2022年河北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試物理試卷（解析版）

2022年河北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試（河北卷）

理綜物理部分

本試卷滿分100分，考試時間90分鐘。

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個

選項中，只有一項是符合題目要求的。

1.科學(xué)訓(xùn)練可以提升運動成績，某短跑運動員科學(xué)訓(xùn)練前后百米全程測試中，速度v與時

間f的關(guān)系圖像如圖所示。由圖像可知（）

A.時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員平均加速度大

B.0~弓時間內(nèi)，訓(xùn)練前、后運動員跑過的距離相等

C.馬?匕時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員的平均速度小

D.與時刻后，運動員訓(xùn)練前做減速運動，訓(xùn)練后做加速運動

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)V-/圖像的斜率表示加速度，由題圖可知時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員的

平均加速度比訓(xùn)練前的小，故A錯誤；

B.根據(jù)V-/圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知0~?2時間內(nèi)，訓(xùn)練前運動員跑過的距

離比訓(xùn)練后的大，故B錯誤；

C.根據(jù)丫-/圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知弓~6時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員的位移

比訓(xùn)練前的位移大，根據(jù)平均速度等于位移與時間的比值，可知訓(xùn)練后運動員的平均速度

大，故C錯誤；

D.根據(jù)V-/圖像可直接判斷知，J時刻后，運動員訓(xùn)練前速度減小，做減速運動；與時

刻后，運動員訓(xùn)練后速度增加，做加速運動，故D正確。

故選D。

2.2008年，我國天文學(xué)家利用國家天文臺興隆觀測基地的2.16米望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆繞恒

星HD173416運動的系外行星HD173416b,2019年，該恒星和行星被國際天文學(xué)聯(lián)合會分

別命名為“羲和”和“和“望舒”，天文觀測得到恒星羲和的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2倍，若

將望舒與地球的公轉(zhuǎn)均視為勻速圓周運動，且公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等。則望舒與地球公轉(zhuǎn)速

度大小的比值為（）

A.2后B.2C.72D.專

【答案】C

【解析】

【詳解】地球繞太陽公轉(zhuǎn)和行星望舒繞恒星羲和的勻速圓周運動都是由萬有引力提供向心

力，有

_Mmv~

G一廠=m——

rr

解得公轉(zhuǎn)的線速度大小為

其中中心天體的質(zhì)量之比為2:1,公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等，則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比值

為&,故選C。

3.張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應(yīng)地之一，其發(fā)電、輸

電簡易模型如圖所示，已知風(fēng)輪機葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速比為的升速齒輪箱

帶動發(fā)電機線圈高速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈面積為S,匝數(shù)為N,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為8,

r=0時刻，線圈所在平面與磁場方向垂直，發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓

后。輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機輸出的電壓為"rNBSz

B.發(fā)電機輸出交變電流的頻率為2萬“z

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為"

D.發(fā)電機產(chǎn)生瞬時電動勢e=J%NBS"zsin（2;r〃z）

【答案】C

【解析】

【詳解】B.發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速為“z,輸出交變電流的頻率為

?(D

f=——=nz

2"

B錯誤;

A.線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的為正弦交流電，最大值為

Em=NBS-271-nz

輸出電壓的有效值為

E=%=&NBSnz

V2

A錯誤;

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為

4E6■兀NBSnz

n2UU

c正確;

D.發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時電動勢為

e=Emsincot=2兀NBSnzsin(2"〃z)r

D錯誤。

故選C。

4.如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓心與入射光頻率丫的實驗曲

線，該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實驗測定了普朗

克常量/i。由圖像可知（）

A.鈉的逸出功為人匕B.鈉的截止頻率為8.5x1014Hz

C.圖中直線的斜率為普朗克常量〃D.遏止電壓上與入射光頻率U成正

比

【答案】A

【解析】

【詳解】A.根據(jù)遏止電壓與最大初動能的關(guān)系有

eUc=Ekmax

根據(jù)電效應(yīng)方程有

Ekmax^-叱）

當(dāng)結(jié)合圖像可知，當(dāng)S為0時，解得

%=牝

A正確；

B.鈉的截止頻率為，，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于8.5義IO】,Hz，B錯誤；

C.結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得

ee

h

可知，圖中直線的斜率表示一，c錯誤；

e

D.根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓&與入射光頻率〃成線性關(guān)系，

不是成正比，D錯誤。

故選Ao

5.將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為4,小圓面積均為

S2,垂直線圈平面方向有一隨時間r變化的磁場，磁感應(yīng)強度大小3=4）+*，鳥和人均

為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為（）

A.kS[B.5ks2C.4（S「5s2）D.

■H+5s2)

【答案】D

【解析】

【詳解】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

每個小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

E2=^=—=kS2

-\tAt

由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相同，故線圈中總

的感應(yīng)電動勢大小為

E=E]+4E?=k(S,+5S2)

故D正確，ABC錯誤。

故選D。

6.如圖，真空中電荷量為功和-q(q>0)的兩個點電荷分別位于"點與N點，形成一個

以延長線上。點為球心，電勢為零的等勢面(取無窮處電勢為零)，P為MN連線上

的一點，S為等勢面與直線的交點，T為等勢面上的一點，下列說法正確的是

()

2q

A.尸點電勢低于S點電勢B.T點電場強度方向指向。點

C.除無窮遠(yuǎn)處外，MN直線上還存在兩個電場強度為零的點D.將正試探電荷蛇從T

點移到尸點，靜電力做正功

【答案】B

【解析】

【詳解】A.在直線上，左邊正電荷在/右側(cè)電場強度水平向右，右邊負(fù)電荷在直線

上電場強度水平向右，根據(jù)電場的疊加可知間的電場強度水平向右，沿著電場線

電勢逐漸降低，可知P點電勢高于等勢面與交點處電勢，則P點電勢高于S點電勢，

故A錯誤；

C.由于正電荷的電荷量大于負(fù)電荷電荷量，可知在N左側(cè)電場強度不可能為零，則N右

側(cè)，設(shè)"N距離為L，根據(jù)

k-1qk-q

(L+d)2(I)?

可知除無窮遠(yuǎn)處外，直線MN電場強度為零的點只有一個，故C錯誤；

D.由A選項分析可知：T點電勢低于P電勢，則正電荷在T點的電勢能低于在P電勢的

電勢能，將正試探電荷%從T點移到尸點，電勢能增大，靜電力做負(fù)功，故D錯誤；

B.設(shè)等勢圓的半徑為R,AN距離為x,肱V距離為L,如圖所示

X

結(jié)合電勢的疊加原理A、S滿足

k-2q_kq

L-xx

k'2q_kq

L+2R—x2R—x

解得

L

x=—

3

R3

3

由于電場強度方向垂直等勢面，可知T點的場強方向必過等勢面的圓心，。點電勢

k-2qkq3kq

。。力4一五

33

可知

<PT>(PO

可知T點電場方向指向。點，故B正確。

故選B。

7.如圖，用兩根等長的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的尸點，將木板以底邊為

軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩

擦，在轉(zhuǎn)動過程中（）

A.圓柱體對木板的壓力逐漸增大

B.圓柱體對木板的壓力先增大后減小

C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小

D.兩根細(xì)繩對圓柱體拉力的合力保持不變

【答案】B

【解析】

【詳解】設(shè)兩繩子對圓柱體的拉力的合力為T,木板對圓柱體的支持力為N,繩子與木板

夾角為a，從右向左看如圖所示

mg

在矢量三角形中，根據(jù)正弦定理

sin6/_sin/7_siny

mgNT

在木板以直線MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平過程中，a不變，/從90。逐漸減小到

0,又

y+4+a=180°

且

?<90°

可知

90°</+/?<180°

則

0</7<180°

可知P從銳角逐漸增大到鈍角，根據(jù)

sinasinpsiny

mgNT

由于sin/不斷減小，可知T不斷減小，sin,先增大后減小，可知N先增大后減小，結(jié)

合牛頓第三定律可知，圓柱體對木板的壓力先增大后減小，設(shè)兩繩子之間的夾角為26,

繩子拉力為T，則

2Tcos0=T

可得

,T

T=-----

2cos6

。不變，T逐漸減小，可知繩子拉力不斷減小，故B正確，ACD錯誤。

故選B。

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個

選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不

全的得3分，有選錯的得0分。

8.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，一根導(dǎo)軌位于左軸上，另一根由

ab、be,cd三段直導(dǎo)軌組成，其中be段與x軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻R。導(dǎo)軌上

一金屬棒肱V沿x軸正向以速度%保持勻速運動，r=0時刻通過坐標(biāo)原點。，金屬棒始

終與X軸垂直。設(shè)運動過程中通過電阻的電流強度為i,金屬棒受到安培力的大小為產(chǎn)，

金屬棒克服安培力做功的功率為尸，電阻兩端的電壓為U,導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，忽略

導(dǎo)軌與金屬棒的電阻。下列圖像可能正確的是（）

【答案】AC

【解析】

【詳解】當(dāng)導(dǎo)體棒從。點向右運動z時，即在o?,時間內(nèi)，在某時刻導(dǎo)體棒切割磁感線

%

的長度

L=“+vottan0

（。為仍與ad的夾角）則根據(jù)

E=BLvo

/==野（4+%/tan，）

可知回路電流均勻增加；安培力

F=^2i=j^i（/o+%/tan，）2

則Ft關(guān)系為拋物線，但是不過原點；安培力做功的功率

R2T22R22

2

P=Fv°=—#（Zo+vottan0）

KK

則Pt關(guān)系為拋物線，但是不過原點；電阻兩端的電壓等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即

U=E=BLv0-Bv0(J。+vottan0)

即圖像是不過原點的直線；根據(jù)以上分析，可大致排除BD選項；

L2L

當(dāng)在-------時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線的長度不變，感應(yīng)電動勢E不變，感應(yīng)電流/不

%%

變，安培力/大小不變，安培力的功率尸不變，電阻兩端電壓。保持不變；

同理可判斷，在--------時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線長度逐漸減小，導(dǎo)體棒切割磁感線的

%%

感應(yīng)電動勢E均勻減小，感應(yīng)電流/均勻減小，安培力廠大小按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但

是不能減小到零，與°?人內(nèi)是對稱的關(guān)系，安培力的功率P按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但

%

是不能減小到零，與°?區(qū)內(nèi)是對稱的關(guān)系，電阻兩端電壓U按線性均勻減??；綜上所述

嶺

選項AC正確，BD錯誤。

故選AC?

9.如圖，輕質(zhì)定滑輪固定在天花板上，物體尸和。用不可伸長輕繩相連，懸掛在定滑輪

上，質(zhì)量加f=0時刻將兩物體由靜止釋放，物體。的加速度大小為旦。T時刻

3

輕繩突然斷開，物體P能夠達(dá)到的最高點恰與物體。釋放位置處于同一高度，取f=0時

刻物體P所在水平面為零勢能面，此時物體。的機械能為E。重力加速度大小為g,不計

摩擦和空氣阻力，兩物體均可視為質(zhì)點。下列說法正確的是()

F

A.物體P和。的質(zhì)量之比為1:3B.2T時刻物體。的機械能為彳

3ED.2T時刻物體P的速度大小結(jié)

C.2T時刻物體尸重力的功率為一

2T3

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.開始釋放時物體。的加速度為三，則

ug

mQg-FT=mQ--

Z7S

FT-mPg=mp--

解得

口2

FT

mp

mQ2

選項A錯誤；

B.在T時刻，兩物體的速度

P上升的距離

細(xì)線斷后P能上升的高度

2

h2a上

-2g18

可知開始時PQ距離為

2sT2

h=hx+h1=甫一

若設(shè)開始時P所處的位置為零勢能面，則開始時Q的機械能為

2m0g2T工

E=mQgh=——-——

從開始到繩子斷裂，繩子的拉力對。做負(fù)功，大小為

mg2T2

咻=6%=將o一

則此時物體。的機械能

,mg2T-E

E=E—%o=—

92

E

此后物塊。的機械能守恒，則在27時刻物塊。的機械能仍為萬，選項B正確;

CD.在27時亥U,重物產(chǎn)的速度

丁2gT

嶺=匕-gT=--—

方向向下；此時物體P重力的瞬時功率

P==噠；

GmpgSv2332T

選項CD正確

故選BCD。

10.如圖，廣場水平地面上同種盆栽緊密排列在以。為圓心、用和此為半徑的同心圓

上，圓心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度均可調(diào)

節(jié)，以保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中。依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時，噴水嘴

的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度分別用用、匕、外和。2、丫2、表示?；ㄅ璐笮∠?/p>

同，半徑遠(yuǎn)小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長度和空氣阻力。

下列說法正確的是（）

A.若九=h2,貝I］匕：匕=6：Rx

B.若匕=匕，則%：色=R::周

C.若。］=02，匕=%，噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周，則落入每個花盆的水量相同

D.若丸=生,噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周且落入每個花盆的水量相同，則。1=02

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)平拋運動的規(guī)律

R=vt

解得

可知若歷=/l2,則

vi：V2=Ri：Ri

若V1=V2,貝I

兒：b=R；.R；

選項A錯誤，B正確；

c.若例二g,則噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周的時間相同，因四="2,出水口的截面積相同，可知單

位時間噴出水的質(zhì)量相同，噴水嘴轉(zhuǎn)動一周噴出的水量相同，但因內(nèi)圈上的花盆總數(shù)量較

小，可知得到的水量較多，選項c錯誤；

D.設(shè)出水口橫截面積為So,噴水速度為也若多二牡，則噴水管轉(zhuǎn)動一周的時間相等，

因〃相等，則水落地的時間相等，則

R

t=—

v

相等；在圓周上單位時間內(nèi)單位長度的水量為

_必況_RS。_%_

coBAto)Rtcot\lh

相等，即一周中每個花盆中的水量相同，選項D正確。

故選BD。

三、非選擇題：共54分。第11~14題為必考題，每個試題考生必須作答。第

15~16題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

(-)必考題：共42分。

11.某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能守

恒定律，實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為匕原長為Lo,鉤碼的質(zhì)量為相。已知

彈簧的彈性勢能表達(dá)式為E=—依2,其中左為彈簧的勁度系數(shù)，X為彈簧的形變量，當(dāng)?shù)?/p>

2

的重力加速度大小為g。

彈簧

鉤碼

才L點

計小指

圖1

時

打點計

接通

為心

長度

簧的

時彈

得此

，測

位置

某一

拉至

慢下

碼緩

將鉤

度內(nèi)

性限

在彈

（1）

段的

上升階

碼加速

帶。鉤

的紙

清晰

點跡

一條

到了

，得

收縮

彈簧

碼，

放鉤

止釋

從靜

源。

器電

為

，認(rèn)

圍內(nèi)

許范

差允

（在誤

為T

隔均

間間

的時

之間

兩點

相鄰

帶上

，紙

2所示

如圖

紙帶

部分

量為

能減少

彈性勢

彈簧的

內(nèi)，

時間

廠點

打出

點到

出A

從打

點）。

出A

時打

的同

鉤碼

釋放

o

量為

能增加