2022年北京市中關(guān)村中學(xué)高考物理三模試卷

一、選擇題，本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

• 1．下列說法中正確的是（　　）

  A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核是由質(zhì)子和中子組成的

  B．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短

  C．氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子總能量減少

  D．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)
  組卷：91引用：1難度：0.5

  解析

• 2．利用雙縫干涉裝置測紅光波長時，得到紅光的干涉圖樣；僅將紅光換成藍(lán)光，得到另一干涉圖樣。兩圖樣如圖所示，下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．紅光比藍(lán)光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

  B．將光屏遠(yuǎn)離雙縫，干涉條紋間距減小

  C．圖甲為紅光的干涉圖樣

  D．用藍(lán)光照射某金屬時能發(fā)生光電效應(yīng)，改用紅光照射也一定能發(fā)生光電效應(yīng)
  組卷：188引用：1難度：0.7

  解析

• 3．如圖所示，一定量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過過程①到達(dá)狀態(tài)B，再由狀態(tài)B經(jīng)過過程②到達(dá)狀態(tài)C，其中過程①圖線與橫軸平行，過程②圖線與縱軸平行。對于這個變化過程，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，氣體放出熱量

  B．從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，氣體分子熱運動的平均動能在減小

  C．從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程，氣體吸收熱量

  D．從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程，氣體分子對容器壁撞擊的頻繁程度增加
  組卷：173引用：3難度：0.6

  解析

• 4．一列簡諧橫波沿x軸傳播，波速為1.0m/s,t=0時波形如圖甲所示，此時質(zhì)點a位于波峰，質(zhì)點c位于波谷，質(zhì)點b、d位于平衡位置。圖乙是波上質(zhì)點b的振動圖象。下列說法中正確的是（　?。?br />

  A．質(zhì)點b與質(zhì)點d的速度總是相同的

  B．經(jīng)t=4.0s質(zhì)點a沿波傳播方向運動4.0m

  C．當(dāng)質(zhì)點a在波谷時，質(zhì)點c可能在平衡位置

  D．一觀察者沿著x軸靠近波源運動時，其觀測到的該波的頻率將大于0.25Hz
  組卷：279引用：3難度：0.6

  解析

• 5．2020年7月23日12時41分，我國在海南文昌航天發(fā)射場用長征五號遙四運載火箭將“天問一號”火星探測器發(fā)射升空，并成功送入預(yù)定軌道，邁出了我國自主開展行星探測的第一步。假設(shè)火星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的運動均可視為勻速圓周運動。某一時刻，火星會運動到日地連線的延長線上，如圖所示。下列選項正確的是（　　）

  A．“天問一號”在發(fā)射過程中處于完全失重狀態(tài)

  B．圖示時刻發(fā)射“天問一號”，可以垂直地面發(fā)射直接飛向火星

  C．火星的公轉(zhuǎn)周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期

  D．從圖示時刻再經(jīng)過半年的時間，太陽、地球、火星再次共線
  組卷：315引用：5難度：0.4

  解析

• 6．圖表示某電場等勢面的分布情況。將某一試探電荷先后放置在電場中的A點和B點，它所受電場力的大小分別為F_A、F_B，電勢能分別為E_pA、E_pB，下列關(guān)系式正確的是（　　）

  A．FA＞FB

  B． FA＜FB

  C．EpA＞EpB

  D．EpA＜EpB
  組卷：397引用：5難度：0.8

  解析

二、非選擇題，本部分共6題，共58分。

• 19．如圖，對于勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧和質(zhì)量為m小球組成一維振動系統(tǒng)，我們可以寫出任意時刻振子的能量方程為

  1

  2

  m

  v

  2

  +

  1

  2

  k

  x

  2

  =E，x為任意時刻小球偏離平衡位置的位移，v為瞬時速度。若將v=

  Δ

  x

  Δ

  t

  代入能量方程便可得振子簡諧運動方程

  1

  2

  m

  （

  Δ

  x

  Δ

  t

  ）

  2

  +

  1

  2

  k

  x

  2

  =E（①式）。振子簡諧運動的周期與振子質(zhì)量的平方根成正比，與振動系統(tǒng)的振動系數(shù)的平方根成反比，而與振幅無關(guān)，即T=2π

  m

  k

  。
  
  （1）如圖，擺長為L、擺球質(zhì)量為m的單擺在A、B間做小角度的自由擺動。請你類比彈簧振動系統(tǒng)從能量守恒的角度類推出單擺的周期公式（重力加速度取g；θ很小時，有cosθ≈1-

  1

  2

  θ

  2

  ）。
  （2）如圖LC諧振電路，電容大小為C，電感大小為L。現(xiàn)將開關(guān)S由1擲到2位置。
  a.通過對比發(fā)現(xiàn)電路中一些狀態(tài)描述參量與簡諧運動中一些狀態(tài)描述參量的變化規(guī)律類似。請你類比兩者完成下表，并在圖中定性畫出電容器上的電量隨時間變化的q-t圖線（設(shè)LC回路中順時針電流方向為正方向）。
  
  

  簡諧運動（彈簧振子）	電磁振蕩（LC電路）
  振子質(zhì)量m	電感L
  任意時刻振子偏離平衡位置的位移x
  瞬時速度v= Δ x Δ t
  振子動能 m v 2 2	線圈磁場能 L i 2 2
  振子彈性勢能 k x 2 2

  b.通過對比還發(fā)現(xiàn)電路中能量的變化規(guī)律與力學(xué)簡諧運動的能量變化規(guī)律類似。請你類比①式寫出電容電量q隨時間t變化的方程，并類推出LC諧振電路周期公式。
  組卷：194引用：1難度：0.6

  解析

• 20．光的波粒二象性是指光既具有波動特性，又具有粒子特性。
  麥克斯韋電磁場理論指出：變化的磁場和變化的電場可以相互激發(fā)，無論是電場分量E還是磁場分量B都是以橫波的形式組成一個統(tǒng)一的電磁場像波一樣向前傳播。
  2019年8月2日，新華社發(fā)布新聞報道《馭光而行不是夢！“光帆2號”成功在太空驗證太陽帆技術(shù)》：美國行星學(xué)會的“光帆2號”飛行器近日終于在太空成功驗證了太陽帆技術(shù)，僅利用太陽光的光子動量作為動力就抬升了軌道高度，成為首個在地球軌道上受控運行的太陽帆飛行器。太陽帆是利用太陽光產(chǎn)生的光壓推動物體前進(jìn)的，這使恒星光為星際旅行提供了取之不盡的能源。目前，國際上最先進(jìn)的太陽帆材料是聚酰亞胺薄膜，正對陽光的一面鍍上鋁膜。
  （1）如圖2所示，假設(shè)有一導(dǎo)體棒ab,垂直于磁場分量及電磁波的傳播方向（即x軸方向）放置。已知磁場強(qiáng)度的最大值為B₀，光速為C。
  a.在圖2中此時導(dǎo)體棒哪端（a或b）電勢高？求出此時導(dǎo)體棒所在位置處電磁波分量——電場強(qiáng)度E的大?。徽埬氵x擇圖中曲線①或曲線②，并在其中一條對應(yīng)電場線上補(bǔ)畫出電磁波分量——電場強(qiáng)度E的方向。
  
  b.請從光的電磁波動理論角度定性解釋這種光壓是怎樣產(chǎn)生的？
  （2）現(xiàn)設(shè)想利用太陽光壓將“光帆3號”探測器送到太陽系以外探索宇宙的奧秘，請你從光的量子理論角度估算“光帆3號”面質(zhì)比（光帆太空展開的面積S與航天器總質(zhì)量m之比——航天器重要軌控參數(shù)）的最小值。（不計行星對探測器的引力和太陽常數(shù)的變化）
  已知太陽質(zhì)量為M=2×10³⁰kg、日地距離為R_se=1.5×10¹¹m,萬有引力常量為G=6.67×10^-11N?m²/kg²、光速為c=3×10⁸m/s。利用人造衛(wèi)星上的精密儀器測得在地球大氣層上空垂直太陽光的平面上，每秒鐘每平方米可以接收到的太陽能為E=1.35×10³J。
  組卷：226引用：1難度：0.1

  解析