2022年北京市中关村中学高考物理三模试卷

一、选择题，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．下列说法中正确的是（　　）

  A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的

  B．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

  C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减少

  D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
  组卷：100引用：1难度：0.5

  解析

• 2．利用双缝干涉装置测红光波长时，得到红光的干涉图样；仅将红光换成蓝光，得到另一干涉图样。两图样如图所示，下列说法正确的是（　　）

  A．红光比蓝光更容易发生衍射现象

  B．将光屏远离双缝，干涉条纹间距减小

  C．图甲为红光的干涉图样

  D．用蓝光照射某金属时能发生光电效应，改用红光照射也一定能发生光电效应
  组卷：202引用：1难度：0.7

  解析

• 3．如图所示，一定量的理想气体由状态A经过过程①到达状态B，再由状态B经过过程②到达状态C，其中过程①图线与横轴平行，过程②图线与纵轴平行。对于这个变化过程，下列说法中正确的是（　　）

  A．从状态A到状态B的过程，气体放出热量

  B．从状态A到状态B的过程，气体分子热运动的平均动能在减小

  C．从状态B到状态C的过程，气体吸收热量

  D．从状态B到状态C的过程，气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加
  组卷：186引用：3难度：0.6

  解析

• 4．一列简谐横波沿x轴传播，波速为1.0m/s,t=0时波形如图甲所示，此时质点a位于波峰，质点c位于波谷，质点b、d位于平衡位置。图乙是波上质点b的振动图象。下列说法中正确的是（　　）
  

  A．质点b与质点d的速度总是相同的

  B．经t=4.0s质点a沿波传播方向运动4.0m

  C．当质点a在波谷时，质点c可能在平衡位置

  D．一观察者沿着x轴靠近波源运动时，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz
  组卷：287引用：4难度：0.6

  解析

• 5．2020年7月23日12时41分，我国在海南文昌航天发射场用长征五号遥四运载火箭将“天问一号”火星探测器发射升空，并成功送入预定轨道，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。假设火星和地球绕太阳公转的运动均可视为匀速圆周运动。某一时刻，火星会运动到日地连线的延长线上，如图所示。下列选项正确的是（　　）

  A．“天问一号”在发射过程中处于完全失重状态

  B．图示时刻发射“天问一号”，可以垂直地面发射直接飞向火星

  C．火星的公转周期大于地球的公转周期

  D．从图示时刻再经过半年的时间，太阳、地球、火星再次共线
  组卷：319引用：5难度：0.4

  解析

• 6．图表示某电场等势面的分布情况。将某一试探电荷先后放置在电场中的A点和B点，它所受电场力的大小分别为F_A、F_B，电势能分别为E_pA、E_pB，下列关系式正确的是（　　）

  A．FA＞FB

  B． FA＜FB

  C．EpA＞EpB

  D．EpA＜EpB
  组卷：405引用：5难度：0.8

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二、非选择题，本部分共6题，共58分。

• 19．如图，对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m小球组成一维振动系统，我们可以写出任意时刻振子的能量方程为

  1

  2

  m

  v

  2

  +

  1

  2

  k

  x

  2

  =E，x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，v为瞬时速度。若将v=

  Δ

  x

  Δ

  t

  代入能量方程便可得振子简谐运动方程

  1

  2

  m

  （

  Δ

  x

  Δ

  t

  ）

  2

  +

  1

  2

  k

  x

  2

  =E（①式）。振子简谐运动的周期与振子质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即T=2π

  m

  k

  。
  
  （1）如图，摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式（重力加速度取g；θ很小时，有cosθ≈1-

  1

  2

  θ

  2

  ）。
  （2）如图LC谐振电路，电容大小为C，电感大小为L。现将开关S由1掷到2位置。
  a.通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的q-t图线（设LC回路中顺时针电流方向为正方向）。
  
  

  简谐运动（弹簧振子）	电磁振荡（LC电路）
  振子质量m	电感L
  任意时刻振子偏离平衡位置的位移x
  瞬时速度v= Δ x Δ t
  振子动能 m v 2 2	线圈磁场能 L i 2 2
  振子弹性势能 k x 2 2

  b.通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量q随时间t变化的方程，并类推出LC谐振电路周期公式。
  组卷：230引用：1难度：0.6

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• 20．光的波粒二象性是指光既具有波动特性，又具有粒子特性。
  麦克斯韦电磁场理论指出：变化的磁场和变化的电场可以相互激发，无论是电场分量E还是磁场分量B都是以横波的形式组成一个统一的电磁场像波一样向前传播。
  2019年8月2日，新华社发布新闻报道《驭光而行不是梦！“光帆2号”成功在太空验证太阳帆技术》：美国行星学会的“光帆2号”飞行器近日终于在太空成功验证了太阳帆技术，仅利用太阳光的光子动量作为动力就抬升了轨道高度，成为首个在地球轨道上受控运行的太阳帆飞行器。太阳帆是利用太阳光产生的光压推动物体前进的，这使恒星光为星际旅行提供了取之不尽的能源。目前，国际上最先进的太阳帆材料是聚酰亚胺薄膜，正对阳光的一面镀上铝膜。
  （1）如图2所示，假设有一导体棒ab,垂直于磁场分量及电磁波的传播方向（即x轴方向）放置。已知磁场强度的最大值为B₀，光速为C。
  a.在图2中此时导体棒哪端（a或b）电势高？求出此时导体棒所在位置处电磁波分量——电场强度E的大小；请你选择图中曲线①或曲线②，并在其中一条对应电场线上补画出电磁波分量——电场强度E的方向。
  
  b.请从光的电磁波动理论角度定性解释这种光压是怎样产生的？
  （2）现设想利用太阳光压将“光帆3号”探测器送到太阳系以外探索宇宙的奥秘，请你从光的量子理论角度估算“光帆3号”面质比（光帆太空展开的面积S与航天器总质量m之比——航天器重要轨控参数）的最小值。（不计行星对探测器的引力和太阳常数的变化）
  已知太阳质量为M=2×10³⁰kg、日地距离为R_se=1.5×10¹¹m,万有引力常量为G=6.67×10^-11N•m²/kg²、光速为c=3×10⁸m/s。利用人造卫星上的精密仪器测得在地球大气层上空垂直太阳光的平面上，每秒钟每平方米可以接收到的太阳能为E=1.35×10³J。
  组卷：259引用：1难度：0.1

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