2022年高考物理點(diǎn)睛卷（北京卷）教師版

2022年高考物理點(diǎn)睛卷（北樂卷）

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目

要求的一項(xiàng)。

1.如圖所示為氮離子（He）的能級(jí)圖，根據(jù)玻爾原子理論，關(guān)于氫離子能級(jí)躍遷，下列說

法正確的是（）

以V

〃e

O

06051

5-1,18

4-2T.40

304

-6.

2工6

1----------------54.4

A.大量處于〃=3能級(jí)的氮離子，最多可輻射2種不同頻率的光子

B.從"=4向”=3能級(jí)躍遷，需吸收2.64eV能量

C.處于〃=1能級(jí)的氨離子，可以吸收54.0eV的能量而發(fā)生電離

D.從〃=3躍遷到〃=2能級(jí)比從〃=2躍遷到"=1能級(jí)輻射出的光子頻率低

【答案】D

【解析】

A.大量處于〃=3能級(jí)的氮離子，最多可輻射

C；=3

種不同頻率的光子，故A錯(cuò)誤；

B.因?yàn)閺摹?4向〃=3能級(jí)躍遷，是從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，要釋放能量，故B錯(cuò)誤;

C.由圖可知，處于〃=1能級(jí)的氮離子要發(fā)生電離，需要吸收的能量應(yīng)滿足

A￡->0-￡,=54.4eV

故c錯(cuò)誤；

D.因?yàn)閺摹?3躍遷至IJ〃=2能級(jí)輻射的光子能量為

△?二芻一七2=7.56eV

而從〃=2躍遷到〃=1能級(jí)輻射的光子能量為

△￡**=&-片=40.8eV

即從〃=3躍遷到〃=2能級(jí)比從〃=2躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子的能量小，又因?yàn)?/p>

￡=hv

所以從〃=3躍遷到?=2能級(jí)比從〃=2躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子頻率低，故D正確。

故選D。

2.如圖所示，°、6兩束相互平行的單色光，以一定的入射角照射到平行玻璃磚上表面，經(jīng)平

行玻璃磚折射后匯聚成一束復(fù)色光c,從平行玻璃磚下表面射出。下列說法中正確的是（）

A.在真空中，。光的傳播速度小于b光的傳播速度：

B.增大入射角，a光在玻璃磚下表面可發(fā)生全反射；

C.用同一裝置在相同條件下分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，。光條紋間距?。?/p>

D.用。光、6光照射某金屬表面，若“光能發(fā)生光電效應(yīng)，則h光一定也能發(fā)生光電效應(yīng)。

【答案】C

【解析】

A.在真空中，。光的傳播速度等于6光的傳播速度，故A錯(cuò)誤；

B.因?yàn)楣饩€是從玻璃磚上表面經(jīng)過一次折射到下表面的，所以增大入射角，“光在玻璃磚

下表面不可能達(dá)到臨界角，因此不可能發(fā)生全反射，故B錯(cuò)誤；

C.兩束光的入射角相同，。光的折射角較小，所以。光的折射率較大，則頻率較大，波長(zhǎng)

短，根據(jù)

Ax=-/I

d

可知，。光條紋間距小，故C正確；

D.a光頻率大，可以發(fā)生光電效應(yīng)，b光頻率小，可能小于極限頻率，所以可能不發(fā)生光電

效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

故選C。

3.兩個(gè)完全相同的電熱器分別通以如圖甲、乙所示的交變電流，在相同時(shí)間內(nèi)兩電熱器產(chǎn)

生的熱量之比。平：。/為（）

中圖電流的有效值為4,根據(jù)有效值的定義則有

2

I^R-T=IVR-T

解得

/甲=/（）

電熱器產(chǎn)生的熱量

乙圖電流的有效值為G，則有

電熱器產(chǎn)生的熱量

。乙=（金）人蛇吟也

所以A正確；BCD錯(cuò)誤；

故選Ao

4.（2022?重慶?二模）如題圖所示，夏天，從湖底形成的氣泡，在緩慢上升到湖面的過程

中沒有破裂。若越接近水面，湖內(nèi)水的溫度越高，大氣壓強(qiáng)不變，將泡內(nèi)氣體視為理想氣

體。則在氣泡緩慢上升的過程中，對(duì)于泡內(nèi)氣體，下列說法正確的是（）

A.每一個(gè)氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)都變快

B.對(duì)氣泡壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)的沖量變小

C.對(duì)氣泡壁做功，內(nèi)能減少

D.內(nèi)能增大，放熱

【答案】B

【解析】

A.如果氣體溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，并不是每一個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都增加，A

錯(cuò)誤；

B.根據(jù)氣體壓強(qiáng)定義及其微觀意義，氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，氣泡內(nèi)分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)氣

泡壁單位面積的撞擊力減小

I=Ft

易知?dú)馀輧?nèi)氣體分子對(duì)氣泡壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)的沖量一定減小，B正確；

C.氣泡上升過程中，溫度升高，與水面的距離減小

P=Po+Pgh

壓強(qiáng)減小，則根據(jù)

2C

T

可知?dú)怏w對(duì)氣泡壁做功，內(nèi)能減小，C錯(cuò)誤；

D.湖內(nèi)水的溫度越高，氣體的溫度升高，氣體內(nèi)能增大，根據(jù)以上選項(xiàng)分析，可知體積

增大，氣泡內(nèi)氣體對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)馀輧?nèi)氣體吸熱，D錯(cuò)誤。

故選B。

5.圖甲為一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在f=ls時(shí)刻的圖像，圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況如

圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖像

B.該簡(jiǎn)諧波的波速為0.3m/s

C.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)K與工的速度、加速度都相同

D.質(zhì)點(diǎn)K再經(jīng)1s將沿x軸正方向移動(dòng)到x=0.4m處

【答案】A

【解析】

A.由題意知波向右傳播，由圖可得f=ls時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c在平衡位置，由上下坡法可知質(zhì)點(diǎn)￡下

一時(shí)刻向下振動(dòng)，故乙圖可能是質(zhì)點(diǎn)心的振動(dòng)圖像，故A正確；

B.由圖可得

2=0.4m

7=2s

所以波速為

v=y=0.2m/s

故B錯(cuò)誤；

C.由圖可知質(zhì)點(diǎn)K與L相差半個(gè)周期，所以兩者的速度、加速度等大、反向，故C錯(cuò)誤;

D.因?yàn)槊總€(gè)質(zhì)點(diǎn)都在自己平衡位置周期性振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

6.中國計(jì)劃在2030年前后實(shí)現(xiàn)航天員登月。如果航天員登月后做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，用輕繩拉

著小球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，繩長(zhǎng)為人小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度為現(xiàn)時(shí)。小球恰能做完整的圓

周運(yùn)動(dòng)。已知月球半徑為則月球的第一宇宙速度大小為（）

【答案】B

【解析】

由題知，球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度為V"時(shí).，小球恰能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則有

V0=

根據(jù)重力和萬有引力的關(guān)系有

「Mm

mg=G產(chǎn)

根據(jù)第一宇宙速度的定義由

GM

V=

R

計(jì)算得

V=V0

故選B。

D-

7.磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)中單位體積所具有的能量叫作能量密度，其值為3,式中8是磁

2〃

感應(yīng)強(qiáng)度，〃是磁導(dǎo)率，在空氣中〃為一己知常數(shù)。為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面附近的

磁感應(yīng)強(qiáng)度8,一學(xué)生用一根端面面積為S的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片尸，再用力將

鐵片與磁鐵拉開一段微小距離加，并測(cè)出拉力凡如圖所示。因?yàn)槭龅墓Φ扔陂g隙中

磁場(chǎng)的能量，所以由此可得磁感應(yīng)強(qiáng)度。下列結(jié)論正確的是（)

.

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度3=小與

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度5=

D.磁感應(yīng)強(qiáng)度8=/p

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度5

V尸△/

【答案】B

【解析】

拉力做的功為

W=F\l

能量密度為

WFMFB-

解得

度

B=

故選B?

8.如圖，飛機(jī)距離水平地面的高度為“，在水平方向以速度叫勻速飛行，到達(dá)山坡底端正

上方時(shí)釋放一箱質(zhì)量為，〃的救援物資，救援物資打在山坡上的/點(diǎn)，/點(diǎn)的高度為鼠不考

慮空氣阻力的影響，則()

A.這箱物資在空中飛行的時(shí)間為杼

B.這箱物資落到/點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為加g(H-h)

C.N點(diǎn)距山坡底端的水平距離為%J型，?

D.山坡的傾角滿足tanQg叫?

hVg

【答案】C

【解析】

A.由

H-h=^gt2

可得這箱物資在空中飛行的時(shí)間為

故A錯(cuò)誤;

B.不考慮空氣阻力的影響，只有重力做功，所以有

Ek-^mv^=mg(H-h)

可得

Ek=mg(H_/z)+gmy；

故B錯(cuò)誤;

c.4點(diǎn)距山坡底端的水平距離即為物資的水平位移，則有

故C正確；

D.山坡的傾角。滿足

tan。上」

xv0\2(H-h)

故D錯(cuò)誤。

故選C。

9.如圖所示，內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球,

以速率%沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)

間成正比增加的變化磁場(chǎng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中小球帶電量不變，那么()

A.小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力一定不斷增大

B.小球受到的磁場(chǎng)力一定不斷增大

C.小球先沿逆時(shí)針方向減速運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間后沿順時(shí)針方向加速運(yùn)動(dòng)

D.由于渦旋電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球的動(dòng)能一直在增大

【答案】C

【解析】

CD.由楞次定律可知，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感生電場(chǎng)沿順時(shí)針方向，小球帶正電，小球的所

受電場(chǎng)力沿順時(shí)針方向，與小球的運(yùn)動(dòng)方向相反，渦旋電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功，則小球先沿逆

時(shí)針方向減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球速度減到0后，渦旋電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球沿順時(shí)針方向加

速運(yùn)動(dòng)，所以C正確；D錯(cuò)誤；

AB.由于小球在水平面做圓周運(yùn)動(dòng)，環(huán)對(duì)小球的彈力及洛倫茲力的合力提供向心力，由于

小球的速度先減小后增大，及磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，則小球?qū)Νh(huán)的壓力與洛倫茲力不一定始終

增大，所以AB錯(cuò)誤；

故選c。

10.如圖所示，一帶正電的粒子以一定的初速度進(jìn)入某點(diǎn)電荷。產(chǎn)生的電場(chǎng)中，沿圖中彎

曲的虛線軌跡先后經(jīng)過電場(chǎng)中的6兩點(diǎn)。其中a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為良，方向與而連

線成30。角，6點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E6,方向與“6連線成60。角。粒子只受電場(chǎng)力的作用，

下述說法中正確的是（）

A.點(diǎn)電荷。帶正電

B.。點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)

C.從“到6,系統(tǒng)的電勢(shì)能增加

D.粒子在。點(diǎn)的加速度大于在6點(diǎn)的加速度

【答案】B

【解析】

A.根據(jù)負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線有會(huì)聚的特點(diǎn)，則點(diǎn)電荷。帶負(fù)電，所以A錯(cuò)誤；

B.點(diǎn)電荷0恰好處于a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)線的交點(diǎn)處，根據(jù)負(fù)點(diǎn)電荷等勢(shì)面的分布特點(diǎn)，離負(fù)

點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn)電勢(shì)越高，山幾何關(guān)系可知，。點(diǎn)離負(fù)點(diǎn)電荷較遠(yuǎn)，所以a點(diǎn)的電勢(shì)高于6

點(diǎn)電勢(shì)，則B正確；

C.從。到從電場(chǎng)力對(duì)正電粒子做正功，所以系統(tǒng)的電勢(shì)能減小，則C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)公式

E=k￡

r

粒子在。點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于在6點(diǎn)，則粒子在。點(diǎn)的電場(chǎng)力小于在b點(diǎn)，所以粒子在。點(diǎn)的加速

度小于在b點(diǎn)的加速度，則D錯(cuò)誤；

故選Bo

11.恒流源可為電路提供恒定電流如圖所示的電路中，R為定值電阻，電流表、電壓表

為理想電表，導(dǎo)線電阻不計(jì)。調(diào)節(jié)變阻器&接入電路的阻值，記錄電流表、電壓表的示數(shù)

并依次記錄在下表中。由數(shù)據(jù)可以判斷（)

iiI@T1

恒流源R(V)R,.<~

序號(hào)12345678

U(V)14.012.010.08.06.04.02.00

/(A)0.300.400.500.600.700.800.901.00

A.實(shí)驗(yàn)過程中&逐漸增大

B.電路中定值電阻R的阻值為20。

C.恒流源提供的恒定電流/。為2.00A

D.實(shí)驗(yàn)過程中恒流源輸出功率不變

【答案】B

【解析】

A.由部分電路歐姆定律&=半知，由表中數(shù)據(jù)可以看出電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大,

故電壓與電流比值減小，故實(shí)驗(yàn)過程中&逐漸減小，故A錯(cuò)誤；

BC.由題意電流不變，且電阻R與乙兩端電壓相等，即

—)R

U2=(IO-I2)R

代入數(shù)據(jù)得

7?=200

Zo=l.OOA

故B正確，C錯(cuò)誤；

D.實(shí)驗(yàn)過程中恒流源輸出功率為尸=U/。，因?yàn)檩敵鲭妷杭措妷罕硎緮?shù)，故U減小，故恒

流源輸出功率減小，故D錯(cuò)誤。

故選B。

12.如圖所示，勁度系數(shù)為〃的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為加

的物體接觸（未連接），彈簧水平且無形變。用水平力緩慢推動(dòng)物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)

度被壓縮了此時(shí)物體靜止。撤去F后，物體開始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離為4枇。物

體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“，重力加速度為g。則（）

A.撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng)

B.撤去尸后，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為豆

m

C.物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2J2

丫〃g

D.物體開始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為〃加g（x0-半）

k

【答案】D

【解析】

A.撤去尸后，彈簧形變?cè)诨謴?fù)的過程中，彈力逐漸減小，則合力先減小，再增大，最后脫

離彈簧后，保持不變，A錯(cuò)誤；

B.撤去尸后，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)有

kxQ-jLimg=ma

解得

kxa-pmg

Cl-

tn

B錯(cuò)誤；

C.物體脫離彈簧后，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，逆向得物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有

C錯(cuò)誤；

D.速度最大時(shí)，合力為零，有

kx-jumg=0

此時(shí)彈簧形變?yōu)?/p>

4加g

A-

k

則該過程中克服摩擦力做的功力

%=〃機(jī)g（xo-卓^）

k

D正確。

故選D。

13.如圖所示，兩個(gè)擺長(zhǎng)均為L(zhǎng)的單擺，擺球A、B質(zhì)量分別為機(jī)八m2,懸點(diǎn)均為。。在

。點(diǎn)正下方0.19工處固定一小釘。初始時(shí)刻B靜止于最低點(diǎn)，其擺線緊貼小釘右側(cè)，A從圖

示位置由靜止釋放（。足夠?。?，在最低點(diǎn)與B發(fā)生彈性正碰。兩擺在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中均滿

足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件，懸線始終保持繃緊狀態(tài)且長(zhǎng)度不變，擺球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)碰撞時(shí)間及空

氣阻力，重力加速度為g。下列選項(xiàng)正確的是（）

A.若m尸m2,則A、B在擺動(dòng)過程中最大振幅之比為9:10

則每經(jīng)過1.9萬］：時(shí)間A回到最高點(diǎn)

B.若mi=m2,

C.若機(jī)/＞掰2,則A與B第二次碰撞不在最低點(diǎn)

D.若〃則A與B第二次碰撞必在最低點(diǎn)

【答案】D

【解析】

A.若〃〃=小，則兩球彈性正碰后交換速度，所以A、B在擺動(dòng)過程中最大振幅相等，故A

錯(cuò)誤;

B.若mi”,兩球的振動(dòng)完全一樣，所以每經(jīng)過2萬］時(shí)間A回到最高點(diǎn)，故B錯(cuò)誤;

C.擺長(zhǎng)為心的單擺，其周期為

擺長(zhǎng)為0.81乙的單擺對(duì)應(yīng)的周期為

r=2%

若例＞叱,則碰后A球向右運(yùn)動(dòng)，擺長(zhǎng)變?yōu)?.8",B球擺回最低點(diǎn)后向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺長(zhǎng)為

0.81Z,所以兩擺的周期均為

T"=-T+-T'=1.9TT

22

即第一次在最低點(diǎn)碰撞后，經(jīng)過一個(gè)周期發(fā)生第二次碰撞，位置仍然在最低點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；

D.若〃〃＜小，則A與B碰后，A反彈，兩球的擺長(zhǎng)一樣，周期一樣，所以各經(jīng)過半個(gè)周期

后，在最低點(diǎn)發(fā)生第二次碰撞，故D正確。

故選D。

14.弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)是研究汞原子能量是否具有量子化特點(diǎn)的重要實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理如圖甲

所示，燈絲K發(fā)射出初速度不計(jì)的電子，K與柵極G間的電場(chǎng)使電子加速，G、A間加有

電壓為0.5V的反向電場(chǎng)，使電子減速，電流表的示數(shù)大小間接反映了單位時(shí)間內(nèi)能到達(dá)A

極電子的多少。在原來真空的容器中充稀薄汞蒸氣后，發(fā)現(xiàn)K、G間電壓U每升高4.9V

時(shí)，電流表的示數(shù)/就會(huì)顯著下降，如圖乙所示?？茖W(xué)家猜測(cè)電流的變化與電子和汞原子

的碰撞有關(guān)，玻爾進(jìn)一步指出該現(xiàn)象應(yīng)從汞原子能量量子化的角度去解釋。依據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)

果下列判斷合理的是（）

f//pA

350.......................「一熱-；

300----------------------

____KG彳250--------------

i—@1

1200-------------A]~T——

1150—4—f————i

ioo—J--J-V——

5o/ML

“1h5V051015（y/v

甲乙

A.電子運(yùn)動(dòng)過程中只可能與汞原子發(fā)生一次碰撞

B.汞原子基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)的能級(jí)之差可能為4.9eV

C.K、G間電子的動(dòng)能越大，越容易使汞原子發(fā)生躍遷

D.K、G間電壓越大，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極的電子數(shù)越多

【答案】B

【解析】

A.電子運(yùn)動(dòng)過程中有可能與汞原子發(fā)生一次，也有可能沒發(fā)生碰撞，還可能發(fā)生多次碰

撞，A錯(cuò)誤;

B.由于電壓U每升高4.9V時(shí)，電流表的示數(shù)/就會(huì)顯著下降，說明汞原子基態(tài)和第?激

發(fā)態(tài)之間的能極之差等于4.9eV,B正確;

C.K、G間電子的動(dòng)能越大，根據(jù)乙圖，不一定更使汞原子發(fā)生躍遷，C錯(cuò)誤;

D.K、G間電壓越大，由乙圖可知，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極的電子數(shù)不一定越多，D錯(cuò)

誤。

故選B。

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（9分）

在“測(cè)量金屬絲的電阻率''實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻約為6C。

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，某次測(cè)量如圖所示，其讀數(shù)為mm。

（2）用電流表和電壓表測(cè)量金屬絲的電阻.按如圖連接好電路，用電壓表的接線柱尸先后

與“、方接觸，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)有較大變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則實(shí)驗(yàn)中電壓表

的接線柱P應(yīng)與點(diǎn)相連（選填力"或

（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中記錄了多組數(shù)據(jù)，并描繪出U-/圖像，如圖所示，由圖像可知，金屬

絲的電阻約為Qo

（4）設(shè)被測(cè)金屬絲電阻為右，長(zhǎng)度為3直徑的平均值為d,則該金屬材料電阻率的表達(dá)

式為夕=。

（用段、L、d等物理量表示）。

【答案】0.313a6.0至&

4L

【解析】

（1）由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)原則可得，直徑為

d=31.3x0.01mm=0.313mm

（2）用電壓表的接線柱P先后與a、6接觸，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)有較大變化，而電流表的

示數(shù)變化不大，說明電流表的分壓作用明顯，故應(yīng)該將電流表外接，故實(shí)驗(yàn)中電壓表的接線

柱P應(yīng)與〃點(diǎn)相連：

（3）因?yàn)閁-/圖像的斜率即電阻，所以可得

7?=—=^-Q=6.0Q

/0.50

（4）由電阻定律得

R=p—

x1S

S=-7i:d'

4

聯(lián)立得

16.（9分）如圖1所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器“可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球碰撞前

后的動(dòng)量關(guān)系。圖1中的。點(diǎn)為小球拋出點(diǎn)在記錄紙上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先使4球多

次從斜軌上位置P靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置E。然后，把半徑相同的8球靜置于

水平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置P靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在水平地面

上，多次重復(fù)上述/球與5球相碰的過程，分別找到碰后/球和8球落點(diǎn)的平均位置。和

尸。用刻度尺測(cè)量出水平射程°。、OE、OF。測(cè)得工球的質(zhì)量為機(jī)八，8球的質(zhì)量為機(jī)B。

圖1

（1）實(shí)驗(yàn)中，通過測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球碰撞前后的速度。

①實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件有?

A.兩球的質(zhì)量必須相等B.軌道末端必須水平

C.N球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放

②“通過測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球碰撞前后的速度”可行的依據(jù)是

A.運(yùn)動(dòng)過程中，小球的機(jī)械能保持不變

B.平拋運(yùn)動(dòng)的下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平射程與速度大小成正比

（2）當(dāng)滿足表達(dá)式時(shí)，即說明兩球碰撞中動(dòng)量守恒；如果再滿足表達(dá)式時(shí),

則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。（用所測(cè)物理量表示）

（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)采用另一方案：使用半徑不變、質(zhì)量分別為，機(jī)A、!，”、、!加人的8球。

將/球三次從斜軌上位置尸靜止釋放，分別與三個(gè)質(zhì)量不同的8球相碰，用刻度尺分別測(cè)

量出每次實(shí)驗(yàn)中落點(diǎn)痕跡距離。點(diǎn)的距離OE、OF,記為再、馬、王。將三組數(shù)據(jù)標(biāo)在

圖2

222

【答案】BCBmAOE=mAOD+mROFm^OE=m^OD+mBOFA

【解析】

（DA,為防止碰后小球/反彈，應(yīng)使/的質(zhì)量大于8的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；

B.為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，軌道末端必須水平，故B正確；

C.為保證小球/到軌道末端時(shí)的速度相等，力球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放,

故C正確。

故選BCo

小球做平拋運(yùn)動(dòng)的過程，有

,12

h=2gt

x=vt

整理得

X=

發(fā)現(xiàn)，平拋運(yùn)動(dòng)的下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平射程與速度大小成正比。

故選Bo

(2)因?yàn)榭捎眯∏蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)的水平射程來代替小球拋出時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒有

叫％=叫鳴

+mHv2

mAOE=m^OD+mBOF

若碰撞過程為彈性碰撞，則機(jī)械能守恒，有

11212

/團(tuán)八%2=2WAV1+^mBV2

即

12

m^OE=m^OD'+mBOF

(3)因?yàn)榕鲎睬埃騔的速度不變，則球/單獨(dú)落地時(shí)的演一直不變。

根據(jù)

mAx2=wAx,+mRx3

%々？=mxx\+nhxi

整理得

因?yàn)槿M數(shù)據(jù)中球8的質(zhì)量不同，故再-三圖像中，三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率不同，且

代入數(shù)據(jù)得斜率分別為

&=--,右=_,&3=一

'122334

故選Ao

17.(9分)如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框必〃從某一高處由靜止開始下落，在下

落過程中經(jīng)過一個(gè)有水平邊界且兩個(gè)水平邊界之間的距離也為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向垂直紙面向里。已知M邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

線框質(zhì)量為機(jī)，電阻為火，重力加速度為g。忽略空氣阻力。求：

(1)仍邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流的方向：

(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v；

（3）線框穿越磁場(chǎng)的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱。。

d_______f

0口

XXXXT

XXXXI

【答案】（1）仍邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；

（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小V為塔；

（3）線框穿越磁場(chǎng)的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱Q為2mgL。

【解答】解：（1）由楞次定律知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。

（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有機(jī)g=g,

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=

感應(yīng)電流/=至

R

安培力F*=BIL

聯(lián)立解得：丫=嚶

B2I3

（3）線框穿越磁場(chǎng)的過程中，一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，系統(tǒng)減小

的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

所以：Q=2mgL

答：（1）h邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；

（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v為喀：

B2I3

（3）線框穿越磁場(chǎng)的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱。為2/ng￡。

18.（9分）首鋼滑雪大跳臺(tái)（如圖甲所示）又稱“雪飛天”，是北京2022年冬奧會(huì)自由式滑

雪和單板滑雪比賽場(chǎng)地，谷愛凌和蘇翊鳴在此圓夢(mèng)冠軍。為研究滑雪運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)情況，建

立如圖乙所示的模型。跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員從滑道上的/點(diǎn)由靜止滑下，從跳臺(tái)。點(diǎn)沿水平方

向飛出。已知。點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，N點(diǎn)與。點(diǎn)在豎直方向的距離為心斜坡的傾角為仇運(yùn)

動(dòng)員的質(zhì)量為機(jī)。重力加速度為g。不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。求：

（1）運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過跳臺(tái)。時(shí)的速度大小v；

（2）從離開。點(diǎn)到落在斜坡上，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間*

（3）從離開。點(diǎn)到落在斜坡上，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)量的變化量。

【答案】（I）v=陶;（2）」=2乎tan"；G）2%國tan，，方向豎直向下

【解析】

（1）運(yùn)動(dòng)員從4點(diǎn)滑到。點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律

mgh=—mv2

解得

v=2gh

（2）運(yùn)動(dòng)員從。點(diǎn)到斜坡上，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律

x=vt,y=-g/2,tan0=—

2x

解得

2y12ghtan0

t=

g

（3）運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)到斜坡匕設(shè)動(dòng)量變化量為切，根據(jù)動(dòng)量定理

△p=mgt

可得運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量大小為

△p-2m^2ghtan0

方向豎直向下

19.（10分）類比是研究問題的常用方法。

（1）情境1：如圖1所示，彈簧振子的平衡位置為。點(diǎn)，在夙C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),

小球相對(duì)平衡位置的位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律可用方程x-ycosjl，描述，其中xm為小

球相對(duì)平衡位置O時(shí)的最大位移，m為小球的質(zhì)量，上為彈簧的勁度系數(shù)。請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出

彈簧的彈力尸隨位移x變化的示意圖，并借助尸-x圖像證明彈簧的彈性勢(shì)能”=*.

（2）情境2：如圖3所示，把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)連成電路。先把開關(guān)置于

電源一側(cè)，為電容器充電，稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，組成LC振蕩電路，同時(shí)發(fā)現(xiàn)電容

器極板上電荷量q隨時(shí)間；的變化規(guī)律與情境1中小球位移x隨時(shí)間/的變化規(guī)律類似。已

知電源的電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為C,線圈的自感系數(shù)為心

a、類比情境1,證明電容器的電場(chǎng)能％=（;

b、類比情境1和情境2,完成下表。

情境1情境2

x=xmcosJ—/

小球的位移

E=-Li2

線圈的磁場(chǎng)能l誨iS2

M為線圈中電流的瞬時(shí)值）

【答案】,證明過程見解析；（2）a、證明過程見解析;

b、

情境1情境2

q=CEcos—

電容器的電荷量顯

E尸.=~17WV2

小球的動(dòng)能2

（V為小球的瞬時(shí)速度）

【解析】

(I)彈力取向右為正，由夕=日可得，彈簧彈力/隨位移X變化的示意圖如圖甲所示。廣

X圖中，圖線與X軸圍成的面積等于彈力做的功。則小球從位移為X處回到平衡位置的過程

中，彈簧彈力做功

W=-x-kx=—kx'

22

設(shè)小球的位移為x時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為與，根據(jù)功能關(guān)系有

W=Er-Q

所以

圖甲

(2)a.根據(jù)電容器的定義式

可作出電容器電壓U隨電荷量q變化的關(guān)系圖線，如圖乙所示

圖線與夕軸圍成的面積等于充電時(shí)電源對(duì)電容器做的功，也就等于電容器內(nèi)儲(chǔ)存的電場(chǎng)能,

所以

Eq,=-qU=-^―

622C

b.

情境1情境2

X=xcos.一t

m丁

小球的位移Vrnq=CEcos—^1=t

電容器的電荷量位

2

E[a=-Li

2線圈的磁場(chǎng)能2（/為線圈

Ek=—mv

小球的動(dòng)能2

中電流的瞬時(shí)值）

（V為小球的瞬時(shí)速度）

20.（2022?北京?北師大實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性。愛因

斯坦的光電效應(yīng)理論和康普頓效應(yīng)理論表明，光在某些方面確實(shí)也