2022年高考真题——物理（北京卷）含解析.pdf

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1、北京市2022年普通高中学业水平等级性考试物理试题本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子()A.放出光子，能量增加 B.放出光子，能量减少C.吸收光子，能量增加 D.吸收光子，能量减少【答案】B【解析】【详解】氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少。故选B2.下列现象能说明光是横波的是()A.光的衍射现象 B.光的折射现象C

2、.光的偏振现象 D.光的干涉现象【答案】C【解析】【详解】光的偏振现象能说明光是横波。故选C3.如图所示，一定质量的理想气体从状态。开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是()A.从。到b,气体温度保持不变B.从。到b,气体对外界做功C.从b到c,气体内能减小 D.从b到c,气体从外界吸热【答案】D【解析】【详解】A B.一定质量的理想气体从状态a开始，沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化，压强减小，根据查理定律=C,可知气体温度降低，再根据热力学第一定律A U =Q+W/,由于气体不做功，T内能减小，则气体放热，A B错误：C D.一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状

3、态c过程中气体发生等压变化，体积增大，根据V一=。，可知气体温度升高，内能增大，再根据热力学第一定律A U =Q+I V,可知b到c过程吸热，且吸T收的热量大于功值，c错误、D正确。故选D o4.某理想变压器的原线圈接在2 2 0 V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为2 2 0 0 0 V,输出电流为3 0 0 m A。该变压器（）A.原、副线圈的匝数之比为1 0 0 ：1 B.输入电流为3 0 AC.输入电流的最大值为1 5五A D.原、副线圈交流电的频率之比为1 :1 0 0【答案】B【解析】【详解】A.原、副线圈的匝数之比为勺 _ q _ 2 2 0 _ 1%一。2 -2 2 0 0 0

4、 1 0 0故A错误；B.根据丸%L可得输入电流为4 =%=1 0 0 X 3 0 0 X1 0-3 A=3 0 A 2故B正确；C.输入电流的最大值为4=何=3 0限故c错误；D.变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1 ：1,故D错误。故选B。5.如图所示，质量为m的物块在倾角为。的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（）A.斜面对物块的支持力大小为m g s i n。B.斜 面 对 物 块 的 摩 擦 力 大 小 为co s（9C.斜面对物块作用力的合力大小为根g D.物块所受的合力大小为m g s i n。【答案】B【解析】【详解】A.对物块

5、受力分析可知，沿垂直斜面方向根据平衡条件，可得支持力为FN=mg co s 0故A错误；B.斜面对物块的摩擦力大小为Ff=/JFN=/amg co s 0故B正确；C D.因物块沿斜面加速下滑，根据牛顿第二定律得=mg s i n 0 -Ring co s 0 =ma可知mg s i n 6 pimg co s 0则斜面对物块的作用力为FW+F；=/mg co s co s 6）-u2,AB错误；C D.根据闭合电路欧姆定律可知，。、b 两端的电压为u=-4 =N+&1+2凡若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时。、b 两端的电压大于S 时，与 压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当。、b

6、两端的电压小于a时开启高水位预警时，R 压压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C 正确，D错误。故选C。14.2021年 5 月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（E A ST）取得新突破，成功实现了可重复的 1 2 亿摄氏度101秒 和 1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离

7、子体。下列说法不事碰的是（）A.核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能B.可以用磁场来约束等离子体C.尽管等离子体整体是电中性，但它是电的良导体D.提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力【答案】A【解析】【详解】A.核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A错误；B.带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确；C.等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确；D.提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体

8、中正离子间的库仑斥力，D正确。本题选择错误的，故选A。第二部分本部分共6题，共58分。1 5.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）用电压表（内阻约为3kO）和电流表（内阻约为0.1。）测量一个电阻的阻值（约为5 Q）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的（选填甲或乙（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有15字样。用它测量约2（）k C电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为（填各实验步骤前的字母）。A.将选择开关置于 x lk 位置B.将选择开关置于O FF位置C.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D.将两表

9、笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向0（3）图2是测量电源的电动势和内电阻实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则（选填选项前的字母）。图2A.导线出?断路B.滑动变阻器断路C.导线断路D.滑动变阻器短路【答案】.甲 .ADCB.C【解析】【详解】（1）因为待测电阻约为5 Q,而氏=IMQ故为了减小误差应该采用电流表的外接法，即选用甲图；（2）

10、测量过程中应该先选择合适档位，根据题意选择 x lk 档位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于OFF档，故顺序为ADCB。（3）闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的，试触d时，电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路，故选C。1 6.某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计

11、数点1,2,，8,相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离王，工2，X,并求出打点2,3,，7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立壮-7坐标系，根据重锤下落的速度作出V-7图线并求重力加速度。图1（1）图 2 为纸带的一部分，打点3 时，重锤下落的速度V3=m/s（结果保留3 位有效数字）。2 3 4单位：cmP!-4*-!-4 3.83 5.36 1图2（2）除点3 外，其余各点速度对应的坐标点已在图3 坐标系中标出，请在图中标出速度匕对应的坐标点,（3）根据图3,实验测得的重力加速度8=m/s2（结果保留3 位有效数字）。（4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，

12、而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。【答 案】.1.1 5.9.7 9 .见解析【解 析】【详 解】（1）打点计时器接在频率为5 0.0 H z的交流电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻两计数点之间的时间为r=2x0.02s=0.04s纸带做自由落体运动，打 点3时的瞬时速度等于点2到 点4之间的平均速度，由纸带数据可知(3.83+5.36*10-2-m/s=1.15m/s2x0.04vg=二根 据v

13、-r图像可知其斜率为重力加速度，则有2.7-0.350.24m/s2=9.79m/s2（4）需要测量的物理量：水滴下落的高度/7和下落的时间t。测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值；测量t的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用手机测量n滴水下落的总时间tn,则n1 7.体育课上，甲同学在距离地面高 =2.5 m处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为vo=8.O m/s；乙同学在离地为=0.7 m处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量a=0.3 k g,取重力加速度g =1 0 m/s

14、2。不计空气阻力。求:（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向；（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小/。【答案】（1）x=4.8 m；（2）v =1 0.0 m/s,方向与水平方向夹角 t a n 8 =0.7 5：（3）/=6.0 N-s【解析】【详解】（1）设排球在空中飞行的时间为t,则4,一,41=/2解得f =0.6 s；则排球在空中飞行的水平距离x=vor =4.8 m（2）乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小得匕.=6.0 m/s；根据得u=1 0.0 m/s；设速度方向与水平方向夹角为。（如答图所示）%ox则有v.t a n

15、 3=0.7 5%（3）根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I =2mv=6.0N-s1 8.如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d,两 板 所 加 的 电 压 为 一 质 量 为 m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。（1）求带电粒子所受的静电力的大小F;（2）求带电粒子到达N板时的速度大小V；（3）若在带电粒子运动幺距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。2M N【解析】【详解】（1）两极板间的场强带电粒子所受的静电力厂 L UFqEq（2）带电粒子从静止开始运动到N板的过程，根据功能关系有 1 2qu=-mv解得V m（3）

16、设带电粒子运动4距离时的速度大小为根据功能关系有2q U =1 mv,22 2带电粒子在前4距离做匀加速直线运动，后4距离做匀速运动，设 用 时 分 别 t l、t2,有22d v d,二A ,=vtj2 2 1 2则该粒子从M板运动到N板经历的时间J+23 dm1 9.利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为v i,在远日点速度为V 2。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功I V；（2）设行星与恒星的距离为r,请根据开普勒第三定律（亲=k ）及向心力相关知识，证明恒星对行星的作用力F 与 r 的平方成反比;（3）宇宙

17、中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的1 6 倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳公转的周期为八，绕此恒星公T转的周期为后，求 景。【答案】（1）W -1m v l-1 m v （2）见解析；（3）7m，=4&r 【解析】【详解】（1）根据动能定理有（2）设行星绕恒星做匀速圆周运动，行星的质量为m,运动半径为r,运动速度大小为v。恒星对行星的作用力F 提供向心力，则F=mr运动周期T=也V根据开普勒第三定律5=女，k 为常量,得4兀%n即恒星对行星的作用力F与r的平方成反比。（3）假定恒星的能量辐射各向均匀，地球绕恒星做

18、半径为r的圆周运动，恒星单位时间内向外辐射的能量为 生。以恒星为球心，以r为半径的球面上，单位面积单位时间接受到的辐射能量尸=44万广设地球绕太阳公转半径为r i在新轨道上公转半径为2。地球在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样，必须满足P不变，由于恒星单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍，得2=4rl设恒星质量为地球在轨道上运行周期为兀 万有引力提供向心力，有解得由于恒星质量是太阳质量的2倍，得20.指南针是利用地磁场指示方向的装置，它的广泛使用促进了人们对地磁场的认识。现代科技可以实现对地磁场的精确测量。（1）如 图1所示，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表，迅速摇动

19、这根电线。若电线中间位置的速度约lO m/s,电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小B地;（2）如图2所示，一矩形金属薄片，其长为a,宽为b,厚为c。大小为/的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M,N两电极间产生的电压为已知薄片单位体积中导电的电子数为 ，电子的电荷量为e。求磁感应强度的大小8；（3）假 定（2）中的装置足够灵敏，可用来测量北京地区地磁场磁感应强度的大小和方向，请说明测量的思路。【答案】（1）数量级为10一51；门）6 =宁nec；（3）见解析【解析】【详解】（1）由E=8及可估算得该处地磁场磁感应强度B地的大小的数量级为1

20、0一5丁。（2）设导电电子定向移动的速率为v,M时间内通过横截面的电量为Aq,有1 -=nebcvt导电电子定向移动过程中，在M N方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有eBb得（3）如答图3建立三维直角坐标系Oxyz设地磁场磁感应强度在三个方向的分量为8八8八Bz.把金属薄片置于xOy平面内，M、N两极间产生电压 5仅取决于反。由（2）得由a 正 负（M、N两极电势的高低）和电流/的方向可以确定&的方向。同理，把金属薄片置于xOz平面内，可得%的大小和方向；把金属薄片置于yOz平面内，可得8*的大小和方向，则地磁场的磁感应强度的大小为B=QB；+B；+B；根据a、By、&的大小和方向可确定此处地磁场的磁感应强度的方向。