2022年北京物理高考真题及答案

一、单选题（本大题共14小题，共56.0分）

1.氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子(    )

A. 放出光子，能量增加 B. 放出光子，能量减少

C. 吸收光子，能量增加 D. 吸收光子，能量减少

2.下列现象能说明光是横波的是(    )

A. 光的衍射现象 B. 光的折射现象 C. 光的偏振现象 D. 光的干涉现象

3.如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，沿图示路径先后到达状态和。下列说法正确的是(    )

A. 从到，气体温度保持不变

B. 从到，气体对外界做功

C. 从到，气体内能减小

D. 从到，气体从外界吸热

4.某理想变压器的原线圈接在的正弦交流电源上，副线圈输出电压为，输出电流为。该变压器(    )

A. 原、副线圈的匝数之比为 B. 输入电流为

C. 输入电流的最大值为 D. 原、副线圈交流电的频率之比为

5.如图所示，质量为的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是(    )

C. 斜面对物块作用力的合力大小为 D. 物块所受的合力大小为

6.在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为。时，处的质点开始沿轴做周期为、振幅为的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是(    )

C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为

7.正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中、、所示。下列说法正确的是(    )

A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 轨迹对应粒子运动速度越来越大

C. 轨迹对应的粒子初速度比轨迹的大 D. 轨迹对应的粒子是正电子

8.我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验(    )

A. 小球的速度大小均发生变化

B. 小球的向心加速度大小均发生变化

C. 细绳的拉力对小球均不做功

D. 细绳的拉力大小均发生变化

9.利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器，为电流表，为电压表。下列说法正确的是(    )

B. 充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定

C. 放电过程中，电流表的示数均匀减小至零

D. 放电过程中，电压表的示数均匀减小至零

10.质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是(    )

A. 碰撞前的速率大于的速率

B. 碰撞后的速率大于的速率

C. 碰撞后的动量大于的动量

D. 碰撞后的动能小于的动能

11.如图所示平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则(    )

A. 线框中产生的感应电流方向为

B. 线框中产生的感应电流逐渐增大

C. 线框边所受的安培力大小恒定

D. 线框整体受到的安培力方向水平向右

12.“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中，裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段：助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；起跳阶段，当进入起跳区时，运动员两腿猛蹬滑道快速伸直，同时上体向前伸展；飞行阶段，在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态；着陆阶段，运动员落地时两腿屈膝，两臂左右平伸。下列说法正确的是(    )

B. 起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度

C. 飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度

D. 着陆阶段，运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间

13.某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器可等效为可变电阻。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当、两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当、两端的电压小于、为定值时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是(    )

B. 为压力传感器

C. 若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低

D. 若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高

14.年月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置取得新突破，成功实现了可重复的亿摄氏度秒和亿摄氏度秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。

等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是(    )

A. 核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能

B. 可以用磁场来约束等离子体

C. 尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体

D. 提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力

二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

15.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。

用电压表内阻约为和电流表内阻约为测量一个电阻的阻值约为。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图中的______________选填“甲”或“乙”。

一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为______________填各实验步骤前的字母。

A.将选择开关置于“”位置

B.将选择开关置于“”位置

C.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开

D.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“”

图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接位置的导线端分别试触、、三个位置，发现试触、时，电压表有示数；试触时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则______________选填选项前的字母。

A.导线断路

B.滑动变阻器断路

C.导线断路

D.滑动变阻器短路

16.某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图所示，打点计时器接在频率为的交流电源上。

使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点，，，，相邻计数点之间还有个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，并求出打点，，，时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出图线并求重力加速度。

图为纸带的一部分，打点时，重锤下落的速度______________结果保留位有效数字。

除点外，其余各点速度对应的坐标点已在图坐标系中标出，请在图中标出速度对应的坐标点，并作出图线______________。

根据图，实验测得的重力加速度______________结果保留位有效数字。

某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。_________________________

三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

17.体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求：

排球被垫起前在水平方向飞行的距离；

排球被垫起前瞬间的速度大小及方向；

排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小。

18.如图所示，真空中平行金属板、之间距离为，两板所加的电压为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从板由静止释放。不计带电粒子的重力。

求带电粒子所受的静电力的大小；

求带电粒子到达板时的速度大小；

若在带电粒子运动距离时撤去所加电压，求该粒子从板运动到板经历的时间。

19.利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。

某质量为的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为，在远日点速度为。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功；

设行星与恒星的距离为，请根据开普勒第三定律及向心力相关知识，证明恒星对行星的作用力与的平方成反比；

宇宙中某恒星质量是太阳质量的倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳公转的周期为，绕此恒星公转的周期为，求。

20.指南针是利用地磁场指示方向的装置，它的广泛使用促进了人们对地磁场的认识。现代科技可以实现对地磁场的精确测量。

如图所示，两同学把一根长约的电线两端用其他导线连接一个电压表，迅速摇动这根电线。若电线中间位置的速度约，电压表的最大示数约。粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小；

如图所示，一矩形金属薄片，其长为，宽为，厚为。大小为的恒定电流从电极流入、从电极流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，、两电极间产生的电压为。已知薄片单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为。求磁感应强度的大小；

假定中装置足够灵敏，可用来测量北京地区地磁场磁感应强度的大小和方向，请说明测量的思路。

2022年北京物理高考真题

【答案】

1.   2.   3.   4.   5.   6.   7.  

8.   9.   10.   11.   12.   13.   14.  

15. 

（1）甲

（2）ADCB

（3）C

16. 

（1）1.15 

（2） 

（3）9.75

（4）需要测量的物理量：水滴下落的高度h和下落的时间t。

测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值；

测量t的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用手机测量n滴水下落的总时间，则:​​​​​​​

17. 

（1）设排球在空中飞行的时间为t，则:

解得t=0.6s；

则排球在空中飞行的水平距离：

（2）乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小:,得；

根据,得

设速度方向与水平方向夹角为（如图所示）

则有，即θ=37°

（3）根据动量定理，以排球接触乙同学前速度为正方向，有

排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小

18. 

（1）两极板间的场强

带电粒子所受的静电力

（2）带电粒子从静止开始运动到N板的过程，根据功能关系有,解得

（3）设带电粒子运动距离时的速度大小为v'，根据功能关系有

带电粒子在前距离做匀加速直线运动，后距离做匀速运动，设用时分别为t1、t2，有

，

则该粒子从M板运动到N板经历的时间​​​​​​​

19. 

（1）根据动能定理有:

（2）设行星绕恒星做匀速圆周运动，行星的质量为m，运动半径为r，运动速度大小为v。

恒星对行星的作用力F提供向心力，则

运动周期:

根据开普勒第三定律，k为常量，联立得

即恒星对行星的作用力F与r的平方成反比。

（3）假定恒星的能量辐射各向均匀，地球绕恒星做半径为r的圆周运动，恒星单位时间内向外辐射的能量为P0。以恒星为球心，以r为半径的球面上，单位面积单位时间接受到的辐射能量

设地球绕太阳公转半径为r1，在新轨道上公转半径为r2。地球在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样，必须满足P不变，由于恒星单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍，得r2 = 4r1

设恒星质量为M，地球在轨道上运行周期为T，万有引力提供向心力，有

解得

由于恒星质量是太阳质量的2倍，得

20. 

（1）在摇动电线的过程中，当速度方向垂直于地磁场方向时，有最大值，则由动生电动势公式E = B地Lv

代入数据可得B地≈2×10－5T

即该处地磁场磁感应强度B地的大小的数量级为10－5T。

（2）设导电电子定向移动的速率为v，Δt时间内通过横截面的电量为Δq，

有

导电电子定向移动过程中，在MN方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有

得

（3）如下图建立三维直角坐标系Oxyz

设地磁场磁感应强度在三个方向的分量为Bx、By、Bz。把金属薄片置于xOy平面内，M、N两极间产生电压Uz仅取决于Bz。由（2）得

由Uz的正负（M、N两极电势的高低）和电流I的方向可以确定Bz的方向。

同理，把金属薄片置于xOz平面内，可得By的大小和方向；把金属薄片置于yOz平面内，可得Bx的大小和方向，则地磁场的磁感应强度的大小为

根据Bx、By、Bz的大小和方向可确定此处地磁场的磁感应强度的方向。

【解析】

1. 氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少。

故选B。

2. 光的偏振现象能说明光是横波。故选C。

3. 一定质量的理想气体从状态开始，沿题图路径到达状态过程中气体发生等容变化，压强减小，根据查理定律，可知气体温度降低

气体发生等容变化，，气体不做功，AB错误；

一定质量的理想气体从状态沿题图路径到达状态过程中气体发生等压变化，体积增大，气体对外做功，则

根据，可知气体温度升高，内能增大

再根据热力学第一定律，可知到过程吸热，C错误、D正确。

故选D。

4. A.原、副线圈的匝数之比为，故A错误；

B.根据可得输入电流为：，故B正确；

C.输入电流的最大值为，故C错误；

D.变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为，故D错误。

故选B

5. A.对物块受力分析可知，沿垂直斜面方向根据平衡条件，可得支持力为，故A错误；

B.斜面对物块的摩擦力大小为：，故B正确；

因物块沿斜面加速下滑，根据牛顿第二定律得

可知，即

则斜面对物块的作用力为

故CD错误。

故选B。

6. A.由时的波形图可知，波刚好传到质点，根据“上下坡法”，可知此时质点沿轴正方向运动，故波源起振的方向也沿轴正方向，故时，质点沿轴正方向运动，故A错误；

B.由图可知，在时质点处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误；

C.由图可知，在时，质点沿轴负方向运动，质点沿轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故C错误；

D.由图可知，解得，故该列绳波的波速为：，故D正确。

故选D。

7. 根据题图可知，和粒子绕转动方向一致，则和粒子为电子，为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，A正确，D错误；

B.电子在云室中运行，受到云室内填充物质的阻力作用，粒子速度越来越小，B错误；

C.可认为带电粒子在点仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可知：

解得粒子运动的半径为：

根据题图可知在点处，轨迹对应的粒子的曲率半径比轨迹的大，故轨迹对应的粒子初速度比轨迹的大，C错误。

8. 在地面上做此实验，由于重力作用，小球的速度大小会发生变化；由可知，其向心加速度大小也会发生变化；由受力分析可知，细绳的拉力大小也会发生变化；但细绳的拉力始终和小球的速度垂直，不做功；

在“天宫”上，小球处于完全失重的状态，小球仅在绳子拉力作用下做匀速圆周运动即其速度大小不变；同理可知其向心加速度大小和拉力大小均不变，但绳子拉力仍然不做功

综上ABD错误，C正确

故选C。

9. A.充电过程中，随着电容器两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，A错误；

B.充电过程中，随着电容器两极板电荷量的积累，电压表测量电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最后趋于稳定，B正确；

放电过程中，电压表测的是电阻两端的电压

电容器放电的图像如图所示

可知电流表和电压表的示数不是均匀减小至的，CD错误。

故选B。

10. A.图像中斜率表示物体的速度，根据图像可知碰前的速度大小为，

碰前速度为，A错误；

B.两物体正碰后，碰后的速度大小为

碰后的速度大小为，碰后两物体的速率相等，B错误；

C.两小球碰撞过程中满足动量守恒定律，即

解得两物体质量的关系为

根据动量的表达式可知碰后的动量大于的动量，C正确；

D.根据动能的表达式可知碰后的动能大于的动能，D错误。

故选C。

11. A.根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为，A错误；

B.线框中产生的感应电流为：

空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；

C.线框边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式，故所受的安培力变大，C错误；

D.线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为，根据左手定则可知，线框边所受的安培力水平向右，线框边所受的安培力水平向左。根据通电直导线的磁场分布特点可知边所处的磁场较大，根据安培力表达式可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。

故选D。

12. A.助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力，A错误；

B.起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是通过增大滑道对人的作用力，根据动量定理可知，在相同时间内，可以增加向上的速度，B正确；

C.飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了减小水平方向的阻力，C错误；

D.着陆阶段，运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间，根据动量定理可知，可以减少身体受到的平均冲击力，D错误。

故选B。

13. A.由题意可知，，否则控制系统就会出现冲突，A错误；

B.当、两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当、两端的电压小于、为定值时，控制开关自动开启高水位预警。即、两端的电压与水位成反相关。

而水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小，故电阻与电压成正相关，根据串联电路电压分布特点可知，为压力传感器，B错误；

根据闭合电路欧姆定律可知，、两端的电压为，

若定值电阻的阻值越大，而不变时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低，故C正确，D错误。

14. A.核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A错误；

B.带电粒子运动时，在磁场中会受到洛伦兹力的作用做圆周运动，而不散开，故可以用磁场来约束等离子体，B正确；

C.等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确；

D.提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，D正确。

本题选择错误的，故选A。

15. 因为待测电阻约为，而，故为了减小误差应该采用电流表外接法，即选用甲图；

测量过程中应该先选择合适档位，根据题意选择“”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“”挡，故顺序为。

闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触、时电压表有示数说明、段是正常的，试触时，电压表没有示数说明在之间某处发生了断路，故选C。

16. 打点计时器接在频率为的交流电源上，相邻计数点之间还有个计时点，则相邻两计数点之间的时间为：

纸带做自由落体运动，打点时的瞬时速度等于点到点之间的平均速度，由纸带数据可知：

作出图线如图所示

由图像物理意义可知其图线斜率大小为重力加速度大小，则有：

需要测量的物理量：水滴下落的高度和下落的时间。

测量的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值；

测量的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用手机测量滴水下落的总时间，则：

17. 掌握平抛运动的规律

掌握动量定理的应用

18. 掌握带电粒子在电场中的加速度运动的规律

19. 掌握动能定理的应用

掌握天体运动的规律及开普勒第三定律的应用

20. 掌握电子在磁场中的运动规律