2022高考物理模拟试题（北京卷）

试卷日期：2022-04-02 考试类型：高考模拟

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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 $9.8 m / s^{2}$ ，则物块与桌面的动摩擦因数 $μ_{1}$ =（保留两位有效数字），该测量结果比动摩擦因数的真实值（填“偏大”或“偏小”）。

(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 $m_{A} ： m_{B} = 4 ： 5$ ，则根据 $s - h$ 关系图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数 $μ_{2}$ =。（保留两位有效数字）

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2. 图（a）是测量电源电动势E和内阻r的原理图。 $R_{0} = 2.5 Ω$ 为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60cm的电阻丝ab上标有长度刻度。

(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“ $\times 10$ ”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 $μ_{0} =$ Ω/m；

(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 $\frac{1}{I}$ 值，则 $\frac{1}{I} =$ ；（用E、r、 $R_{0}$ 、L和 $μ_{0}$ 表示）

(4)、图（d）是根据多组实验数据得到的 $\frac{1}{I} - L$ 图像，由图像得电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ Ω。（计算结果保留到小数点后两位）

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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？

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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、 $\sqrt{3} x$ 。不计a、b的重力及其相互作用。求：

(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。

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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。

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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 $l_{1}$ ，人站立时摆长为 $l_{2}$ 。不计空气阻力，重力加速度大小为g 。

(1)、如果摆长为 $l_{1}$ ，“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 $θ_{1}$ 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 $θ_{2}$ 。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 $θ_{2} > θ_{1}$ 。

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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、 ${}_{6}^{14}C \to {}_{+ 1}^{0}e + {}_{5}^{14}B$ B、 ${}_{6}^{14}C \to {}_{- 1}^{0}e + {}_{7}^{14}N$ C、 ${}_{6}^{14}C \to {}_{1}^{2}H + {}_{8}^{12}B$ D、 ${}_{6}^{14}C \to {}_{2}H_{\begin{array}{l} 4 \end{array}} e + {}_{4}^{10}B e$

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8. 如图所示，一个质量为m的小球以初速度 $v_{0}$ 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， $s i n 53 ° = 0.8$ ， $c o s 53 ° = 0.6$ ，重力的瞬时功率为（）

A、 $m g v_{0}$ B、 $\frac{3}{4} m g v_{0}$ C、 $\frac{4}{3} m g v_{0}$ D、 $\frac{5}{3} m g v_{0}$

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9. 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

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10. 月球的质量约为地球质量的 $\frac{1}{81}$ ，半径约为地球半径的 $\frac{1}{4}$ ，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，在月球上卫星的最小发射速度约为（）

A、0.40km/s B、1.56km/s C、1.76km/s D、3.51km/s

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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 $\frac{\sqrt{3}}{4}$ 。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，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列说法正确的是（）

A、木箱与货物的质量之比为6：1 B、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1：6 D、在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能

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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

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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

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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， $t = 9$ s时两车第二次相遇，则两车第一次相遇的时刻为（）

A、2.25s B、3s C、4.5s D、6s

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15. 下表是几种金属的截止频率和逸出功，用频率为

9.00 \times 10^{14} Hz

的光照射这些金属，哪种金属能产生光电效应，且从该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（）

金属	钨	钙	钠	铷
截止频率（×10¹⁴Hz）	10.95	7.73	5.53	5.15
逸出功（eV）	4.54	3.20	2.29	2.13

A、钨 B、钙 C、钠 D、铷

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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2.25eV），钾板表面所发出的光电子的最大初动能为9.84eV

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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 $Q_{A}$ 、 $Q_{B}$ ，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 $x = 2 L$ 的C点由静止释放，下列说法正确的是（）

A、 $Q_{A} ： Q_{B} = 2 ： 1$ B、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 $x = - 2 L$ 点处

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18. 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 $O^{'}$ 点的磁感应强度为（）

A、大小为 $\frac{3}{4} B_{0}$ ，方向垂直纸面向里 B、大小为 $\frac{3}{4} B_{0}$ ，方向垂直纸面向外 C、大小为 $\frac{1}{4} B_{0}$ ，方向垂直纸面向里 D、大小为 $\frac{1}{4} B_{0}$ ，方向垂直纸面向外

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19. 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 $v_{0}$ 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，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A、金属框1、2通过磁场区域时的磁感应强度大小满足 $\frac{B_{1}^{2}}{B_{2}^{2}} = \sqrt{2}$ B、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

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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 $\frac{1}{s i n 22.5 °}$ D、该五棱镜折射率的最小值是 $\sqrt{2}$

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