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1、2022湖北高考物理试题解析1.上世纪四十年代初，我国科学家王澄昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核：B e 俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放出中微子V e,即：B e +_；e-X+:V e。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量,进而确定中微子的存在。下列说法正确的是()A.原子核X是；Li B.核反应前后 总质子数不变C.核反应前后总质量数不同 D.中微子嗅的电荷量与电子的相同【答案】A【详解】AC.根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7,电荷数为3,可知原子核X是;Li,A正确、C 错误；B.由选项A可知，原子核X是；L
2、i,则核反应方程为：B e +ve,则反应前的总质子数为4,反应后的总质子数为3,B错误；D.中微子不带电，则中微子乙的电荷量与电子的不相同，D错误。故选A o2.2 0 2 2 年 5 月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约9 0 分钟。下列说法正确的是()A.组合体中的货物处于超重状态B.组合体的速度大小略大于第一宇宙速度C.组合体的角速度大小比地球同步卫星的大D.组合体的加速度大小比地球同步卫星的小【答案】C【详解】A.组合体在天上只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于失重状态，A错误;B.由题知组合体在地球引力作用下绕地
3、球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度,则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B错误；C.已知同步卫星的周期为2 4 h,则根据角速度和周期的关系有由于组 合 作，则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大，C 正确;D.由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有Mm4/整理有由于T同T组 合 他，则r同 厂 赳 备 体，且同步卫星和组合体在天上有_ Mmma=G 则有a向b过程中气体吸热C.a-c过程中状态b的温度最低I),ac过程中外界对气体做正功【答案】B【详解】A B.根据理想气体的状态方程T可知ab气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功,定律U=W+Q可知a-b
4、过程中气体吸热，A错误、B正确；C.根据理想气体的状态方程T则w 叫普通列车加速时间M 30r.=s=60s1 a 0.5加速过程的位移1,1 ,%=-a t;=-x 0.5 x 602 m=900m1 2,2根据对称性可知加速马减速位移相等，可得匀速运动的时间 2x-2x.2.1 6 x l 05-2 x9 0 0 -1-=-s =7 1 4 0 sv3 0同理高铁列车加速时间7 =粉3加速过程的位移1,1 ,X1 =2 at1.2=2x0.5xl 8 0 m=8 1 0 0 m根据对称性可知加速与减速位移相等，可得匀速运动的时间,x-2 x：2.1 6X1 05-2X8 1 0 0 八1
5、=-s =2 2 2 0 s9 0相邻两站间节省的时间t=(r2+2 f )(+2 4)=4 6 8 0 s因此总的节省时间/总=5 加=4 6 8 0 x 5s=2 3 4 0 0 s=6 小时 3 0 分故选B。7.一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2也 在随后的一段时间内速度大小由2 V增大到5%前后两段时间内，合外力对质点做功分别为必和帆，合外力的冲量大小分别为A和/2。下列关系式一定成立的是()A.叱=3叱，/2 1C.吗=7叱，l2/,【答案】C【详解】根据动能定理可知W=；7?(2V)2 mv2=mv2,22 21 ,1 ,2 1 ,W,=m(5v)-/n(2 v
6、)2=mv可得%=7叱由于速度是矢量，具有方向，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，因此冲量的大小范围是mv /j 3/n v3mv I2 0,0)。若上述过程仅由方向平行于y 轴的匀强电场实现，粒子从。到 P 运动的时间为人，到达 P点的动能为E k i。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O到 P运动的时间为殳，到达P点的动能为反2。下列关系式正确的是()o a xA.t t2C.E k lEk2【答案】A D【详解】A B.该过程中由方向平行于），轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动；当该过程仅由方向垂直于纸面的
7、匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，沿x轴正方向分速度在减小，根据xt=V可知hEk2故C错误，D正确。故选A D。1 1.如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角。可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为立g;减速时，加速度的最大值为6 g,其中g为重力加速度大小。下列3说法正确的是（）VA.棒与导轨间的动摩擦因数 为 正6B.棒与导轨间的动摩
8、擦因数为立3C.加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，叙60。D 减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，Q150。【答案】BC【详解】设磁场方向与水平方向夹角为仇，仇 90。;当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有Fsin-Feos )=令 sm a=f=际根据数学知识可得m g +may则有.(c 、umg+ma,.sm(q+a)=与 皆 后 勺尸(后回同理磁场方向与水平方向夹角为为，仇 90。，当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，
9、此时有bsin 2+2g+Feos 劣)=ma2有尸(Jl+4卜后同+0)=ma2-jLimg所以有sin(2+cr)=ma2-jLimgF(加 司+r=2E 一解得r-3.0Q再将S 2 置于位置2,此时电流表读数为0.4 0 0 A,则解得R、=6.0。根据D L Ls4解得7lD2Rxp=-4 L(3)由(2)可知E =1 2 Vr=3.0 Q(4)根据表达式E=/0 +9+&+凡）因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表由相同读数时，得到的 的值偏小，即4测量值偏小。1 4.如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚2的眼睛在8位置，A位置和8位置的水平
10、距离为d,A位 置 离 水 面 的 高 度 为 训 练 员 将小球向左水平抛出，入水点在8位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为凡小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为优4已 知 水 的 折 射 率,求：3(1)t a n G 的值;(2)B位置到水面的距离H。【详解】(1)由平抛运动的规律可知.=卬2,1 2d=gt3 2tan%解得4t a n，=一34(2)因t a n 6 =：可知。=5 3,从 A 点射到水面的光线的入射角为a,折射角为908 =37。，则由折射定律可知sin an=-sin 37解得。=53由几何关系可知2H tan37
11、+t/tan530-d3解得271 5.如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框a b e d 的边长L=0.2m、回路电阻R=1.6 x I C HC、质量/=0.2k g。线框平面与磁场方向垂直，线框的 边与磁场左边界平齐，外边与磁场下边界的距离也为心现对线框施加与水平向右方向成。=4 5。角、大小为4&N 的恒力凡 使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从必边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；d e 边进入磁场时,儿边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g=10m/s2,求：(1)外边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度
12、大小；(2)磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；(3)磁场区域的水平宽度。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXt?【答案】(1)ax=20m/s2,ay=10m/s2；(2)H=0.2T,Q=0.4J；(3)X=1.1m【详解】(1)外边进入磁场前，对线框进行受力分析，在水平方向有max=FcosO代入数据有ax-20m/s2在竖直方向有mciy-Fsind-mg代入数据有ay=10m/s2(2)时边进入磁场开始，而边在竖直方向切割磁感线；边和儿边的上部分也开始进入磁场，且在水平方向切割磁感线。但，以和儿边的上部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电
13、源为根据右手定则可知回路的电流为“A 儿，则他边进入磁场开始，外边受到的安培力竖直向下，面边的上部分受到的安培力水平向右，历边的上部分受到的安培力水平向左，则 边和历边的上部分受到的安培力相互抵消，故线框必受到的安培力的合力为油边受到的竖直向下的安培力。由题知，线框从湖边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动，有Fsin8-mg-B1L=0E=BLvy/一R2ayL联立有B=0.2T由题知，从外边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；de边进入磁场时，be边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有Q=W&=BILyy=LFsin3-ing=BIL联立解得Q
14、=0.4 J(3)线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为vy=aytL=Vyt2t=t+t2联立解得t=0.3s由(2)分析可知线框在水平方向一直做匀加速直线运动，则在水平方向有x-a t2=x 20 x 0.32 m=0.9m2,2则磁场区域的水平宽度X=x +L=1.1m16.打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物A、B和 C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高(图中实线位置)时，C到两定滑轮的距离均为心 重物A和 B的质量均为?，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方向的夹角为60。某次打桩时，用外力将C拉到图中实线
15、位置，然后间极短，碰撞后C的速度为零，D竖直向下运动存 距离后静止(不考虑C、D再次相碰)。A、B、C、D均可视为质点。(1)求 C的质量；(2)若 D在运动过程中受到的阻力尸可视为恒力，求尸的大小；(3)撤掉桩D,将 C再次拉到图中实线位置，然后由静止释放，求 A、B、C的总动能最大时C的动能。L r -i L),6 0。60。、/【答案】(1)(2)6.5/n g；(3)(4一【详解】(1)系统在如图虚线位置保持静止，以 C为研究对象，根据平衡条件可知mcg=2mg cos 30解得m6 m(2)CO碰 后 C 的速度为零，设碰撞后。的速度v,根据动量守恒定律可知=6 m x0+2mv解得
16、3u=一2C。碰撞后D向下运动巳距离后停止，根据动能定理可知100 x2mv2=2mg-F-2 10 10解得F=6.5mg(3)设某时刻C 向下运动的速度为M,AB向上运动的速度为u,图中虚线与竖直方向的夹角为a,根据机械能守恒定律可知mcv+2x m(y cos ay=mcg-L)2 2 tana sin a令L 一,心 ，、y=2.g 2mg(.A)tan a sin a对上式求导数可得包=4 3上丁2加da(sina)(sin a/当 学=0时解得da6cos a=2即a=30此时y=mcg-2mg-L)=mgLtan a sin a于是有g mcv2+2x m(v cos a)2=mgL解得户 二 上3 V34-4 2此时C的最大动能为Ehn=-mcv2=(4-2-j3)mgL