2022年北京市中關村中學高考物理三模試卷

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．天然放射現象的發現，揭示了原子核是由質子和中子組成的

  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部的核聚變反應
  組卷：102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；僅將紅光換成藍光，得到另一干涉圖樣。兩圖樣如圖所示，下列說法正確的是（　　）

  A．紅光比藍光更容易發生衍射現象

  B．將光屏遠離雙縫，干涉條紋間距減小

  C．圖甲為紅光的干涉圖樣

  D．用藍光照射某金屬時能發生光電效應，改用紅光照射也一定能發生光電效應
  組卷：205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A經過過程①到達狀態B，再由狀態B經過過程②到達狀態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（　　）

  A．從狀態A到狀態B的過程，氣體放出熱量

  B．從狀態A到狀態B的過程，氣體分子熱運動的平均動能在減小

  C．從狀態B到狀態C的過程，氣體吸收熱量

  D．從狀態B到狀態C的過程，氣體分子對容器壁撞擊的頻繁程度增加
  組卷：189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，此時質點a位于波峰，質點c位于波谷，質點b、d位于平衡位置。圖乙是波上質點b的振動圖象。下列說法中正確的是（　　）
  

  A．質點b與質點d的速度總是相同的

  B．經t=4.0s質點a沿波傳播方向運動4.0m

  C．當質點a在波谷時，質點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：292引用：4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射場用長征五號遙四運載火箭將“天問一號”火星探測器發射升空，并成功送入預定軌道，邁出了我國自主開展行星探測的第一步。假設火星和地球繞太陽公轉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”在發射過程中處于完全失重狀態

  B．圖示時刻發射“天問一號”，可以垂直地面發射直接飛向火星

  C．火星的公轉周期大于地球的公轉周期

  D．從圖示時刻再經過半年的時間，太陽、地球、火星再次共線
  組卷：321引用：5難度：0.4

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• 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，下列關系式正確的是（　　）

  A．FA＞FB

  B． FA＜FB

  C．EpA＞EpB

  D．EpA＜EpB
  組卷：406引用：5難度：0.8

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二、非選擇題，本部分共6題，共58分。

• 19．如圖，對于勁度系數為k的輕質彈簧和質量為m小球組成一維振動系統，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量的平方根成正比，與振動系統的振動系數的平方根成反比，而與振幅無關，即T=2π

  m

  k

  。
  
  （1）如圖，擺長為L、擺球質量為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。現將開關S由1擲到2位置。
  a.通過對比發現電路中一些狀態描述參量與簡諧運動中一些狀態描述參量的變化規律類似。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.通過對比還發現電路中能量的變化規律與力學簡諧運動的能量變化規律類似。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：232引用：1難度：0.6

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• 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，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一的電磁場像波一樣向前傳播。
  2019年8月2日，新華社發布新聞報道《馭光而行不是夢！“光帆2號”成功在太空驗證太陽帆技術》：美國行星學會的“光帆2號”飛行器近日終于在太空成功驗證了太陽帆技術，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生的光壓推動物體前進的，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，假設有一導體棒ab,垂直于磁場分量及電磁波的傳播方向（即x軸方向）放置。已知磁場強度的最大值為B₀，光速為C。
  a.在圖2中此時導體棒哪端（a或b）電勢高？求出此時導體棒所在位置處電磁波分量——電場強度E的大小；請你選擇圖中曲線①或曲線②，并在其中一條對應電場線上補畫出電磁波分量——電場強度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生的？
  （2）現設想利用太陽光壓將“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”面質比（光帆太空展開的面積S與航天器總質量m之比——航天器重要軌控參數）的最小值。（不計行星對探測器的引力和太陽常數的變化）
  已知太陽質量為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：268引用：1難度：0.1

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