；（2）若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，求进入磁场时的最大速
13、度；（3）离子甲以的速度从O点沿z轴正方向第一次穿过面进入磁场I，求第四次穿过平面的位置坐标（用d表示）；（4）当离子甲以的速度从O点进入磁场I时，质量为、带电量为的离子乙，也从O点沿z轴正方向以相同的动能同时进入磁场I，求两离子进入磁场后，到达它们运动轨迹第一个交点的时间差（忽略离子间相互作用）。18、如图所示，L型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动（要求摆角小于5），A以速度沿平板滑动直
14、至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。己知A的质量的质量与B的动摩擦因数与地面间的动摩擦因数，取重力加速度。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：（1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小与；（2）B光滑部分的长度d;（3）运动过程中A对B的摩擦力所做的功；（4）实现上述运动过程，的取值范围（结果用cos5表示）。参考答案1、答案：B解析：本题考查半衰期公式。半衰期的次数，根据半衰期公式可得，剩余的质量为刚植入时的，B项正确。2、答案：A解析：本题考查动量定理、动能定理和功能关系。选项正误
15、原因A从火箭开始运动到点火的过程中，火箭先向上加速再向上减速，当加速度为零时，火箭的速度最大，动能最大B高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量C根据动量定理可得，高压气体对火箭推力的冲量、火箭重力的冲量和空气阻力的冲量的合冲量等于火箭动量的增加量D根据动能定理可得，高压气体的推力、火箭自身重力和空气阻力做功之和等于火箭动能的增加量3、答案：C解析：本题考查电场强度的叠加。圆环上单位距离的带电量为，则处两段弧长为的小圆弧带电量，两段小圆弧的对称小圆弧在O点产生的场强，方向分别从O指向A和从O指向B，根据平行四边形定则可知，合场强大小，方向水平向右，由O点的合场
16、强为零可知，q在O点产生的场强，方向水平向左，故q带负电，由点电荷的场强公式可知，联立解得，C项正确。4、答案：D解析：本题考查变压器的特点和原理。输入电压为220 V，根据理想变压器的变压规律有，将代入，解得，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入电压的最大值为,A项错误；将12 的电阻接在两端时，功率为12 W，根据有，根据有，解得，根据欧姆定律，流过R的电流，B项错误；根据原、副线圈电压与匝数之间的关系可知，原线圈电压和匝数固定时，副线圈匝数越多，输出电压就越大，根据题意，故，由于变压器不能改变交变电流的频率，所以副线圈的频率等于原线圈的频率，根据交流电原线圈电压表达式可知，交
17、流电的角速度，故交流电的周期，则频率，C项错误；间的电压为30 V，若将R接在两端，根据欧姆定律，而交流电周期,D项正确。5、答案：C解析：本题考查热力学第一定律和分子热运动。初始时活塞处于平衡状态，设气缸内、外的压强分别为和，活塞的面积为S，气缸壁与竖直方向的夹角为，则初始时，根据力的平衡可知，气缸在缓慢转动过程中，增大，则减小，故气缸内气体缓慢地将活塞往外推，最后气缸水平时，则，则，即缸内气压等于大气压。因为活塞和气缸是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，而缸内气体将活塞往外推，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，A项错误；理想气体的内能只由温度决定，故理想气体的温
18、度降低，分子热运动的平均速率减小，但不是每个分子的速率都减小，只是速率大的分子数占总分子数比例减少，B、D项错误，C项正确。6、答案：C解析：本题考查万有引力定律及其应用。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈，说明卫星的运行周期为，则卫星的运行速度，卫星运行时由万有引力提供向心力，即，卫星在地球表面时，根据黄金代换式，得，联立解得,C项正确。7、答案：A解析：本题考查光的全反射、光的折射定律。根据题给条件，画出从A向B不同入射点的光路图如图所示，根据图像可知，入射点从A向B移动过程中，光线传播到面的入射角在045内，根据全反射临界角公式得，两种频率的细激光束
19、的全反射的临界角关系为，故在入射光从A向B移动过程中，a光能在面全反射后，从面射出，b光不能在面发生全反射，故仅有a光，A项正确。8、答案：B解析：本题考查向心加速度公式和匀变速直线运动的公式。由可得，段的最大速率，由可得，段的最大速率，故小车在段运动时的最大速率，由可得，小车在段减速运动的距离，减速运动的时间，则小车在段匀速运动的最长距离，匀速运动的时间，在段运动的时间，故从A到D的最短时间，B项正确。9、答案：AC解析：本题考查振动图像和波动图像。根据振动图像可知，周期，振幅，设原点处的质点振动方程为，当时， ，代入上式得，解得，则，当时，也就是质点从5 s开始计时振动了2 s时，代入振动
20、方程可得，平衡位置位于坐标原点O的质点的位移为，并且质点向y轴负方向振动，因此原点处的质点处在上坡上，如果波沿x轴正向传播，C项正确，如果波沿x轴负向传播，A项正确。10、答案：ACD解析：本题考查双缝干涉和单缝衍射。题图乙中间部分是等间距条纹，所以题图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，A项正确；狭缝越小，衍射越明显，范围越大，条纹越宽，遮住一条狭缝，另一条狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小，B项错误；根据条纹间距公式，增加L，其他条件不变，题图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，C项正确；若光从狭缝到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，D项正
21、确。11、答案：BD解析：本题考查斜抛运动和运动的合成与分解。网球在竖直方向做竖直上抛运动，到最高点的竖直分速度为零，由逆向思维法可求出小球上升到最高点的时间，小球抛出时的竖直分速度，根据平行四边形定则得，将网球的水平速度分解为与墙面平行的分速度和与墙面垂直的分速度，网球在垂直墙面方向上做匀速直线运动，网球在平行于墙面方向上也做匀速直线运动，由平行四边形定则可知，反弹后,垂直墙面的速度分量变为，反弹后网球速度大小为,B项正确；反弹后网球落到地面的时间，小球在垂直墙面方向上的分速度为3 m/s，故着地点到墙壁的距离,D项正确。12、答案：BC解析：本题考查导体切割磁感线的感应电动势、法拉第电磁感
22、应定律的应用。在到的过程中，也就是线框转过90的过程中，线框的有效切割长度先增大后减小，当时，有效切割长度最大为，此时感应电动势最大，所以在到的过程中，E先增大后减小，A项错误，B项正确；在到的过程中，设转过的角度为，则，进入磁场部分线框的面积，穿过线圈的磁通量，对求导得线圈产生的感应电动势，对E求导得感应电动势的变化率，在到的过程中，一直增大，即E的变化率一直增大，C项正确，D项错误。13、答案：（1）12（2）0.20（3）0.13解析：本题考查利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。（1）由题意知，开始时弹簧的伸长量为5.00 cm，弹力，根据胡克定律，计算出。（2）根据牛顿第二定律得，故图
23、像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据题图丙，求得斜率，则滑块与加速度传感器的总质量为。（3）同理，滑块上增加待测物体后，图像的斜率为滑块、待测物体与加速度传感器的总质量，根据题图丙，求得斜率，解得，则待测物体的质量为。14、答案：（1）；60（2）100（3）无解析：本题考查测量电阻阻值的实验。（1）在电源两端只接时，电路中的电流最大为，故选用电流表，使电流表指针指在满刻度的处，根据闭合电路的欧姆定律有，解得。（2）用替换，闭合开关后，根据闭合电路的欧姆定律有，解得。（3）若考虑电源内阻，两次分别根据闭合电路的欧姆定律有，联立计算出的相同，因此测量值不受电源内阻的影响。15、答案：
24、（1）（2）解析：本题考查牛顿第二定律和等温气体变化定律。（1）设开始时鱼的体积为室气体密度为，对鱼根据平衡条件得开始时B室气体质量B室体积增大后，设增大的体积为，对鱼根据牛顿第二定律得联立解得A室充入B室的气体质量（2）开始时B室内气体体积为V，气体压强为鱼静止于水面下处时，B室内气体体积也为V，气体压强为设鱼静止于水面下处时，B室内气体在压强为时的体积为，根据玻意耳定律得联立解得此时B室内气体质量16、答案：（1）0.1（2）解析：本题考查牛顿第二定律和能量守恒定律的应用。（1）根据能量守恒定律，电动机的输入功率等于对外做功的功率加上内阻消耗的功率，设电动机牵引绳的张力为，则代入数据解得小
25、车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有设斜面倾角为，小车匀速上行时，由平衡条件得小车沿斜坡匀速下行时，由平衡条件得联立，代入数据解得（2）关闭发动机后对系统由牛顿第二定律得代入数据解得由运动学公式解得17、答案：（1）（2）（3）见解析（4）见解析解析：本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动。（1）将离子甲从A点出射速度分解到沿y轴方向和z轴方向，离子受到的电场力沿y轴负方向，如图所示，可知离子沿z轴方向做匀速直线运动，沿y轴方向做匀减速直线运动，从A到O的过程中，z轴方向上有y轴方向上有联立解得（2）离子甲进入磁场后运动轨迹，如图所示。离子从坐标原点O沿z轴正方向进入磁场I中，由洛伦兹力提供
26、向心力可得离子经过磁场I偏转后从y轴进入磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得联立解得为了使离子在磁场中运动，需满足联立解得要使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，进入磁场时的最大速度为（3）离子甲以B的速度从O点沿z轴正方向第一次穿过面进入磁场I，离子在磁场I中的轨迹半径为离子在磁场中的轨迹半径为离子从O点第一次穿过到第四次穿过平面的运动情景，如图所示。离子第四次穿过平面的x坐标为离子第四次穿过平面的y坐标为故离子第四次穿过平面的位置坐标为（4）设离子乙的速度为，根据离子甲、乙动能相同，可得可得离子甲在磁场I中的轨迹半径为离子甲在磁场中的轨迹半径为离子乙在磁场I中的轨迹半径为离子乙在磁场中的轨迹半径
27、为根据几何关系可知，离子甲、乙运动轨迹的第一个交点如图所示。从O点进入磁场到第一个交点的过程，有可得离子甲、乙到达它们运动轨迹第一个交点的时间差为18、答案：（1）见解析（2）（3）（4）解析：本题考查力学综合问题。（1）设水平向右为正方向，因为点右侧光滑，由题意可知，A与B发生弹性碰撞，故碰撞过程根据动量守恒定律和能量守恒定律有代入数据解得（方向水平向左）（方向水平向右）即A和B速度的大小均为2 m/s（2）因为A物体返回到O点正下方时，相对地面速度为0，A物体减速过程根据动能定理有代入数据解得根据动量定理有代入数据解得此过程中A减速的位移等于B物体向右的位移，所以对于此过程根据牛顿第二定律，对B有代入数据解得（舍去）根据几何关系有代入数据解得（3）在A刚开始减速时，B物体的速度为在A减速过程中，对B物体根据牛顿运动定律有解得设B物体停下来的时间为，则有解得可知在A减速过程中B先停下来了，此过程中B的位移为所以A对B的摩擦力所做的功为（4）小球和A碰撞后A做匀速直线运动再和B相碰，此过程有由题意可知，A返回到O点的正下方时，小球恰好第一次上升到最高点，设小球做简谐振动的周期为T，摆长为L，则有小球下滑过程根据动能定理有小球与A碰撞过程根据动量守恒定律有当碰后小球摆角恰为5时，有解得当碰后小球速度恰为0时，碰撞过程有解得故要实现这个过程的取值范围为
