2022年北京市朝阳区高三物理一模考试逐题解析

2022年北京市朝阳区高三一模物理考试

高三物理2022.4

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。

1.一封闭容器中装有一定质量的理想气体，容器壁与外界没有热量交换，当气体被压

缩时，下列说法正确的是（）

A.气体压强增大B.气体对外界做功C.气体内能不变D.气体温度不变

【答案】A

【解析】

根据热力学第一定律，改变物体内能的方式有做功和热传递，即AU=W+Q。此容器

壁与外界没有热量交换，即Q=0；气体被压缩，即气体体积p减小，外界对气体做功，

W取正数，故气体内能增大，B、C错误。

对于一定质量的理想气体，内能只与温度有关，内能增大故温度升高，D错误。

根据理想气体状态方程，^=nR,体积减小，温度升高，故压强增大，A正确

2.在光的双缝干涉实验中，能增大条纹间距的做法是（）

A.改用频率更高的光波B.改用波长更长的光波

C.增大双缝间距D.减小双缝与光屏间距

【答案】B

双缝干涉条纹间距方程为：△X=：九故增大条纹间距的方法有：增大双缝到光屏的

a

距离、减小双缝间距、改用波长更长的光波。故B正确

3.如图所示是氢原子的能级图。大量氢原子丛〃=4的能级向低能级跃迁，下列说法正

ao.........................0

4----------------------0.85eV

A.最多可发出6种不同频率的光子3----------------------1.5UV

2----------------------3.40cV

B.发出的光子最大能量是13.60eV

-13.60cV

C.从n=4跃迁到n=3发出的光子频率最高

D.这些氢原子只能吸收0.85eV的光子才能电离

【答案】A

【解析】

A选项：大量氢原子从九=4能级向低能级跃迁，跃迁方法分别有：4到3；3到2；2

到1；4到2；3到1；4到1。共计六种方法，故可发出六种不同频率的光子，A正确

B选项：发出光子的能量等于能级差，故最大能量是12.75eV,B错误

C选项：光子能量E=能量与频率成正比，故跃迁能级差越大，光子能量越大，

光子频率越高，应为从ri=4跃迁到九=1发出的光子频率最高，C错误

D选项：吸收能量大于等于0.85eV的光子，都可以发生电离，D错误

4.如图所示为某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极

间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向

吸极，a、6是其路径上的两点，a、6两点的电场强度分别为纥、%,电势分别为

心、见下列说法正确的是()离压电源

,发射极、

A.Eu>Eh,<pa><phB.Ea<Eh,(pu>(ph

带电液滴,/上吸极

C.Ea>Eh,(pa<(pbD.Ea<Eh,<pa<<pb

等势面

【答案】A

【解析】a处等势面比b处密，所以a处场强大于b;发射极与电源正极相连，吸机与负

极相连，所以电场方向向右，从a到匕电势逐渐降低，故电势a比b高。故答案选A

5.手摇式发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时、穿过线圈的磁通量随时间的变化

规律如图所示。当线圈的转速变为原来的一半时，下列说法正确的是（）

A.产生的交变电压的周期变为原来的一半大

B.穿过线圈的磁通量的最大值变为原来的一半八

7

C.产生的交变电压的最大值变为原来的一半。\jT

D.产生的交变电压的有效值变为原来的近倍

D.产生的交变电压的有效值变为原来的四倍

【答案】C

【解析】7=2,转速变为原来的一半，则角速度变为原来的一半，故周期变为原来

0）

的2倍，A错误；

磁通量的最大值与转速无关，故应不变，B错误；

交变电压最大值后巾=7iBSa,角速度变为原来的一半，故最大值变为原来的一半，C正

确；

有效值是最大值除以好，所以最大值变为原来的一半，有效值也是变为原来的一半，

故D错误。

6.将一个小球竖直向上抛出，假设小球在运动过程中受到大小不变的空气阻力作

用，经过一段时间后小球又返回至出发点。关于小球从抛出到返回原位置的过

程，下列说法正确的是（）

A.小球上升过程中的加速度小于下落过程中的加速度

B.小球上升过程中克服重力做的功大于下落过程中重力做的功率

C.小球上升过程中的机械能变化大于下落过程中机械能的变化

D.小球上升过程中所受重力的平均功率大于下落过程中重力的平均功率

【答案】D

【解析】上升过程，重力和阻力都向下，所以/+7ng=mai；下降时，重力向下、阻

力向上，向下加速，所以mg—/=zna2；所以上升过程中加速度大，A错误；

上升与下降过程中，高度相同，所以上升过程克服重力做功与下降过程重力做功相

等，B错误；

机械能的变化等于阻力做功，上升和下降过程阻力大小和高度都一样，所以克服阻力

做功一样多，机械能损失一样多，C错误；

上升下降过程重力做功相等，上升过程加速度大于下降过程，所以上升过程时间短，

故上升过程平均功率大，D正确。

7.图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在％=1.0m处的质

点，Q是平衡位置在％=4.0m处的质点；图2为质点Q的振动图像。下列说法正确

的是（）

A.在t=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动

B.从t=0.10s到t=0.25s,质点Q通过的路程为30cm

C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了8m

D.在t=0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向

【答案】B

【解析】质点不会随波移动，故A错；由y-t图知T=0.2s,振幅为10cm,Q从平衡位

置开始经过0.75T后经过的路程为30cm,B正确；由y-x图知，波长为8m,所以经过

0.75T后波应该传播6m,故C错；将y-x波形图向x轴负方向平移四分之三个波长，

P点处于y轴负半轴，所以加速度应该是正的。

8.如图所示，平行金属板从〃水平正对放置，分别带等量异种电荷。一带电微粒水

平射入板间，在重力和静电力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么

()

A.若微粒带正电荷，则/板一定带正电----

B.微粒从/点运动到也点动能一定增加一二…g

C.微粒从/点运动到/V点电势能一定增加/?......-,

D.微粒从/点运动到/V点机械能一定增加

【答案】B

【解析】由题中图像可知微粒向下偏转，所以可以判断出微粒受到的合外力是竖直向

下的，根据动能定理，合外力做正功，所以动能一定增加，故B正确；但是没法判断

电场力的方向，所以ACD选项不正确。

9.2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道，核心舱

绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的上。已知地球

16

同步卫星的轨道离地面的高度约为地球半径的6倍。下列说法正确的是()

A.核心能进人轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的蓝倍

B.核心舱在轨道上飞行的速度大于地球的第一宇宙速度

C.核心舱在轨道上飞行的周期小于24h

D.后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小

【答案】C

【解析】由万有引力公式分别计算核心舱在轨道上和在地球表面时的万有引力大小，

可判断A错误；第一宇宙速度是最大环绕速度，所以核心舱飞行速度不可能大于第一

宇宙速度，故B错；根据万有引力提供向心力，可以判断轨道半径r越小，周期T越

小，所以核心舱的周期小于同步卫星的周期，即24h,故C正确；根据万有引力等于

向心力，可知空间站的质量m会被消掉，即轨道半径与空间站质量无关，所以空间站

质量增大，轨道半径不会变化，故D错误。

10.如图所示，两根长1m的空心铝管竖直放置，其中乙管有一条竖

直的裂缝。某同学把一块圆柱形的强磁体先后从甲、乙两管的上n

端静止放入管口，磁体在甲、乙两管中运动的时间分别为3s和‘

0.6so磁体的直径略小于铝管的内径，不计磁体与管壁的摩擦。

甲

关于磁体在甲、乙两管中的运动，下列说法正确的是（）

A.磁体在甲管内下落的过程中,所受合外力的冲量可能为0

B.磁体在甲管内下落的过程中，其克服磁场力的功小于重力势能的减少量

C.磁体在乙管内下落的过程中，乙管中没有产生感应电动势和感应电流

D.磁体在乙管内下落的过程中，其重力势能的减少量等于动能的增加量

【答案】B

【解析】静止释放到有速度下落，再次过程中产生向下加速度，故而合外力方向向下

且不为0,作用时间不为0,故冲浪一定不为0,故A错；

在下落过程中乙为导体非绝缘体，故一就会产生一个涡旋电流，故而产生了感应电动

势和感应电流，且存在磁场力做功，故CD错误;

根据功能关系克服磁场力的功等于重力势能的减少量+动能增加量，故B正确。

11.国际拔河比赛根据每队8名运动员的体重分成若干重量级

别，同等级别的两队进行比赛。比赛中运动员必须穿“拔

河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套。比赛

双方相持时，运动员会向后倾斜身体，使地面对人的作用

力与身体共线。不计拔河绳的质量，下列说法正确的是（）

A.获胜队伍对绳的拉力大于对方队伍对绳的拉力

B.因为绳子的拉力处处相等，所以两队队员受到的地面摩擦力总是相等

C.双方相持时，若绳子拉力增大，则地面对运动员的作用力增大

D.双方相持时，运动员身体后倾，减小与地面间的夹角，是为了增加与地面间的正

压力

【答案】c

【解析】双方相持的前提下，竖直方向上N=mg,水平方向：f=T,明确地面的作

用力是支持力与摩擦力的合力，所以支持力不变，拉力变大，摩擦力变大，故而合力

变大（勾股定理），故而C正确，D错误。

绳上拉力处处相等但是非相持阶段存在加速度，故而摩擦力不会恒定等于拉力，故AB

错误

12.如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为3A的金属条制成的矩形线框abed,固定

在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场方中。导体棒⑶在水平拉力作用下以

速度。匀速滑动，阳始终与数垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。已知导体棒

园接人电路的阻值为凡在尸0从靠近"处向6c滑动的过程中（）

A.园中的电流先增大后减小

B.园两端的电压先减小后增大/

c.图上拉力的功率先减小后增大doVl\

D.线框消耗的电功率先减小后增大

【答案】C

【解析】A、导体棒由靠近ad边向尻边匀速滑动的过程中，产生的感应电动势

E=BLu,保持不变，外电路总电阻先增大后减小，由欧姆定律分析得知PQ中的电流

先减小后增大，故A错误；

B、PQ中电流先减小后增大，PQ两端电压为路端电压，由。=5-//?,可知PQ两端的

电压先增大后减小。故B错误；

C、导体棒匀速运动，PQ上外力的功率等于回路的电功率，而回路的总电阻R先增大

后减小，由P=2,分析得知，PQ上拉力的功率先减小后增大。故C正确。

D、线框作为外电路，总电阻最大值为R总=：R<R，则导体棒PQ上的电阻始终大于

线框的总电阻，当导体棒向右运动的过程中电路中的总电阻先增大后减小，根据闭合

电路的功率的分配关系与外电阻的关系可知，当外电路的电阻值与电源的内电阻相等

时外电路消耗的电功率最大，所以可得线框消耗的电功率先增大后减小。故D错误。

13.为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计（流量0为

单位时间内流过某截面流体的体积）。如图所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别

为a、6、c,左、右两端开口，所在空间有垂直于前后面向里、磁感应强度大小为8

的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板双N,含有大量的正、负离子的污

水充满管道，从左向右匀速流动，测得K4间电压为上由于污水流过管道时受到阻

力f的作用，左、右两侧管口需要维持一定的压强差。已知沿流速方向长度为£、流

速为。的污水，受到的阻力/=乜丫（A为比例系数）。下列说法正确的是（）

A.污水的流量。=等

B.金属板"的电势低于金属板川的电势Q

C.电压〃与污水中的离子浓度有关

D.左，右两侧管口的压强差为泼

【答案】D

【解析】

A：已知污水在管道中的流速为v,则当M、N建电压为U时、有quB=qg解得〃=

白,由于流量Q=/c,故。=9，A错误；

DCD

B：由左手定则可知，负离子受到洛伦兹力方向竖直向下，故N板带负电，M板带正

电，则金属板M的电势一定高于金属板N的电势，B错误；

C：当M、N两板间的电压为U时，离子所受电场力和洛伦兹力大小相等，即=q

解得U=电压U与污水中离子的浓度无关，C错误；

C

D：由于污水中流速裂=（，污水流过该装置时受到的阻力为/=加/，且污水匀速通

过该装置，所以左、右两侧管口受到的压力差等于污水流过该装置时受到的阻力，即

^p-S=kav2,又因为S=bc，故可解得&?=黑，D正确。

14.隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信息特征，使雷达难以发现、识别、

跟踪和攻击。飞机隐身途径主要有两种：一是改变飞机的外形和结构，减小回

波，二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目标的

电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此可获得目标至电

磁波发射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01m〜0.1m之间的

厘米波，隐身飞机在常规雷达反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同，因此

在常规雷达的屏幕上看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1m〜10m之间

的米波，与隐身飞机的外形尺寸相匹配，从而发生谐振，大大增强了飞机回波信

号的能量，从而使飞机的隐身效果下降。下列说法正确的是（）

A.米波不能产生偏振现象

B.米波的频率约为厘米波频率的10倍

C.米波的传播速度小于厘米波的传播速度

D.常规雷达比米波雷达的分辨率更高

【答案】D

【解析】

A：米波是横波，可以产生偏振现象，故A错误；

B：米波波长约为厘米波波长的100倍，故米波频率约为厘米波频率的七倍，B错

误；

C：任何波长的电磁波，起速度都等于光速，故C错误；

D：雷达分辨率与波长有关，常规雷达波长范围更小，故雷达屏幕上能区分开两个目

标物的最小实际距离更大，分辨率更高，D正确。

第二部分

本部分共6题，共58分。

15.（9分）

为了验证机械能守恒定律，某学习小组用如图1所示的气垫导轨装置（包括导

轨、气源、光电门、滑块、遮光条）进行实验。在导轨上选择两个适当的位置人

8安装光电门I、H,并连接数字计时器；用刻度尺分别测量48点到水平桌面的

但I度卜2、112。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图2所示，则

d=mm。

（2）某次实验中，测得滑块通过光电门I的时间5=0.026s,则滑块通过光电门I

的瞬时速度匕=m/s（保留两位有效数字）。

（3）将滑块从光电门I左侧某处由静止开始释放测出滑块通过光电门I、n的时

间分别为&和42。在误差允许范围内，若（在绝以及重

力加速度g表示），则可认为滑块下滑过程中机械能守恒。

（4）另一小组的同学想用如图3所示的装置做此

实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小

组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶系统的机械能是

守恒的，你是否同意？并说明理由。

【答案】

(1)5.2mm

(2)0.20m/s

常）2-2脸）2

（3）h1-h2=

9

(4)不守恒，木板的摩擦力对小车做了负功，系统机械能有损失

16.（9分）

某课外活动小组用铜片、铝片和自来水制作了由多个自来水电池构成的电池组。为

了测量电池组的电动势E和内阻r,他们选用数字电压表(内阻大于10MQ)＞电阻箱

(0-9999Q)以及开关与该电池组连接成电路进行实验。

(1)请在图1的方框中画出实验电路原理图。

(2)按照设计的电路图连接电路后，调节电阻箱接入电路的

阻值R,并同时记录数字电压表的读数U。以《为纵轴、:横轴

UK

建立直角坐标系，描出数据点，得到图2所示的图线。已知图线

在纵轴上的截距为b,斜率为k,由此可以求得电池组的电动势

E=,内阻r=□(用b和k表示)

(3)该小组的同学想用上面数字电压表和电阻箱探究某光伏电池的特性。他们

通过查阅资料知道，光伏电池在特定光照条件下的伏安特性曲线如图3所示。若光

伏电池的路端电压为U,外电路的阻值为R,则他们得到的U-R图像可能是图4中

的

图4

【答案】

(1)

(2)

(3)B

【解析】

(1)如图

RE

(2)=U

R+r

R+r1

—♦

REu

1r1

—H--------

EREu

1r11

—+——_

EERu

(3)开始时电流不变，所以U-R图是倾斜直线，之后I变小，所以U-R斜率会减小

17.（9分）

如图所示，把一个质m=0.2kg的小球放在高度h=5.0m的直杆的顶端。一颗质量zn'=

0.01kg的子弹以为=500rn/s的速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，小球落

地处离杆的水平距离s=20加。取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求：

【解析】

(1)小球做平抛运动，由h=(gt2,得t=ls

故小球空中飞行时间1s。

(2)小球做平抛运动，s=V/,则%=20m/s

射击过程，满足动量守恒定律，mv0=mv+mvr,则v=lOOm/s

(3)子弹穿过小球过程中满足能量守恒，由AE=：m，讳—Gmv2+jmv2)

得AE=1160J

18.(9分)

某种质谱仪由离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器几部分构成，如图

所示。加速电场的电压为力静电分析器中有沿半径方向的电场，通道中心线M/V是半

径为R的圆弧：磁分析器中分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析

器的右边界平行。由离子源发出一个质m电荷量为q的正离子(初速度为零，重力不

计)，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线M/V做匀速圆周运动，而后由P点

垂直于磁分析器的左边界进入磁分析器中，经过四分之一南乳

圆周Q从点射出，并进入收集器。已知Q点与磁分析器\

左边界的距离万d。求：丽网工二…

画4离子源」

(1)离子离开加速电场时的速度V的大小；

(2)静电分析器中/W/V处电场强度E的大小：

(3)磁分析器中磁场的磁感应强度8的大小和方向。

【答案】

⑴v=

7陛m

⑵E.

(3)B=]削，方向垂直纸面向外

Zq

【解析】

(1)设粒子进入静电分析器时的速度为V],离子在加速电场中加速过程由动能定理得:

qU=-mv2,解得v=

27m

(2)离子在静电分析器中做匀速圆周运动

根据牛顿第二定律有：Eq=m?，解得：E=^

(3)离子在磁分析器中做圆周运动

“2

根据牛顿第二定律有：qvB=m?

由题意可知，圆周运动的轨道半径为：r=d

解得:

B=3㈣q

由左手定则判断得，磁场方向垂直纸面向外。

19.（10分）类比是研究问题的常用方法。

（1）情境L如图1所示，弹簧振子的平衡位置为。点，在8、C两点之间做简谐运

动，小球相对平衡位置的位移x随时间t的变化规律可用方程x=值压1描述，其

中Xm为小球相对平衡位置。时的最大位移，m为小球的质量，k为弹簧的劲度系数。

请在图2中画出弹簧的弹力F随位移x变化的示意图，并借助F-x图像证明弹簧的弹性

势能区2。

_______〈

COBx---------万--------"卜cS"白

1_in

图1图2图3

（2）情境2：如图3所示，把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成电路。先把开

关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线一侧，组成（振荡电路，同时

发现电容器极板上电荷量q随时间：的变化规律与情境1中小球位移x随时间t的变

化规律类似。已知电源的电动势为E,电容器的电容为C,线圈的自感系数为L。

2

a.类比情境1,证明电容器的电场能/=全；

b.类比情境1和情境2,完成下表。

情境1情境2

小球的位移X=/cos

线圈的磁场能4=1/

（/为线圈中电流的瞬时值）

【解析】

(1)

证明：由F-x图像面积可得为弹簧弹力做功，由0-B运动过程中，

119

“岸=~2kx'x=~2kX

1\

2

=~^Ep^=Ep0-EpB=--kx\

...」o

•Epo—0,EpB—2^x