北京市高考模拟物理试题2

2022高考物理模拟试题（北京卷）一、实验题1．某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数，想出了很多方法。（1）其中甲同学采用例如如图1所示的装置进行实验，他使物块在重力的牵引下开始运动，当重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上，实验中甲同学用打点计时器记录了物块的物体，如图为他截取的一段纸带，记录了物块做匀减速运动过程的信息，1、2、3、4、5是他选取的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器电源的频率为50Hz。根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度的大小a=m/s2（保留两位有效数字）。若当地的重力加速度大小为9.8m/s2，则物块与桌面的动摩擦因数μ1=（保留两位有效数字），该测量结果比动摩擦因数的真实值（填“（2）乙同学采用了如图3所示的另一套装置进行实验，使物块A位于水平桌面的O点时，重物B刚好接触地面，将A拉到P点，待B稳定后由静止释放。A最终滑到Q点，分别测量OP、OQ的长度h和s。改变h，重复以上的操作，分别测出以下几组实验数据。乙同学在图4中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点，请你在图中标出第4组数据对应的坐标点，并画出s-h关系图线。实验中测得A、B的质量之比mA:mB=4:5，则根据s-h2．图（a）是测量电源电动势E和内阻r的原理图。R0=2.5Ω为定值保护电阻，电流表内阻不计，长（1）在电阻丝接入电路前，使用多电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡倍率（选填“×1”或“×100”）重新进行测量。正确操作后，多用表的示数如图（b）所示，结果为，电阻丝单位长度电阻μ0=（2）请根据电路图图（a）把实验图（c）电路连接完整；（3）闭合开关S，记录ac的长度L和电流表A的示数I。多次滑动c点改变ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的1I值，则1I=；（用E、r、R0、（4）图（d）是根据多组实验数据得到的1I-L图像，由图像得电动势E=V，内阻r=二、计算题3．质量m为10g的子弹，以v=300m/s的水平速度射入质量M为50g静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中，子弹留在木块中以后，木块运动的速度v1是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度v’为100m/s，这时木块的速度v2又是多大？4．质谱仪是一种检测和分离同位素的仪器。a、b是同位素原子核，它们的电荷量均为q，a的质量为m。如图所示，它们从静止开始经电压为U的电场加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，最后打在照相底片上。从照相底片上获知a、b在磁场中的轨迹直径分别为x、3x。不计a、b的重力（1）a进入磁场时的速度大小v；（2）磁场的磁感应强度大小B；（3）b的质量。5．北京冬奥会已圆满结束，人们参与冰雪运动的热情高涨。如图所示滑雪滑道PQR，质量60kg的滑雪爱好者从顶端P静止滑下，从末端R滑出时速度为18m/s，滑行过程中姿势保持不变，P端相对滑道最低点Q高度24m，R端相对Q点高度4m。已知滑道末端R处的切线与水平方向夹角为60°（g=10m/s2），求：（1）从P到R滑行过程中，该滑雪爱好者克服阻力做功和重力做功的比值k；（2）滑雪爱好者从R处离开滑道后相对R上升的最大高度h。6．秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为l1，人站立时摆长为l2。不计空气阻力，重力加速度大小为g（1）如果摆长为l1，“摆球”摆到最高点时摆角为θ，求此时“摆球”加速度的大小。（2）人蹲着摆动和站立摆动时如果摆角均小于5°，则时间t内哪一种情况摆动次数多？多几次？（3）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。设人蹲在踏板上从最大摆角θ1开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为θ2。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明θ2三、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。7．在匀强磁场中，有一个原来静止的C原子核发生衰变，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7：1，那么C的衰变方程为（）A．614C→+1C．614C→18．如图所示，一个质量为m的小球以初速度v0水平抛出，当小球速度与水平方向夹角为53°时，重力加速度取g，sin53°=0.A．mgv0 B．34mgv0 C9．某压敏电阻的阻值R随压力F变化的规律如图甲所示，将它水平放在电梯地板上并接入如图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体m，即可通过电路中电流表A的示数I来研究电梯的运动情况。已知电梯静止时电流表的示数为I0。下列说法正确的是（）A．若示数I=I0，则电梯一定处于静止状态B．若示数I保持不变，则电梯一定做匀速运动C．若示数I在增大，则电梯的速度在增大D．若示数I>I0，则电梯可能在减速向下运动10．月球的质量约为地球质量的181，半径约为地球半径的14，地球的第一宇宙速度为A． B． C． D．11．如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统。斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道间的动摩擦因数为34。木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下（货物与木箱之间无相对滑动），当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置A．木箱与货物的质量之比为6：1B．下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点C．木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为1：6D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能12．如图所示电路中，理想变压器原线圈两接线柱间的交流电压的有效值不变，两灯泡L1、L2规格完全相同，在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（）A．仅使滑片M下移，电流表示数变大B．仅使滑片M下移，变压器原线圈中的电流变大C．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，灯泡L2中的电流一直增大D．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，电流表示数一直增大13．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，它的体积V随热力学温度T的变化关系如图所示。在这个过程中（）A．气体压强不断变大 B．气体内能保持不变C．气体对外界做负功 D．气体从外界吸收热量14．甲、乙两辆汽车沿同一平直公路行驶，两汽车的速度随时间变化如图所示，t=9sA． B．3s C． D．6s15．下表是几种金属的截止频率和逸出功，用频率为9.00×1014Hz金属钨钙钠铷截止频率（×1014Hz）逸出功（eV）A．钨 B．钙 C．钠 D．铷16．2022年1月，西安卫星测控中心圆满完成52颗在轨运行的北斗导航卫星健康状态评估工作。“体检”结果显示，所有北斗导航卫星的关键技术指标均满足正常提供各类服务的要求。北斗导航卫星中的“北斗三号"采用星载氢原子钟，通过氢原子能级跃迁产生电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图，则（）A．氢原子由基态跃迁到激发态后，原子的电势能减少B．用11eV的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态C．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射出3种不同频率的光子D．一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射钾板（逸出功为），钾板表面所发出的光电子的最大初动能为17．在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A，B两处分别固定两正点电荷，其电量分别为QA、QB，两点电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是A，B连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像，图中x=L点为图线的最低点。若将带正电小球（可视为质点）在A．QB．小球向左运动过程中加速度先减小后增大C．小球向左运动过程中电势能先增大后减小D．小球能恰好到达x=-218．三根足够长的绝缘直导线a、b、c按图示方式固定放置在同一纸面内，其交点分别为M、N、P，三点恰好构成正三角形，O点为该三角形的中心，O'点与O点关于导线c对称。现在a、b、c三根导线中分别通入恒定电流I、2I、3I。已知长直导线电流在空间某点产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该点到直导线的距离成反比。若O点的磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向里，则O'A．大小为34BB．大小为34BC．大小为14BD．大小为14B19．两个完全相同的正方形匀质金属框1、2，边长均为L，通过长为2L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边L处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度v0水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B（B未知）使两个金属框在磁场中都恰好匀速通过磁场，A．金属框1、2通过磁场区域时的磁感应强度大小满足BB．每个金属框通过磁场的过程中，该金属框中电流的大小和方向均保持不变C．两个金属框通过磁场的过程中克服安培力做功的功率相等D．两个金属框通过磁场的过程中产生的热量相同20．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。下列说法正确的是（）A．∠BCD=135°B．∠BAE和∠BCD不相等C．该五棱镜折射率的最小值是1D．该五棱镜折射率的最小值是2

答案解析部分1．【答案】（1）；；偏大（2）；【解析】【解答】(1)由打点计时器电源的频率为50Hz，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，可知相邻计数点间的时间为，进而由逐差法可得加速度为：a物体受摩擦力作用而减速运动，可得μ1Mg=Ma解得μ由于实际在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力之和，所以计算结果比动摩擦因数的真实值偏大。(2)如图：B下落至临落地时根据动能定理有mBgh−μ2mAgh＝12(mA+mB)v在B落地后，A运动到Q，有μ2mAgs＝12mAv解得sA、B的质量之比mA：mB=4：5，由s-h图象可得斜率k解得μ2＝

【分析】（1）利用逐差法可以求出加速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；由于纸带受到阻力的作用所以其动摩擦因数的测量值偏大；

（2）利用坐标点进行连线；利用其动能定理结合图像斜率可以求出动摩擦因数的大小。2．【答案】（1）×1；6（或）；10（2）如图所示：（3）1（4）；【解析】【解答】（1）在电阻丝接入电路前，使用多电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，应选择欧姆挡×1倍率重新进行测量；正确操作后，多用表的示数如图（b）所示，结果为6Ω长度为60cm的电阻丝ab上标有长度刻度μ（2）（3）因为是串联电路，则E即1（4）由图可知r+μ解得Er

【分析】（1）指针偏角过大是因为倍率太大，因选“×1”倍率；

（2）根据电路图连接实物图；

（3）利用闭合电路欧姆定律得出电流倒数和L的关系式；

（4）根据图像得出电源的电动势以及电源的内阻。3．【答案】解：子弹留在木块中，二者具有相同的速度，设为v1由动量守恒：M子v0=（M子+M木）v1得v1子弹穿过木块后，木块的速度设为v木，子弹的速度为v子由动量守恒：M子v0=M木v木+M子v子得v木【解析】【分析】利用动量守恒定律可以求出木块的速度大小。4．【答案】（1）解：a在加速电场中，有qU解得v（2）解：a进入磁场，有qvB又x=2解得B（3）解：由B可得m又x解得m【解析】【分析】（1）粒子进入加速电场中，利用动能定理可以求出粒子进入磁场速度的大小；

（2）粒子进入磁场做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律结合轨道半径的大小可以求出磁感应强度的大小；

（3）利用牛顿第二定律可以求出其轨迹直径的表达式，结合其轨迹直径的大小可以求出b质量的大小。5．【答案】（1）解：滑雪爱好者从P到R，设克服阻力做功为Wf，由动能定理由题意k代入数据可得k（2）解：滑雪爱好者从R处滑出时的竖直分速度v上升到最高点时竖直速度为0h代入数据可得h【解析】【分析】（1）滑雪爱好者从P到R根据动能定理得出滑雪爱好者克服阻力做功和重力做功的比值；

（2）根据速度的分解得出滑雪爱好者从R处滑出时的竖直分速度，利用匀变速直线运动的规律得出滑雪爱好者从R处离开滑道后相对R上升的最大高度。6．【答案】（1）解：在最高点时受力如图此时加速度垂直于摆线沿轨迹切线方向，由牛顿第二定律：mgsinθ=ma所以a=gsinθ（2）解：摆角小于5°，单摆做简谐振动，周期T所以蹲着摆动时t时间内振动次数n站着摆动时t时间内振动次数n因为l1>l2，所以站着摆动时振动次数多。多了次数Δn（3）解：设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小为v，根据功能关系（或机械能守恒）人蹲在踏板上从最大摆角θ1开始运动到最低点的过程中，有保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为θ2的过程中，有：由此可得mg因为l1>l2，得cos所以θ【解析】【分析】（1）在最高点时根据牛顿第二定律得出加速度的表达式；

（2）根据单摆的周期表达式以及蹲着摆动的次数和站着摆动的次数，从而得出次数差；

（3）人运动到最低点的过程和保持站立姿势摆到另一边的过程中根据机械能守恒得出摆角的大小关系。7．【答案】B【解析】【解答】静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，由动量守恒知新核的速度与粒子速度方向相反，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断出粒子与新核的电性相反，则为β衰变。在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，有qvB解得r＝mv因粒子和新核的动量大小相等，可由半径之比7∶1，从而确定电荷量之比为1∶7，即可根据电荷数守恒及质量数守恒得出核反应方程式为B。故答案为：B。

【分析】原子核发生衰变根据动量守恒得出新核和粒子速度的方向关系以及洛伦兹力的方向；结合左手定则得出粒子和新核的电性，通过洛伦兹力提供向心力，得出轨道半径的表达式。8．【答案】C【解析】【解答】设小球速度与水平方向夹角为53°时，小球的竖直分速度为vy，根据题意有重力的瞬时功率为P联立代入数据解得P=故答案为：C。

【分析】根据平抛运动速度的偏角表达式得出竖直分速度的表达式，结合瞬时功率的表达式得出重力的瞬时功率。9．【答案】D【解析】【解答】A．若示数为I0，说明m对压敏电阻的压力与静止时相同，即m的合外力为零，电梯可能处于静止状态也可能处于匀速运动状态，A不符合题意.B．由图可知压敏电阻的阻值与受到的压力有关，若示数I不变，说明压敏电阻的阻值保持不变，压敏电阻受到的压力不变，对于m受到的支持力不变，m的合外力恒定，故m可能做匀变速直线运动，也可能做匀速运动，B不符合题意.C．若示数I在增大，说明压敏电阻的阻值在减小，由图可知，压力越大，阻值越小，所以压敏电阻受到的压力在逐渐增大，由上述条件只能判断压敏电阻受到的合外力在变化，由于不能确定合外力方向，故无法确定电梯速度如何变化，C不符合题意.D．对应电流表示数为I0，压敏电阻受到的压力等于m的重力，当I＞I0时，电路中电流比静止时变大，说明压敏电阻阻值变小，压力增大，压力大于重力，m的合外力向上，加速度方向向上，如果电梯正在上升，则为加速上升，如果电梯正在下降，则为减速下降，D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据电力表示数的变化情况得出电梯的运动情况，当电流表的示数发生变化时利用牛顿第二定律得出加速度的变化情况，从而得出该电梯的运动情况。10．【答案】C【解析】【解答】根据万有引力提供向心力有GMm则地球的第一宇宙速度为v设月球上卫星的最小发射速度为v'，则v故答案为：C。

【分析】根据万有引力提供向心力从而得出第一宇宙速度的表达式，由此得出月球卫星的最小发射速度。11．【答案】B【解析】【解答】A.系统从开始下滑到再次回到最高点过程，由能量守恒定律可得mgL解得木箱与货物的质量之比为MA不符合题意；B.下滑过程中，木箱速度最大时弹簧的压缩量为x1，由受力平衡得下滑过程中，木箱速度最大时弹簧的压缩量为x2，由受力平衡得故有x1=xC.木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度大小a上滑的加速度大小a则下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为aC不符合题意；D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧增加的弹性势能和因摩擦产生的内能，D不符合题意；故答案为：B。

【分析】系统从开始下滑到再次回到最高点过程，根据能量守恒得出木箱和货物的质量之比；下滑过程中，根据共点力平衡得出弹簧形变量的大小关系；木箱与弹簧没有接触时，根据牛顿第二定律得出下滑和上滑的加速度之比。12．【答案】C【解析】【解答】A．仅使滑片M下移，副线圈匝数减小，根据理想变压器U知副线圈电压减小，副线圈电路电阻不变，所以电流减小，A不符合题意；B．仅使滑片M下移，副线圈电压、电流均减小，所以副线圈功率减小，根据理想变压器特点U知原线圈中电流变小，B不符合题意；C．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，并联部分电路电压（副线圈电压）不变，L2所在支路电阻逐渐减小，根据并联分流特点可知，L2中电流一直增大，C符合题意；D．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，则并联部分电阻先增大后减小，副线圈总电阻先增大后减小，副线圈电压不变，所以副线圈总电流（电流表示数）先减小后增大，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】根据理想变压器的匝数比和电压比的关系得出电流表示数的变化情况；使滑片M下移，利用欧姆定律得出原线圈中的电流变化情况，从而进行分析判断段。13．【答案】D【解析】【解答】A．由pV=nRTV-T图线的斜率不变，则压强不变，B．理想气体不考虑势能，温度升高气体分子的平均动能增大，则气体内能增大，B不符合题意；C．气体体积增大，气体对外界做正功，C不符合题意；D．气体对外界做正功，且气体的内能增大，由热力学第一定律可知气体一定从外界吸收热量，D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用理想气体的状态方程结合图像斜率不变可以判别气体压强不变；利用其温度的变化可以判别内能的变化，结合体积的变化可以判别气体对外界做功；再结合热力学第一定律可以判别气体吸收热量。14．【答案】B【解析】【解答】由数学知识可知，两图线的交点的横坐标为t因为速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，故两物体在t=3s和t=9s时刻的位移差相同，t=9s时两车第二次相遇，则两车第一次相遇的时刻为t=3s故答案为：B。

【分析】根据相遇追击和v-t图像得出当两车速度相等时相距最近；v-t图像与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移。15．【答案】B【解析】【解答】由题意知，仅有钙、钠和铷三种金属能发生光电效应，根据E以及德布罗意波公式λ根据动量和动能的关系p联立可得钙λ代入数据从钙金属表面逸出的具有最大初动能的光电子对应的德布罗意波长最长，B符合题意，ACD不符合题意。故答案为：B。

【分析】根据光电效应方程以及德布罗意波波长的表达式和动量的表达式得出波长的表达式，从而判断得出德布罗意波长最长的波。16．【答案】D【解析】【解答】A．按照波尔理论，氢原子由基态跃迁到激发态，核外电子从低轨道跃迁到高轨道，克服库仑力做功，原子的电势能增大，A不符合题意；B．处于基态的氢离子跃迁到激发态，如果到第2能级ΔE如果到第3能级Δ都不符合跃迁条件，B不符合题意；C．大量处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁能幅射NC不符合题意；D．n=3的氢原子从激发态向低能级跃迁，释放最大能量的光子，根据光电效应方程解得最大初动能为，D符合题意；故答案为：D。

【分析】根据玻尔原子理论判断电势能的变化情况，结合氢原子跃迁时释放的能量等于两能级间的能级差，通过光电效应方程得出光电子的最大初动能。17．【答案】B【解析】【解答】A.根据φ-x图象切线的斜率表示场强E可知，x=L解得QA不符合题意；BC.根据φ-x图象可知，x=L右侧电场方向向左，左侧电场方向向右，将带正电小球在x=2L的C点由静止释放后，先向左加速到x=L处再向左减速，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，C不符合题意；由于D.小球从C点由静止释放向左运动到速度减为0的过程，电场力做功为0，即速度为0的位置电势与C点位置的电势相等，从图象可以看出该位置应位于-L~0故答案为：B。

【分析】φ-x图象切线的斜率表示场强，利用点电荷周围电场强度的表达式以及电场强度的叠加得出18．【答案】D【解析】【解答】设a导线在O点产生的磁感应强度大小为B，则b导线在O点产生的磁感应强度大小为2B，c导线在O点产生的磁感