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【高考真题】2022年高考物理真题试卷（北京卷）
一、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．（2022·北京）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
【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】 氢原子从某激发态跃迁到基态， 氢原子放出光子，释放能量，即能量减小，B符合题意，A、C、D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】本题考查波尔理论与氢原子的能级迁跃知识点。
2．（2022·北京）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
【答案】C
【知识点】光的偏振
【解析】【解答】 能说明光是横波的现象是光的偏振，C符合题意。A、B、D只能说明光具有波动性。
故答案为：C
【分析】熟悉光可以发生的各种现象，及各现象的原理、物理意义，是解题关键。
3．（2022·北京）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）
A．从a到b，气体温度保持不变 B．从a到b，气体对外界做功
C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热
【答案】D
【知识点】理想气体的状态方程
【解析】【解答】A.从a到b过程中，理想气体的体积不变，压强减小，根据理想气体的气态方程可知，温度T降低，A不符合题意；
B.从a到b过程中，理想气体的体积不变，气体对外界不做功，B不符合题意；
C、D.从b到c过程中，理想气体的压强不变，体积增大，气体对外界做功（W取负），根据理想气体的气态方程可知，温度T升高，内能（）增大，根据热力学第一定律，则气体从外界吸热，C不符合题意；D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据理想气体的气态方程，结合图像，判断理想气体的各物理量如何变化；根据热力学第一定律，判断气体的吸放热。
4．（2022·北京）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100∶1
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1∶100
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A.根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比值的关系有：，A不符合题意；
B.根据理想变压器原副线圈匝数比与电流比值的关系有，解得，B符合题意；
C. 因原线圈接在的正弦交流电源上 ，有，C不符合题意；
D.变压器不改变电流频率，即 原、副线圈交流电的频率之比为 1：1，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据电压之比，求出原副线圈匝数之比，进而求出原副线圈电流之比。根据正弦式交变电流的最大值与有效值的关系推出输入电流最大值。
5．（2022·北京）如图所示，质量为m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（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
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
【答案】B
【知识点】力的合成；力的分解
【解析】【解答】对物块进行受力分析，并建立直角坐标系，将重力分解，如图所示
A.在Y轴方向上， 斜面对物块的支持力 Fn=mgcos，A不符合题意；
B. 斜面对物块的摩擦力Ff为滑动摩擦力，则Ff= Fn=mgcos，B符合题意；
C 、D.因物块在斜面上加速下滑，在X轴方向上有mgsin-Ff=ma；即mgsin＞Ff，结合A项分析，推出斜面对物块的合力小于物块重力mg，物块所受合力为mgsin-Ff，C 、D不符合题意。
故答案为：B
[分析】对物块进行受力分析，利用正交分解法或直接合成法，再根据牛顿第二运动定律，对各项问题进行解答。
6．（2022·北京）在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，质点沿y轴负方向运动 B．时，质点的速度最大
C．时，质点和相位相同 D．该列绳波的波速为
【答案】D
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A.如图， 时，该波传至P6点，根据“上下坡”方法，P6点将沿Y轴正向运动，在一列波中 ，所有点的起振方向均与波源相同，因此 时，波源沿y轴正方向运动，A不符合题意；
B. 时，质点 处于波峰点，即Y轴正向位移最大处，振动速度为0，B不符合题意；
C. 时，根据“上下坡”方法，质点向下振动，质点 向上振动，两点相位不同，C不符合题意；
D.由图可知，，该绳波的波速，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据所有点的起振方向均与波源相同，判断P0的初始振动方向；根据波动图像判断各质点在某时刻的振动位置，推出位移、速度、加速度等物理量的大小及方向；根据波速、波长及周期的关系，求解波速。
7．（2022·北京）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P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3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1对应的粒子运动速度越来越大
C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大
D．轨迹3对应的粒子是正电子
【答案】A
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】A、D.由图可知，1、3偏向同侧，则1、3为电子，2为正电子，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，A符合题意；D不符合题意；
B.因洛伦兹力为电子运动 提供向心力，有，解得，如图，轨迹1的半径R减小，推出对应的粒子速度减小，B不符合题意；
C.结合B项的分析，2对应的粒子半径比3的小，则 2对应的粒子初速度比轨迹3的小，C不符合题意；
故答案为：A
【分析】根据题干描述，判断出电子和正电子，根据左手定则，推出磁场方向；根据向心力公式，结合粒子运动半径，推出粒子运动速度的大小及变化。
8．（2022·北京）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
【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】小球在天宫中处于完全失重状态，拉力提供向心力，拉力大小不变，小球做匀速圆周运动，速度大小不变，向心加速度大小不变；无论在地面还是天宫，细绳拉力总是垂直于小球的速度方向，因此细绳拉力对小球不做功，C符合题意，A、B、D不符合题意。
故答案为：C
【分析】要知道在天宫中，物体处于完全失重状态，根据小球在天宫及地面不同的受力情况，进行分析。
9．（2022·北京）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
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
【答案】B
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A、B充电过程中，电容器两板间电压越来越大，逐渐和电源电压相等，因此电流表示数逐渐减小，电压表示数逐渐增大，后都趋于稳定，A不符合题意，B符合题意；
C、D.放电过程中，电容器释放电荷，电压减小，因此电流也逐渐减小，最后均减至0，但二者都不是均匀变化，C、D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据电容器的充放电规律来判断电压、电流的大小变化，但要注意电压、电流不是均匀变化。
10．（2022·北京）质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t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
【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】在x-t图中，图像斜率大小表示物体运动速度大小，斜率正负表示物体运动方向；速率为速度大小，据此：
A.碰撞前，m2静止，速率为0m/s，m1速率为4m/s，A不符合题意；
B.碰撞后，m2速率为2m/s，m1速率为2m/s，二者相等，B不符合题意；
C、D.碰撞前后动量守恒，取碰撞前m1运动方向为正方向，有，代入数据，推出m2=3m1，则碰撞后，m2动量及动能均都大于m1的动量、动能，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据x-t图像斜率表示物体运动速度，推出m1、m2碰撞前后的速度，根据动量守恒定律，推出两物体质量之比，进而推出碰撞后的动量及动能大小关系。
11．（2022·北京）如图所示平面内，在通有图示方向电流I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I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
【答案】D
【知识点】安培力；电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A.根据右手定则，通电直导线在其右侧产生垂直纸面向里的磁场，因该磁场磁感应强度均匀增加，根据楞次定律，推出线框的感应电流方向为adcba
B.根据法拉第电磁感应定律，因磁感应强度B均匀增加，则恒定，可知，感应电动势E恒定，感应电流恒定不变，B不符合题意；
C.ad边所受安培力F=BIL，因磁感应强度B均匀增加，则ad边所受安培力F增大，C不符合题意；
D.通电直导线产生的磁场，离导线越远，磁感应强度越B小，因ab、cd边垂直于直导线，各点相对直导线距离相等 ，再根据左手定则，可知ab、cd两边所受安培力大小相等，方向相反，合力为0；同理，bc边离直导线较远，所受安培力小于ad边所受安培力，合力水平向右，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据右手定则推出磁场方向，根据楞次定律推出感应电流方向；根据法拉第电磁感应定律判断感应电流变化；根据左手定则判断安培力变化。
12．（2022·北京）“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：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②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；③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；④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（ ）
A．助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力
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
【答案】B
【知识点】平抛运动；动量定理
【解析】【解答】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不符合题意；
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，为了增加向上的速度，B符合题意；
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，从而减小水平方向的加速度，C不符合题意；
D．着陆阶段，运动员两腿屈膝可以延长落地时间，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据题干中关于滑雪姿态的关键词，判断各阶段的目的，通过受力分析、动量定理等知识点进行答题。此题要求学生有一定的生活常识。
13．（2022·北京）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a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b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（ ）
A．
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
【答案】C
【知识点】传感器；电路的动态变化分析
【解析】【解答】A、B．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。如图，预警系统控制开关与R1并联，因此R1为压力传感器，且R1高＜R1低，U1为低水位预警开关电压，U2为高水位预警开关电压，根据串联电路电压与电阻成正比可知，U1＜U2 ，A、B不符合题意；
C、D.传感器R1两端电压，可知定值电阻R2越大，传感器R1两端电压越大，对应电阻越大，水位越低，高低水位预警的临界值均减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】先将水位高低与传感器阻值的大小对应关系理清，根据串并联电路特点、闭合电路的欧姆定律知识点进行解答。
14．（2022·北京）2021年5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1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20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
【答案】A
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】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，符合题意；
B．带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确，不符合题意；
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，不符合题意；
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，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确，不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据核聚变原理、等离子体概念、物质内能与温度的关系知识点，进行解答。
二、本部分共6题，共58分。
15．（2022·北京）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。
（1）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1中的 （选填“甲”或“乙”）。
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”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“0”
（3）图2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，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 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
【答案】（1）甲
（2）ADCB
（3）C
【知识点】测电源电动势和内阻；电阻的测量
【解析】【解答】（1）根据电表内、外接法判断依据，待测电阻R=5，，R＜，应采用外接法，故选甲；
（2）测量过程中应该先选择合适挡位，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OFF挡，故顺序为ADCB；
（3） 无论怎么移动滑动变阻器的滑片， 电流表始终没有示数，说明电路中有断路故障；电压表有示数且不变说明电压表串联在电路中 ，则电压表没示数的一段即为断路段，故答案为：C
【分析】（1）根据电表内外接法依据：R＜选择外接法，R＞选择内接法，R= 选择外、外接法都可以（大内结果偏大，小外结果偏小），判断实验电路的选择；
（2）根据多用电表欧姆档的使用规范，确定操作步骤；
（3）根据电表有无示数，判断电路故障。
16．（2022·北京）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1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1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，并求出打点2，3，…，7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。
（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度 （结果保留3位有效数字）。
（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3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。
（3）根据图3，实验测得的重力加速度 （结果保留3位有效数字）。
（4）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。
【答案】（1）1.15
（2）
（3）9.79
（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
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)根据匀变速直线运动的推论有；
（2）
描点时，应让尽可能多的点在图像上，或均匀分布在图像两侧
（3）图像的斜率即为重力加速度，
(4)水滴做自由落体运动，根据，即可求出重力加速度g。因此， 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
【分析】（1）根据打点计时器的工作频率求出纸带两点间的时间t；
（2）注意是否有未画出的点及个数；
（3）根据匀变速直线运动的推论、v-t图像斜率意义 、自由落体运动等知识点进行解答。
17．（2022·北京）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：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向；
（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。
【答案】（1）解：设排球在空中飞行的时间为t，则
解得 ；则排球在空中飞行的水平距离
（2）解：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 （如答图所示）
则有
（3）解：根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）排球在空中做平抛运动，利用位移公式可以求出运动的时间，结合水平方向的位移公式可以求出飞行距离的大小；
（2）当乙同学接住排球瞬间，利用速度公式可以求出排球速度方向的速度大小，结合速度的合成可以求出排球被接前瞬间速度的大小及方向；
（3）已知排球被垫前后的速度，结合动量定理可以求出排球受到的冲量大小。
18．（2022·北京）如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
（1）求带电粒子所受的静电力的大小F；
（2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；
（3）若在带电粒子运动距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。
【答案】（1）解：两极板间的场强
带电粒子所受的静电力
（2）解：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）解：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
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）粒子在板间运动，利用板间电压可以求出电场强度的大小，结合电场强度的表达式可以求出粒子受到电场力的大小；
（2）粒子从静止到N板的过程中，利用动能定理可以求出粒子到达N板的速度大小；
（3）当粒子运动到板的一半时，利用动能定理可以求出速度的大小，结合位移公式可以求出粒子在板间运动的时间。
19．（2022·北京）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。
（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为v1，在远日点速度为v2。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功W；
（2）设行星与恒星的距离为r，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F与r的平方成反比；
（3）宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16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T1，绕此恒星公转的周期为T2，求。
【答案】（1）解：根据动能定理有
（2）解：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，得
即恒星对行星的作用力F与r的平方成反比
（3）解：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
【知识点】万有引力定律及其应用；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）已知行星在近日点和远日点的速度，结合动能定理可以求出太阳对行星做功的大小；
（2）行星绕恒星做匀速圆周运动，利用向心力的表达式结合周期的表达式可以求出恒星对行星作用力与r的大小关系；
（3）当已知辐射的总能量及球体的半径可以求出单位面积单位时间恒星辐射的能量，结合引力提供向心力可以求出恒星的质量与太阳质量的大小关系。
20．（2022·北京）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。
（1）如图1所示，两同学把一根长约10m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10m/s，电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小B地；
（2）如图2所示，一矩形金属薄片，其长为a，宽为b，厚为c。大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N两电极间产生的电压为U。已知薄片单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e。求磁感应强度的大小B；
（3）假定（2）中的装置足够灵敏，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。
【答案】（1）解：由E = BLv可估算得该处地磁场磁感应强度B地的大小的数量级为10－5T。
（2）解：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 方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有
得
（3）解：如答图3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。
【知识点】共点力平衡条件的应用；导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）当导线切割磁场时，利用动生电动势的表达式可以求出磁感应强度的大小；
（2）当粒子通过横截面时，利用电流的表达式结合平衡方程可以求出磁感应强度的大小；
（3）当已知磁感应强度与霍尔电压的关系可以求出z方向的磁感应强度的大小，结合矢量叠加可以求出磁感应强度的大小及方向。
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【高考真题】2022年高考物理真题试卷（北京卷）
一、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．（2022·北京）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．（2022·北京）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．（2022·北京）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）
A．从a到b，气体温度保持不变 B．从a到b，气体对外界做功
C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热
4．（2022·北京）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100∶1
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1∶100
5．（2022·北京）如图所示，质量为m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（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
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．（2022·北京）在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，质点沿y轴负方向运动 B．时，质点的速度最大
C．时，质点和相位相同 D．该列绳波的波速为
7．（2022·北京）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P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3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1对应的粒子运动速度越来越大
C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大
D．轨迹3对应的粒子是正电子
8．（2022·北京）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．（2022·北京）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
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．（2022·北京）质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t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．（2022·北京）如图所示平面内，在通有图示方向电流I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I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．（2022·北京）“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：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②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；③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；④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（ ）
A．助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力
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．（2022·北京）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a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b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（ ）
A．
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．（2022·北京）2021年5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1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20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、本部分共6题，共58分。
15．（2022·北京）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。
（1）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1中的 （选填“甲”或“乙”）。
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”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“0”
（3）图2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，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 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．（2022·北京）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1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1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，并求出打点2，3，…，7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。
（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度 （结果保留3位有效数字）。
（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3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。
（3）根据图3，实验测得的重力加速度 （结果保留3位有效数字）。
（4）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。
17．（2022·北京）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：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向；
（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。
18．（2022·北京）如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
（1）求带电粒子所受的静电力的大小F；
（2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；
（3）若在带电粒子运动距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。
19．（2022·北京）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。
（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为v1，在远日点速度为v2。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功W；
（2）设行星与恒星的距离为r，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F与r的平方成反比；
（3）宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16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T1，绕此恒星公转的周期为T2，求。
20．（2022·北京）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。
（1）如图1所示，两同学把一根长约10m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10m/s，电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小B地；
（2）如图2所示，一矩形金属薄片，其长为a，宽为b，厚为c。大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N两电极间产生的电压为U。已知薄片单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e。求磁感应强度的大小B；
（3）假定（2）中的装置足够灵敏，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。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】 氢原子从某激发态跃迁到基态， 氢原子放出光子，释放能量，即能量减小，B符合题意，A、C、D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】本题考查波尔理论与氢原子的能级迁跃知识点。
2．【答案】C
【知识点】光的偏振
【解析】【解答】 能说明光是横波的现象是光的偏振，C符合题意。A、B、D只能说明光具有波动性。
故答案为：C
【分析】熟悉光可以发生的各种现象，及各现象的原理、物理意义，是解题关键。
3．【答案】D
【知识点】理想气体的状态方程
【解析】【解答】A.从a到b过程中，理想气体的体积不变，压强减小，根据理想气体的气态方程可知，温度T降低，A不符合题意；
B.从a到b过程中，理想气体的体积不变，气体对外界不做功，B不符合题意；
C、D.从b到c过程中，理想气体的压强不变，体积增大，气体对外界做功（W取负），根据理想气体的气态方程可知，温度T升高，内能（）增大，根据热力学第一定律，则气体从外界吸热，C不符合题意；D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据理想气体的气态方程，结合图像，判断理想气体的各物理量如何变化；根据热力学第一定律，判断气体的吸放热。
4．【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A.根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比值的关系有：，A不符合题意；
B.根据理想变压器原副线圈匝数比与电流比值的关系有，解得，B符合题意；
C. 因原线圈接在的正弦交流电源上 ，有，C不符合题意；
D.变压器不改变电流频率，即 原、副线圈交流电的频率之比为 1：1，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据电压之比，求出原副线圈匝数之比，进而求出原副线圈电流之比。根据正弦式交变电流的最大值与有效值的关系推出输入电流最大值。
5．【答案】B
【知识点】力的合成；力的分解
【解析】【解答】对物块进行受力分析，并建立直角坐标系，将重力分解，如图所示
A.在Y轴方向上， 斜面对物块的支持力 Fn=mgcos，A不符合题意；
B. 斜面对物块的摩擦力Ff为滑动摩擦力，则Ff= Fn=mgcos，B符合题意；
C 、D.因物块在斜面上加速下滑，在X轴方向上有mgsin-Ff=ma；即mgsin＞Ff，结合A项分析，推出斜面对物块的合力小于物块重力mg，物块所受合力为mgsin-Ff，C 、D不符合题意。
故答案为：B
[分析】对物块进行受力分析，利用正交分解法或直接合成法，再根据牛顿第二运动定律，对各项问题进行解答。
6．【答案】D
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A.如图， 时，该波传至P6点，根据“上下坡”方法，P6点将沿Y轴正向运动，在一列波中 ，所有点的起振方向均与波源相同，因此 时，波源沿y轴正方向运动，A不符合题意；
B. 时，质点 处于波峰点，即Y轴正向位移最大处，振动速度为0，B不符合题意；
C. 时，根据“上下坡”方法，质点向下振动，质点 向上振动，两点相位不同，C不符合题意；
D.由图可知，，该绳波的波速，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据所有点的起振方向均与波源相同，判断P0的初始振动方向；根据波动图像判断各质点在某时刻的振动位置，推出位移、速度、加速度等物理量的大小及方向；根据波速、波长及周期的关系，求解波速。
7．【答案】A
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】A、D.由图可知，1、3偏向同侧，则1、3为电子，2为正电子，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，A符合题意；D不符合题意；
B.因洛伦兹力为电子运动 提供向心力，有，解得，如图，轨迹1的半径R减小，推出对应的粒子速度减小，B不符合题意；
C.结合B项的分析，2对应的粒子半径比3的小，则 2对应的粒子初速度比轨迹3的小，C不符合题意；
故答案为：A
【分析】根据题干描述，判断出电子和正电子，根据左手定则，推出磁场方向；根据向心力公式，结合粒子运动半径，推出粒子运动速度的大小及变化。
8．【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】小球在天宫中处于完全失重状态，拉力提供向心力，拉力大小不变，小球做匀速圆周运动，速度大小不变，向心加速度大小不变；无论在地面还是天宫，细绳拉力总是垂直于小球的速度方向，因此细绳拉力对小球不做功，C符合题意，A、B、D不符合题意。
故答案为：C
【分析】要知道在天宫中，物体处于完全失重状态，根据小球在天宫及地面不同的受力情况，进行分析。
9．【答案】B
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A、B充电过程中，电容器两板间电压越来越大，逐渐和电源电压相等，因此电流表示数逐渐减小，电压表示数逐渐增大，后都趋于稳定，A不符合题意，B符合题意；
C、D.放电过程中，电容器释放电荷，电压减小，因此电流也逐渐减小，最后均减至0，但二者都不是均匀变化，C、D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据电容器的充放电规律来判断电压、电流的大小变化，但要注意电压、电流不是均匀变化。
10．【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】在x-t图中，图像斜率大小表示物体运动速度大小，斜率正负表示物体运动方向；速率为速度大小，据此：
A.碰撞前，m2静止，速率为0m/s，m1速率为4m/s，A不符合题意；
B.碰撞后，m2速率为2m/s，m1速率为2m/s，二者相等，B不符合题意；
C、D.碰撞前后动量守恒，取碰撞前m1运动方向为正方向，有，代入数据，推出m2=3m1，则碰撞后，m2动量及动能均都大于m1的动量、动能，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据x-t图像斜率表示物体运动速度，推出m1、m2碰撞前后的速度，根据动量守恒定律，推出两物体质量之比，进而推出碰撞后的动量及动能大小关系。
11．【答案】D
【知识点】安培力；电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A.根据右手定则，通电直导线在其右侧产生垂直纸面向里的磁场，因该磁场磁感应强度均匀增加，根据楞次定律，推出线框的感应电流方向为adcba
B.根据法拉第电磁感应定律，因磁感应强度B均匀增加，则恒定，可知，感应电动势E恒定，感应电流恒定不变，B不符合题意；
C.ad边所受安培力F=BIL，因磁感应强度B均匀增加，则ad边所受安培力F增大，C不符合题意；
D.通电直导线产生的磁场，离导线越远，磁感应强度越B小，因ab、cd边垂直于直导线，各点相对直导线距离相等 ，再根据左手定则，可知ab、cd两边所受安培力大小相等，方向相反，合力为0；同理，bc边离直导线较远，所受安培力小于ad边所受安培力，合力水平向右，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据右手定则推出磁场方向，根据楞次定律推出感应电流方向；根据法拉第电磁感应定律判断感应电流变化；根据左手定则判断安培力变化。
12．【答案】B
【知识点】平抛运动；动量定理
【解析】【解答】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不符合题意；
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，为了增加向上的速度，B符合题意；
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，从而减小水平方向的加速度，C不符合题意；
D．着陆阶段，运动员两腿屈膝可以延长落地时间，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据题干中关于滑雪姿态的关键词，判断各阶段的目的，通过受力分析、动量定理等知识点进行答题。此题要求学生有一定的生活常识。
13．【答案】C
【知识点】传感器；电路的动态变化分析
【解析】【解答】A、B．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。如图，预警系统控制开关与R1并联，因此R1为压力传感器，且R1高＜R1低，U1为低水位预警开关电压，U2为高水位预警开关电压，根据串联电路电压与电阻成正比可知，U1＜U2 ，A、B不符合题意；
C、D.传感器R1两端电压，可知定值电阻R2越大，传感器R1两端电压越大，对应电阻越大，水位越低，高低水位预警的临界值均减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】先将水位高低与传感器阻值的大小对应关系理清，根据串并联电路特点、闭合电路的欧姆定律知识点进行解答。
14．【答案】A
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】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，符合题意；
B．带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确，不符合题意；
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，不符合题意；
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，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确，不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据核聚变原理、等离子体概念、物质内能与温度的关系知识点，进行解答。
15．【答案】（1）甲
（2）ADCB
（3）C
【知识点】测电源电动势和内阻；电阻的测量
【解析】【解答】（1）根据电表内、外接法判断依据，待测电阻R=5，，R＜，应采用外接法，故选甲；
（2）测量过程中应该先选择合适挡位，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OFF挡，故顺序为ADCB；
（3） 无论怎么移动滑动变阻器的滑片， 电流表始终没有示数，说明电路中有断路故障；电压表有示数且不变说明电压表串联在电路中 ，则电压表没示数的一段即为断路段，故答案为：C
【分析】（1）根据电表内外接法依据：R＜选择外接法，R＞选择内接法，R= 选择外、外接法都可以（大内结果偏大，小外结果偏小），判断实验电路的选择；
（2）根据多用电表欧姆档的使用规范，确定操作步骤；
（3）根据电表有无示数，判断电路故障。
16．【答案】（1）1.15
（2）
（3）9.79
（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
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)根据匀变速直线运动的推论有；
（2）
描点时，应让尽可能多的点在图像上，或均匀分布在图像两侧
（3）图像的斜率即为重力加速度，
(4)水滴做自由落体运动，根据，即可求出重力加速度g。因此， 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
【分析】（1）根据打点计时器的工作频率求出纸带两点间的时间t；
（2）注意是否有未画出的点及个数；
（3）根据匀变速直线运动的推论、v-t图像斜率意义 、自由落体运动等知识点进行解答。
17．【答案】（1）解：设排球在空中飞行的时间为t，则
解得 ；则排球在空中飞行的水平距离
（2）解：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 （如答图所示）
则有
（3）解：根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）排球在空中做平抛运动，利用位移公式可以求出运动的时间，结合水平方向的位移公式可以求出飞行距离的大小；
（2）当乙同学接住排球瞬间，利用速度公式可以求出排球速度方向的速度大小，结合速度的合成可以求出排球被接前瞬间速度的大小及方向；
（3）已知排球被垫前后的速度，结合动量定理可以求出排球受到的冲量大小。
18．【答案】（1）解：两极板间的场强
带电粒子所受的静电力
（2）解：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）解：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
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）粒子在板间运动，利用板间电压可以求出电场强度的大小，结合电场强度的表达式可以求出粒子受到电场力的大小；
（2）粒子从静止到N板的过程中，利用动能定理可以求出粒子到达N板的速度大小；
（3）当粒子运动到板的一半时，利用动能定理可以求出速度的大小，结合位移公式可以求出粒子在板间运动的时间。
19．【答案】（1）解：根据动能定理有
（2）解：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，得
即恒星对行星的作用力F与r的平方成反比
（3）解：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
【知识点】万有引力定律及其应用；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）已知行星在近日点和远日点的速度，结合动能定理可以求出太阳对行星做功的大小；
（2）行星绕恒星做匀速圆周运动，利用向心力的表达式结合周期的表达式可以求出恒星对行星作用力与r的大小关系；
（3）当已知辐射的总能量及球体的半径可以求出单位面积单位时间恒星辐射的能量，结合引力提供向心力可以求出恒星的质量与太阳质量的大小关系。
20．【答案】（1）解：由E = BLv可估算得该处地磁场磁感应强度B地的大小的数量级为10－5T。
（2）解：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 方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有
得
（3）解：如答图3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。
【知识点】共点力平衡条件的应用；导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）当导线切割磁场时，利用动生电动势的表达式可以求出磁感应强度的大小；
（2）当粒子通过横截面时，利用电流的表达式结合平衡方程可以求出磁感应强度的大小；
（3）当已知磁感应强度与霍尔电压的关系可以求出z方向的磁感应强度的大小，结合矢量叠加可以求出磁感应强度的大小及方向。
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