2022年高考物理预测押题卷+答案解析02（河北卷）

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2022年高考押题预测卷02【河北卷】
物理·全解全析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
B
A
C
D
A
AC
AC
AC
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．一理想变压器原、副线圈所接电路如图所示，所有电表均为理想电表。原线圈所接交流电源的输出电压的瞬时值表达式为（V），原、副线圈匝数比为，为定值电阻，当滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电压表的示数为3110（V）
B．电压表的示数为311（V）
C．电流表、的示数均增加
D．电压表的示数增大
【答案】 C
【解析】
A．电压表和电流表示数均为有效值，分析电路可知，电压表V1的示数为原线圈的输入电压的有效值为2200V，故A错误；
B．根据

又原、副线圈匝数比为，可知，变压器副线圈电压

C．滑片P向下滑动过程中，电阻减小，电压不变，根据欧姆定律可知，A2示数变大，由

匝数不变，可知，示数变大，故C正确；
D．因A2示数变大，所以R0两端电压变大，又输出端电压不变，故滑动变阻器两端电压减小，电压表的示数减小，故D错误。
故选C。
2．某同学关注到了一条疫情新闻：在沈阳疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，皇姑区民政局基层政权科与门磁设备供应商合力行动，确保智能门磁系统使用无误，他对门磁系统比较感兴趣，于是他自己设计了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　）

A．线圈平面与房门平面相互平行
B．当房门缓慢打开时门磁报警系统可能不会报警
C．只有房门向外打开时门磁系统才会报警
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不能起到报警的作用
【答案】 B
【解析】
A．线圈平面与房门平面相互垂直，故A错误；
B．当房门缓慢打开时，产生的感应电压、电流过低，门磁报警系统可能不会报警，故B正确；
C．只有房门向内、向外打开时，都会产生感应电压、电流，门磁系统都会报警，故C错误；
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上也会产生感应电压、电流，能起到报警的作用，故D错误。
故选B。
3．如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、A间若干对倍增电极构成。使用时在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极到阳极A的电势依次升高。当满足一定条件的光照射阴极K时，就会有电子射出，在加速电场作用下，电子以较大的动能撞击到第一个倍增电极上，电子能从这个倍增电极上激发出更多电子，最后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的电子数增加了很多倍。下列说法正确的是（　　）

A．光电倍增管适用于各种频率的光
B．保持入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多
C．增大入射光的频率，阴极K发射出的所有光电子的初动能都会增大
D．保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数
【答案】 B
【解析】
A．只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适用于各种频率的光，选项A错误；
B．保持入射光不变，增大各级间电压，则打到倍增极的光电子的动能变大，则可能有更多的光电子从倍增极逸出，则阳极收集到的电子数可能增多，选项B正确；
C．增大入射光的频率，阴极K发射出的光电子的最大初动能变大，并不是所有光电子的初动能都会增大，选项C错误；
D．保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，则单位时间逸出光电子的数目会增加，则阳极收集到的电子数会增加，选项D错误。
故选B。
4．如图甲所示，某同学研究水平匀速拉动货物时拉力大小和方向间的关系。他以相同的速度拉动质量为50kg的货物，拉力方向与水平方向的夹角为θ。已知货物所受阻力与货物对地面的压力成正比，拉力F大小与θ的函数图像如图乙所示，重力加速度m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．货物受到的阻力与货物对地面压力的比值为0.5
B．当时，拉力大小为N
C．当与时，对应拉力大小相等
D．当时，可能有两个角度对应拉力的功率相等
【答案】 A
【解析】
A．设货物受到的阻力与货物对地面压力的比值为，对货物根据平衡条件有

解得

由题图乙可知，当θ=0时，有F=250N，代入上式解得

故A正确；
B．当θ=0.25π时，拉力大小为

故B错误；
C．当时，拉力大小为

故C错误；
D．拉力的功率为

在区间内为单调函数，所以在此区间内不可能有两个角度对应拉力的功率相等，故D错误。
故选A。
5．如图，一倾斜轻杆的上端固定于天花板上的O点，另一端固定一定质量的小球A，小球A通过细线与另一小球B相连，整个装置在竖直面内处于静止状态。现对小球B施加水平向右的外力F，使它缓慢移动到绳子与杆在一条直线上的位置。对此过程下列说法正确的是（　　）

A．绳子张力逐渐变小 B．水平外力F逐渐减小
C．轻杆的弹力逐渐增大 D．绳子与轻杆共线时，杆对球A的弹力一定沿杆向上
【答案】 C
【解析】
AB．对小球B受力分析可知


则随着θ角逐渐变大，则绳子张力T逐渐变大，水平外力F逐渐变大，选项AB错误；
C．对AB的整体受力分析，则轻杆的弹力

可知随着F的增大，轻杆的弹力逐渐增大，选项C正确；
D．绳子与轻杆共线时，对球A受力分析可知，竖直向下的重力和绳子对A沿杆向下的拉力，则杆对球A的弹力方向沿着球A的重力与绳子对A的拉力的合力的反方向，可知杆对球A的弹力不是沿杆向上，选项D错误。
故选C。
6．如图所示，在真空中某点电荷的电场中，将两个电荷量相等的试探电荷分别置于M、N两点时，两试探电荷所受电场力相互垂直，且F2=3F1（不计试探电荷间相互作用力），下列说法中正确的有（　　）

A．这两个试探电荷的电性可能相同
B．M、N两点可能在同一等势面上
C．若将电子沿MN连线从M点移到N点，电子电势能一定先增大后减小
D．若点M处电场强度大小为E，则M、N连线上的最大电场强度大小为4E
【答案】 D
【解析】
A．将F2和F1的作用线延长相交，交点O即为点电荷的位置，如图，可知点电荷对M处试探电荷有排斥力，对N处试探电荷有吸引力，所以这两个试探电荷的电性一定相反，故A错误；

B．真空中点电荷的等势面为一组同心球面，由于F2=3F1，可知M、N到点电荷的距离不等，不在同一等势面上，故B错误；
C．如图，MN的连线到O点的距离先减小后增大，若点电荷带正电，则把电子从M点移到N点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故C错误；
D．两试探电荷所受电场力相互垂直，则OM⊥ON，又因为F2=3F1，根据库仑定律

可知



如图，过O做MN的垂线交MN与P点，则MN的连线上P到O点的距离最近，由几何知识得

由点电荷的电场强度的公式
E
可知P点的电场强度是M点电场强度的4倍，故D正确。
故选D。
7．如图所示，一倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一质量为M的物块A放在斜面上恰好不下滑。将一不可伸长的轻绳一端连接A，另一端跨过光滑定滑轮后与一轻弹簧相连，轻弹簧下端拴接质量为m的重物B．开始时弹簧恰处于原长，将B由静止释放，当B下降到最低点时（未着地），A恰好不上滑。下列说法不正确的是（　　）

A．M=4m
B．B下落一半距离时有最大速度
C．B下落过程中A、B及弹簧组成的系统械能守恒
D．在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量
【答案】 A
【解析】
A．设A受到的最大静摩擦力为fmax，当A恰好不下滑时

当B下降到最低点时，A恰好不上滑，弹簧弹力

开始时，弹簧处于原长，由静止释放B，B受到向下的重力mg和向上的弹力kx，弹力小于重力，B做加速度减小的加速运动，当时，B速度最大，B继续向下运动，，B做加速度增大的减速运动，当B下滑到最低点时，根据简谐振动的对称性，此时弹簧形变量为2x，弹力为

所以

则，故A错误，符合题意；
B．B下落一半距离时，弹簧的弹力为F=mg，B的合力为0，则B的速度最大，故B正确，不符合题意；
C．B下落过程中，对于A、B及弹簧组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，则系统的械能守恒，故C正确，不符合题意；
D．根据功能关系，除重力以外的力对物体做功，等于物体机械能的变化，则在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量，故D正确，不符合题意。
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．一传送带以恒定速率沿顺时针方向运行，传送带倾角为37°，如图所示。现将一质量为kg的物块静止放于传送带底端点，经过一段时间传送带将物块传送到传送带的顶端点。已知传送带之间的距离为m，物块与传送带间的动摩擦因数为，物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（　　）

A．物块从点传送到点过程中合力对物块的冲量大小为6N·s
B．物块从点传送到点过程中重力对物块的冲量大小为60N·s
C．物块从点传送到点过程中系统因摩擦产生的热量为63J
D．从点传送到点过程中物块机械能的增加量为108J
【答案】 AC
【解析】
A．物块开始运动时，受到沿传送带向上的滑动摩擦力

根据牛顿第二定律有

解得加速度

与传送带达到共同速度经历的时间为

运动的位移为

因为，即

所以，当物块的速度与传送带的速度相等时，开始以做匀速直线运动，一直运动到顶端B，物块从底端A传送到顶端B过程中，根据动量定理，合力对物块的冲量等于物块动量的变化量，有

故A正确；
B．物块匀速直线运动的位移为

匀速运动的时间为

则物块从底端传送到顶端用的时间为

则重力对物块的冲量为

故B错误；
C．第一阶段物块与传送带之间发生相对滑动，物块做匀加速直线运动，位移为

传送带做匀速运动

则产生的热量为

第二阶段物块与传送带之间没有相对滑动，不产生热量，则物块在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量是63J，故C正确；
D．物块从底端A传送到顶端B过程中，机械能的增量为

故D错误。
故选AC。
9．如图所示，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在磁场边界上的点放置一个放射源，能在纸面内以速率向各个方向发射大量的同种粒子，粒子的电荷量为、质量为（不计粒子的重力），所有粒子均从磁场边界的某段圆弧射出，其圆弧长度为。下列说法正确的是（　　）

A．粒子进入磁场时的速率为
B．所有粒子中在磁场中运动的最长时间是
C．若粒子入射速率为时，有粒子射出的边界弧长变为
D．将磁感应强度大小改为时，有粒子射出的边界弧长变为
【答案】 AC
【解析】
A．根据题意可知，圆弧长度为对应的圆心角为圆弧长度为，则对应的弦长为R，所以粒子在磁场中运动的最长弦为R，则有

对粒子，根据牛顿第二定律有

解得

A正确；
B．当粒子沿磁场圆的切线方向飞出时，粒子在磁场中将做一个完整的圆，则运动的最长时间为

B错误；
C．若粒子入射速率为时，则半径变为原来的倍，则粒子在磁场中运动的最长弦长为

根据几何关系可知，此时对应的最大圆心角为，则最长弧长为。C正确；
D．将磁感应强度大小改为时，则半径变为原来的2倍，则粒子在磁场中运动的最长弦长为

根据几何关系可知，此时对应的最大圆心角为，则最长弧长为。D错误。
故选AC。
10．在地球上将质量为m的物体A水平抛出，物体的动能Ek与运动时间t2的关系如图中实线甲所示。在某一星球X上将质量为2m的物体B水平抛出，其动能Ek与运动时间t2的关系如图中虚线乙所示。假设地球和星球X均为质量均匀分布的球体。已知地球的半径是星球X的3倍，地球表面的重力加速度g=10m/s2，A、B在运动过程中空气阻力均忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A．地球的质量是星球X的18倍
B．地球的近地卫星的周期与星球X的近地卫星的周期的平方之比为
C．若A、B下落过程的水平位移大小相等，A下降的高度是B的2倍
D．若A、B下落过程的动量变化量大小相等，则B下降的高度是A的2倍
【答案】 AC
【解析】
A．物体做平抛运动，在地球上，由动能定理得

在某一星球上，由动能定理得

由图的斜率可知


解得

由黄金代换式

可知地球的质量是星球X的18倍，故A正确；
B．近地卫星周期公式

所以二者周期的平方之比为，故B错误；
C．两者初动能为1：2，质量比为1：2，故两者的初速度相同，由

由于重力加速度之比为2：1，由上式可知A下降的高度是B的2倍，故C正确；
D．物体动量的变化为

动量变化量大小相等时，由于重力加速度之比为2：1，由上式可知A下降的高度是B的2倍，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共42分。
11. （6分）
小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能。在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图甲中未画出）连接。实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态。小滑块与弹簧不拴接，不计空气阻力。

（1）用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条（宽度为d）距离光电门为x处，撤去外力，数字计时器记录的遮光条通过光电门的时间为t。滑块通过光电门时的速度大小为_________。
（2）多次改变滑块的质量m，重复（1）中操作，得出多组m与t的值，以为横坐标、为纵坐标作出的图像如图乙所示（图中的a、b均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能_________；已知当地的重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数_________。
【答案】               
【解析】
（1）由于通过光电门的时间极短，可以将通过光电门的平均速度看做瞬时速度，为

（2）根据动能定理得

代入速度得

整理得

则结合图像得

图像的斜率

解得


12. （9分）
一金属线材电阻未知且电阻分布不均匀，为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段，实验研究小组设计了如图所示电路，实验器材如下：

未知电阻，阻值约为4.8Ω；
微安表（零刻度在表盘中间），一段接导线，另一端接表笔；
定值电阻R1，阻值为10Ω；
电阻箱R2，阻值0~99.9Ω；
电流表，量程0~0.6A，内阻RA=1Ω；
电压表，量程0~3.0V，内阻约为3000Ω；
滑动变阻器，0~10Ω；
电源，电动势为3V
电键，导线若干
实验过程如下：
（1）按图连接电路，闭合电键之前，将滑动变阻器的滑片滑到最______端（填“左”或“右”）；
（2）将电阻箱R2的阻值调整到______Ω，闭合电键；
（3）将滑动变阻器R3的滑片调节到合适位置，连接微安表的表笔与未知电阻试触，防止微安表电流过大，不断改变表笔在未知电阻上的接触位置，直到______时，记录此次接触点的位置，即为等分电阻的位置；
（4）保持表笔与记录的接触位置的接触，读出此时电流表和电压表的读数分别为______ A和______V。

（5）通过两表读数可以得到未知电阻的阻值为______Ω。
【答案】      右     10     流过微安表的电流为零     2.50     0.50     6.7
【解析】
（1）按图连接电路，闭合电键之前，要保护电路，让电流最小，则将滑动变阻器的滑片滑到最右端，让阻值最大。
（2）由于为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段，则将电阻箱R2的阻值调整与定值电阻R1相等，调为10Ω。
（3）利用了串联电阻的分压作用，当两电阻阻值相等时，电势降低一样，则两触点的电势相等，流过微安表的电流为零，所以为了等分电阻，只需要调节表笔在未知电阻上的接触位置，直到流过微安表的电流为零时，记录此次接触点的位置，即为等分电阻的位置。
（4）电流表的最小刻度为0.02A，读数时，只需要同位估读，所以电流表的读数为0.50A。
电压表的最小刻度为0.1V，读数时，需要估读到下一位，所以电压表的读数为2.50V。
（5）并联电阻的阻值为

根据并联电路电阻关系有

代入数据解得

13. （12分）
质量为m1的长木板A静止放在水平地面上，其左端位于O点，质量为m2的小滑块B放在木板的右端，如图所示，O点左侧的地面光滑，右侧的地面粗糙。质量为mo的物体C以初速度vo=8m/s从左侧向O点运动，与木板发生弹性碰撞。已知mo=1.0kg，m1=3.0kg，m2=1.0kg，长木板与滑块间的动摩擦因数μ2=0.4，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）物体C与木板A碰撞后瞬间木板的速度v1；
（2）当木板A与滑块B共速之后有两种可能的运动情况，第一种运动情况是一起相对静止在地面上减速滑行，第二种运动情况继续发生相对滑动，直至都停下来。试分析发生第一种运动情况时，O点右侧地面动摩擦因数μ1的取值范围；
（3）若最终滑块B停在木板A的左端，经测量木板的长度L=1.0m，若滑块可视为质点，请计算O点右侧地面与木板间的动摩擦因数μ1的数值。

【答案】 （1）4m/s；（2）；（3）μ1=0.2
【解析】
（1）小球与木板碰撞满足动量守恒和能量守恒


可得
v1=4m/s
（2）二者相对静止在地面上减速滑行，对整体分析

设二者间静摩擦力为f
对滑块B分析
f = m2a
由于二者间为静摩擦力

可得

（3）由第（2）问可知，若，滑块相对木板向左滑动到共速后会相对静止。若，滑块相对木板向左滑动到共速后会继续相对木板向右滑动，不可能停止板的左端，所以地面动摩擦因数。设滑块滑动到共速经历时间为t，共速速度为v
木板长度为二者位移只差

对滑块应用动量定理

木板位移

对木板应用动能定理

可得
μ1=0.2
14. （15分）
如图所示，足够长、间距为L的平行光滑金属导轨ab、de构成倾角为θ的斜面，上端接有阻值为R的定值电阻，足够长的平行光滑金属导轨bc、ef处于同一水平面内，倾斜导轨与水平导轨在b、e处平滑连接，且b、e处装有感应开关。倾斜导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。距离b足够远处接有未闭合的开关S，在开关S右侧垂直导轨放置导体棒N，在倾斜导轨上距b、e足够远的位置放置导体棒M，现将导体棒M由静止释放，当导体棒M通过b、e处后瞬间感应开关自动断开。已知导体棒M的质量为m，电阻为R，导体棒N的质量为2m，电阻为2R，两导体棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，重力加速度为g，不计导轨电阻及空气阻力。
（1）保持开关S断开，求导体棒M通过感应开关前瞬间的速度大小；
（2）若固定导体棒N，导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S，求导体棒M在水平导轨上运动的位移；
（3）若不固定导体棒N，导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S，求导体棒N上产生的焦耳热。

【答案】 （1）；（2）；（3）
【解析】
（1）由题意可知导体棒M到达b、e前已做匀速直线运动，由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

由平衡条件得

解得

（2）若固定导体棒N，导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S，导体棒M、N构成回路，最终导体棒M静止，由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

对导体棒M，由动量定理得

解得

（3）若不固定导体棒N，导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S，导体棒M、N组成的系统动量守恒，最终它们共速，则

由能量守恒定律得

导体棒N上产生的焦耳热为

解得

（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分。
15. [选修3-3]（12分）
（1）（4分）
大气压强是由于空气受重力的作用引起的，已知地球表面积为S，大气压强为，大气层内重力加速度大小均为g，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，由此可估算得，地球大气层空气分子总质量为______，空气分子总个数为______。
【答案】          
【解析】
设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生可知

得

空气分子总个数为

（2）（8分）
如图，容积为的高压锅内封闭一定质量的空气（可视为理想气体）。初始时，高压锅内气体的压强为，温度为。紧闭密封阀，在外部缓慢给高压锅加热，使气体温度达到。已知外界大气压强为，求：
（1）温度为时，高压锅内气体压强；
（2）保持高压锅内气体温度为不变，打开密封阀稳定后，高压锅内气体密度与打开前的比值。

【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）温度升高，体积不变，气体为等容变化，根据查理定律可得

解得

（2）初始气体压强为，体积为，气体密度，打开密封阀稳定后，气体压强等于大气压强为，气体密度为，此过程为等温变化，根据玻意耳定律可得

且

解得

16. [选修3-4] （12分）
（1）（4分）
1834年，洛埃利用单面镜得到了光的干涉结果（称洛埃镜实验），光路原理如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照射到光屏上与通过M反射的光叠加产生干涉条纹，当入射光波长变长，干涉条纹间距_________（选填“变大”“变小”或“不变”）；如果光源S到平面镜的垂直距离与到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹间距离_________。

【答案】      变大    
【解析】
根据双缝干涉相邻条纹之间的距离公式

当增大，条纹间距增大。

相邻两条亮纹间距离
。
（2）（8分）
如图所示，坐标原点O为波源，发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，A、B为x轴上的两个点，A与B的距离。已知波源从平衡位置开始向上振动，周期，振幅，时刻波传到B点时，A恰好处于波峰位置。求：
（1）内，质点B通过的路程；
（2）该波的传播速度，并计算最大可能速度。

【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）一个周期内质点通过路程为四倍振幅，内通过的路程

（2）当波传播到B点时，B点的起振方向与振动方向向上，此时A在波峰，则A、B之间的距离


不符合B点向上振动的条件，舍掉
解得

波速

当时速度最大，最大值为