精品解析：2022年新高考河北物理高考真题（解析版）

2022年河北省普通高中学业水平选择性考试（河北卷）理综物理部分本试卷满分100分，考试时间90分钟。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.科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知（）A.10~t时间内，训练后运动员的平均加速度大B.20~t时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等C.23~tt时间内，训练后运动员的平均速度小D.3t时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动【答案】D【解析】【详解】A．根据vt图像的斜率表示加速度，由题图可知10~t时间内，训练后运动员的平均加速度比训练前的小，故A错误；B．根据vt图像围成的面积表示位移，由题图可知20~t时间内，训练前运动员跑过的距离比训练后的大，故B错误；C．根据vt图像围成的面积表示位移，由题图可知23~tt时间内，训练后运动员的位移比训练前的位移大，根据平均速度等于位移与时间的比值，可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；D．根据vt图像可直接判断知，3t时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动；3t时刻后，运动员训练后速度增加，做加速运动，故D正确。故选D2.2008年，我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的2.16米望远镜，发现了一颗绕恒星HD173416运动的系外行星HD173416b，2019年，该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“和“望舒”，天文观测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2倍，若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运动，且公转的轨道半径相等。则望舒与地球公转速度大小的比值为（）A.22B.2C.2D.22【答案】C【解析】【详解】地球绕太阳公转和行星望舒绕恒星羲和的匀速圆周运动都是由万有引力提供向心力，有22MmvGmrr解得公转的线速度大小为GMvr其中中心天体的质量之比为2:1，公转的轨道半径相等，则望舒与地球公转速度大小的比值为2，故选C。3.张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1:n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，0t时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（）A.发电机输出的电压为2NBSzB.发电机输出交变电流的频率为2nzC.变压器原、副线圈的匝数比为2:NBSnzU。D.发电机产生的瞬时电动势2sin(2)eNBSnznz【答案】C【解析】【详解】B．发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为2fnzB错误；A．线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为m2ENBSnz输出电压的有效值为m22EENBSnzA错误；C．变压器原、副线圈的匝数比为122nENBSnznUUC正确；D．发电机产生的瞬时电动势为msin2sin(2)eEtNBSnznztD错误。故选C。4.如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压cU与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（）A.钠的逸出功为chB.钠的截止频率为148.510HzC.图中直线的斜率为普朗克常量hD.遏止电压cU与入射光频率成正比【答案】A【解析】【详解】A．根据遏止电压与最大初动能的关系有kmaxceUE根据电效应方程有kmax0=EhW当结合图像可知，当cU为0时，解得0cWhA正确；B．钠的截止频率为cν，根据图像可知，截止频率小于148.510Hz，B错误；C．结合遏止电压与光电效应方程可解得0cWhUee可知，图中直线的斜率表示he，C错误；D．根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压cU与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。故选A。5.将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为1S，小圆面积均为2S，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小0BBkt，0B和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（）A.1kSB.25kSC.12()5SkSD.12(5)kSS【答案】D【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势1111BSEkStt每个小圆线圈产生的感应电动势2222EkStt由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为12124(5)EEEkSS故D正确，ABC错误。故选D。6.如图，真空中电荷量为2q和(0)qq的两个点电荷分别位于M点与N点，形成一个以MN延长线上O点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），P为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是（）A.P点电势低于S点电势B.T点电场强度方向指向O点C.除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点D.将正试探电荷0q从T点移到P点，静电力做正功【答案】B【解析】【详解】A．在直线MN上，左边正电荷在M右侧电场强度水平向右，右边负电荷在直线MN上电场强度水平向右，根据电场的叠加可知MN间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知P点电势高于等势面与MN交点处电势，则P点电势高于S点电势，故A错误；C．由于正电荷电荷量大于负电荷电荷量，可知在N左侧电场强度不可能为零，则N右侧，设MN距离为L，根据222()()kqkqLdd可知除无穷远处外，直线MN电场强度为零的点只有一个，故C错误；D．由A选项分析可知：T点电势低于P电势，则正电荷在T点的电势能低于在P电势的电势能，将正试探电荷0q从T点移到P点，电势能增大，静电力做负功，故D错误；B．设等势圆的半径为R，AN距离为x，MN距离为L，如图所示根据的kqx结合电势的叠加原理A、S满足2kqkqLxx222kqkqLRxRx解得3Lx23LR由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的场强方向必过等势面的圆心，O点电势23233OkqkqkqLLLL可知TO可知T点电场方向指向O点，故B正确。故选B。7.如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（）A.圆柱体对木板的压力逐渐增大B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变【答案】B【解析】【详解】设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T，木板对圆柱体的支持力为N，绳子与木板夹角为，从右向左看如图所示在矢量三角形中，根据正弦定理sinsinsinmgNT在木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平过程中，不变，从90逐渐减小到0，又180且90可知90180则0180可知从锐角逐渐增大到钝角，根据sinsinsinmgNT由于sin不断减小，可知T不断减小，sin先增大后减小，可知N先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板的压力先增大后减小，设两绳子之间的夹角为2，绳子拉力为'T，则'2cosTT可得'2cosTT不变，T逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，故B正确，ACD错误。故选B。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，有两个或两个以上选项符合题目要求，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.如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，导轨左端接入一电阻R。导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度0v保持匀速运动，0t时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，电阻两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】当导体棒从O点向右运动L时，即在00Lv时间内，在某时刻导体棒切割磁感线的长度00tanLlvt（θ为ab与ad的夹角）则根据E=BLv00000=(tan)BLvBvIlvtRR可知回路电流均匀增加；安培力22220000=(tan)BLvBvFlvtRR则F-t关系为抛物线，但是不过原点；安培力做功的功率22222200000=(tan)BLvBvPFvlvtRR则P-t关系为抛物线，但是不过原点；电阻两端的电压等于导体棒产生的感应电动势，即0000=(tan)UEBLvBvlvt即图像是不过原点的直线；根据以上分析，可大致排除BD选项；当在002LLvv时间内，导体棒切割磁感线的长度不变，感应电动势E不变，感应电流I不变，安培力F大小不变，安培力的功率P不变，电阻两端电压U保持不变；同理可判断，在0023LLvv时间内，导体棒切割磁感线长度逐渐减小，导体棒切割磁感线的感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，安培力F大小按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与00Lv内是对称的关系，安培力的功率P按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与00Lv内是对称的关系，电阻两端电压U按线性均匀减小；综上所述选项AC正确，BD错误。故选AC。9.如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，质量QPmm，0t时刻将两物体由静止释放，物体Q的加速度大小为3g。T时刻轻绳突然断开，物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度，取0t时刻物体P所在水平面为零势能面，此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确的是（）A.物体P和Q的质量之比为1:3B.2T时刻物体Q的机械能为2EC.2T时刻物体P重力的功率为32ETD.2T时刻物体P的速度大小23gT【答案】BCD【解析】【详解】A．开始释放时物体Q的加速度为3g，则3QTQgmgFm3TPPgFmgm解得23TQFmg12PQmm选项A错误；B．在T时刻，两物体的速度13gTvP上升的距离2211236ggThT细线断后P能上升的高度2212218vgThg可知开始时PQ距离为21229gThhh若设开始时P所处的位置为零势能面，则开始时Q的机械能为2229QQmgTEmgh从开始到绳子断裂，绳子的拉力对Q做负功，大小为2219QFTmgTWFh则此时物体Q的机械能22'92QFmgTEEEW此后物块Q的机械能守恒，则在2T时刻物块Q的机械能仍为2E，选项B正确；CD．在2T时刻，重物P的速度2123gTvvgT方向向下；此时物体P重力的瞬时功率22232332QQGPmgmgTgTEPmgvT选项CD正确。故选BCD。10.如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、1R和2R为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用1h、1v、1和2h、2v、2表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是（）A.若12hh，则1221::vvRRB.若12vv，则221212::hhR