2022年北京高考物理試題解析

1.氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，則該氫原子o

A.放出光子，能量增加B,放出光子，能量減少

C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量減少

【答案】B

【詳解】氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，則該氫原子放出光子，且放出光子的能量等于兩能級之

差，能量減少。

故選B,

2.下列現(xiàn)象能說明光是橫波的是()

A.光的衍射現(xiàn)象B.光的折射現(xiàn)象

C.光的偏振現(xiàn)象D.光的干涉現(xiàn)象

【答案】C

【詳解】光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波。

故選C?

3.如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達狀態(tài)b和c。下列說法正

確的是()

A.從a到b,氣體溫度保持不變B.從a到b,氣體對外界做功

C.從b到c,氣體內能減小D.從b到c,氣體從外界吸熱

【答案】D

【詳解】AB.一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿題圖路徑到達狀態(tài)b過程中氣體發(fā)生等容變

化，壓強減小，根據查理定律“=。，可知氣體溫度降低，再根據熱力學第一定律△U=Q+IV,

T

由于氣體不做功，內能減小，則氣體放熱，AB錯誤；

CD.一定質量的理想氣體從狀態(tài)b沿題圖路徑到達狀態(tài)C過程中氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，

根據上=C,可知氣體溫度升高，內能增大，再根據熱力學第一定律AU=Q+W,可知b到c過

T

程吸熱，且吸收的熱量大于功值，C錯誤、D正確。

故選D。

4.某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為22000V,輸出電流

為300mA。該變壓器（）

A.原、副線圈的匝數之比為100：1B.輸入電流為30A

C.輸入電流的最大值為150AD.原、副線圈交流電的頻率之比為1：100

【答案】B

【詳解】A.原、副線圈的匝數之比為

U222000100

故A錯誤;

B.根據

可得輸入電流為

=100X300x10-3A=30A

故B正確;

C.輸入電流的最大值為

何=3072A

故C錯誤；

D.變壓器不會改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1：1,故D錯誤。

故選Bo

5.如圖所示，質量為m的物塊在傾角為。的斜面上加速下滑，物塊與斜面間的動摩擦因數為〃。

下列說法正確的是（）

A.斜面對物塊的支持力大小為加gsin6B.斜面對物塊的摩擦力大小為〃機geos。

C.斜面對物塊作用力的合力大小為加gD.物塊所受的合力大小為加gsin。

【答案】B

【詳解】A.對物塊受力分析可知，沿垂直斜面方向根據平衡條件，可得支持力為

FN-mgcos0

故A錯誤；

B.斜面對物塊的摩擦力大小為

F(=叭=〃〃?gcos。

故B正確;

CD.因物塊沿斜面加速下滑，根據牛頓第二定律得

=mgsin3-/.imgcos0=ma

可知

mgsin0>/.imgcos0

則斜面對物塊的作用力為

F=小F：+F；=J(/ngcos。)"+(4"?gcos。)"<-J(wgcos^)2+(/ngsin^)2-mg

故CD錯誤。

故選Bo

6.在如圖所示的xQy坐標系中，一條彈性繩沿x軸放置，圖中小黑點代表繩上的質點，相鄰質

3

點的間距為a。t=0時，x=0處的質點燈開始沿y軸做周期為7■、振幅為A的簡諧運動。t=-T

4

時的波形如圖所示。下列說法正確的是（）

3

A.f=0時、質點P0沿y軸負方向運動B.時;質點P4的速度最大

4

3

C.時，質點P；和P,相位相同D.該列繩波的波速為一

4T

【答案】D

3

【詳解】A.由Z=-T時的波形圖可知，波剛好傳到質點累，根據“上下坡法”，可知此時質點

《沿y軸正方向運動，故波源起振的方向也沿y軸正方向，故/=0時，質點片沿y軸正方向運

動，故A錯誤;

3

B.由圖可知，在/=一7時質點處于正的最大位移處，故速度為零，故B錯誤；

4

3

C.由圖可知，在f=—T時，質點P3沿y軸負方向運動，質點P$沿y軸正方向運動，故兩個質點

4

的相位不相同，故C錯誤;

D.由圖可知

4

解得

)=8。

故該列繩波的波速為

ASa

v=一=——

TT

故D正確。

故選Do

7.正電子是電子的反粒子，與電子質量相同、帶等量正電荷。在云室中有垂直于紙面的勻強磁場,

從P點發(fā)出兩個電子和一個正電子，三個粒子運動軌跡如圖中1、2、3所示。下列說法正確的是

)

A.磁場方向垂直于紙面向里B.軌跡1對應的粒子運動速度越來越大

C.軌跡2對應的粒子初速度比軌跡3的大D.軌跡3對應的粒子是正電子

【答案】A

【詳解】AD.根據題圖可知，1和3粒子繞轉動方向一致，則1和3粒子為電子，2為正電子，

電子帶負電且順時針轉動，根據左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，A正確，D錯誤；

B.電子在云室中運行，洛倫茲力不做功，而粒子受到云室內填充物質的阻力作用，粒子速度越

來越小，B錯誤；

C.帶電粒子若僅在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，根據牛頓第二定律可知

2

V

qvB=m一

r

解得粒子運動的半徑為

mv

r-——

qB

根據題圖可知軌跡3對應的粒子運動的半徑更大，速度更大，粒子運動過程中受到云室內物質的

阻力的情況下，此結論也成立，C錯誤。

故選Ao

8.我國航天員在“天宮課堂”中演示了多種有趣的實驗，提高了青少年科學探索的興趣。某同學

設計了如下實驗：細繩一端固定，另一端系一小球，給小球一初速度使其在豎直平面內做圓周運

動。無論在“天宮”還是在地面做此實驗（）

“

A.小球的速度大小均發(fā)生變化B.小球的向心加速度大小均發(fā)生變化

C.細繩的拉力對小球均不做功D.細繩的拉力大小均發(fā)生變化

【答案】C

【詳解】AC.在地面上做此實驗，忽略空氣阻力，小球受到重力和繩子拉力的作用，拉力始終和

小球的速度垂直，不做功，重力會改變小球速度的大小；在“天宮”上，小球處于完全失重的狀

態(tài)，小球僅在繩子拉力作用下做勻速圓周運動，繩子拉力仍然不做功，A錯誤，C正確；

BD.在地面上小球運動的速度大小改變，根據“=上＞和尸=用匕（重力不變）可知小球的向心

rr

加速度和拉力的大小發(fā)生改變，在“天宮”上小球的向心加速度和拉力的大小不發(fā)生改變，BD

錯誤。

故選Co

9.利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器，A

為電流表，V為電壓表。下列說法正確的是（）

A.充電過程中，電流表的示數逐漸增大后趨于穩(wěn)定

B.充電過程中，電壓表的示數迅速增大后趨于穩(wěn)定

C.放電過程中，電流表的示數均勻減小至零

D.放電過程中，電壓表的示數均勻減小至零

【答案】B

【詳解】A.充電過程中，隨著電容器。兩極板電荷量的積累，電路中的電流逐漸減小，電容器

充電結束后，電流表示數為零，A錯誤；

B.充電過程中，隨著電容器。兩極板電荷量的積累，電壓表測量電容器兩端的電壓，電容器兩

端的電壓迅速增大，電容器充電結束后，最后趨于穩(wěn)定，B正確；

CD.電容器放電的/-f圖像如圖所示

J/mA

可知電流表和電壓表的示數不是均勻減小至0的，CD錯誤。

故選Bo

10.質量為叫和叫的兩個物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標x隨時間t變化的圖像如圖所

A.碰撞前加2的速率大于町的速率B.碰撞后加2的速率大于叫的速率

C.碰撞后m2的動量大于加］的動量D.碰撞后m2的動能小于加］的動能

【答案】C

【詳解】A.》一，圖像的斜率表示物體的速度，根據圖像可知叫碰前的速度大小為

4，“，

%=,m/s-4m/s

嗎碰前速度為0，A錯誤；

B.兩物體正碰后，叫碰后的速度大小為

4，c，

V,-------m/s--2m/s

'3-1

加2碰后的速度大小為

8-4

V,=------m/s=2m/s

3-1

碰后兩物體的速率相等，B錯誤；

C.兩小球碰撞過程中滿足動量守恒定律，即

m1v0=-W|V,+m2v2

解得兩物體質量的關系為

m2=3加］

根據動量的表達式P=mv可知碰后加2的動量大于網的動量，C正確；

19

D.根據動能的表達式線=5加式可知碰后叫的動能大于町的動能，D錯誤。

故選Co

11.如圖所示平面內，在通有圖示方向電流/的長直導線右側，固定一矩形金屬線框abed,ad邊

與導線平行?調節(jié)電流/使得空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加，則（）

ab

■口

dc

A.線框中產生的感應電流方向為afbfc—fa

B.線框中產生的感應電流逐漸增大

C.線框ad邊所受的安培力大小恒定

D.線框整體受到的安培力方向水平向右

【答案】D

【詳解】A.根據安培定則可知，通電直導線右側的磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度隨時

間均勻增加，根據楞次定律可知線框中產生的感應電流方向為afd-cfb-a,A錯誤；

B.線框中產生的感應電流為

,E△①SA5

1=——=〃---=n-------

RR\tR\t

空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加，故線框中產生的感應電流不變，B錯誤；

C.線框ad邊感應電流保持不變，磁感應強度隨時間均勻增加，根據安培力表達式心=8〃，

故所受的安培力變大，C錯誤；

D.線框所處空間的磁場方向垂直紙面向里，線框中產生的感應電流方向為

ardTCTbia,根據左手定則可知，線框ad邊所受的安培力水平向右，線框be邊所受

的安培力水平向左。通電直導線的磁場分部特點可知ad邊所處的磁場較大，根據安培力表達式

心可知，線框整體受到的安培力方向水平向右，D正確。

故選Do

12."雪如意"是我國首座國際標準跳臺滑雪場地。跳臺滑雪運動中，裁判員主要根據運動員在空中

的飛行距離和動作姿態(tài)評分。運動員在進行跳臺滑雪時大致經過四個階段：①助滑階段，運動員

兩腿盡量深蹲，順著助滑道的傾斜面下滑；②起跳階段，當進入起跳區(qū)時，運動員兩腿猛蹬滑道

快速伸直，同時上體向前伸展；③飛行階段，在空中運動員保持身體與雪板基本平行、兩臂伸直

貼放于身體兩側的姿態(tài)：④著陸階段，運動員落地時兩腿屈膝，兩臂左右平伸。下列說法正確的

A.助滑階段，運動員深蹲是為了減小與滑道之間的摩擦力

B.起跳階段，運動員猛蹬滑道主要是為了增加向上的速度

C.飛行階段，運動員所采取的姿態(tài)是為了增加水平方向速度

D.著陸階段，運動員兩腿屈膝是為了減少與地面的作用時間

【答案】B

【詳解】A.助滑階段，運動員深蹲是為了減小與空氣之間的摩擦力，A錯誤；

B.起跳階段，運動員猛蹬滑道主要是通過增大滑道對人的作用力，根據動量定理可知，在相同

時間內，為了增加向上的速度，B正確；

C.飛行階段，運動員所采取的姿態(tài)是為了減小水平方向的阻力，從而減小水平方向的加速度，C

錯誤；

D.著陸階段，運動員兩腿屈膝下蹲可以延長落地時間，根據動量定理可知，可以減少身體受到

的平均沖擊力，D錯誤。

故選Bo

13.某同學利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的A和&2,其中一個是

定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大,

壓力傳感器的電阻值越小。當。、b兩端的電壓大于a時，控制開關自動開啟低水位預警；當。、

b兩端的電壓小于（%、為定值）時，控制開關自動開啟高水位預警。下列說法正確的是

B.此為壓力傳感器

C.若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預警時的水位越低

D.若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預警時的水位越高

【答案】c

【詳解】AB.題意可知水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。控制開

關自動開啟低水位預警，此時水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于。、b兩端此時的電壓

大于根據串聯(lián)電路電壓分部特點可知，4為壓力傳感器，故高水位時壓力傳感器的電阻值

越小，4壓力傳感器兩端電壓變小，UX>U2,AB錯誤：

CD.根據閉合電路歐姆定律可知，。、b兩端的電壓為

EE

U=-------R]=——

K+&1+&

&

若定值電阻的阻值越大，當開啟低水位預警時。、b兩端的電壓大于a時，A壓力傳感器阻值需

要越大，則水位越低；當a、b兩端的電壓小于時開啟高水位預警時，片壓壓力傳感器阻值需

要越大，則水位越低。C正確，D錯誤。

故選C?

14.2021年5月，中國科學院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）取得新突破，成功實現(xiàn)

了可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行，創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行

新的世界紀錄，向核聚變能源應用邁出重要一步。等離子體狀態(tài)不同于固體、液體和氣體的狀態(tài),

被認為是物質的第四態(tài)。當物質處于氣態(tài)時，如果溫度進一步升高，幾乎全部分子或原子由于激

烈的相互碰撞而離解為電子和正離子，此時物質稱為等離子體。在自然界里，火焰、閃電、極光

中都會形成等離子體，太陽和所有恒星都是等離子體。下列說法不正頤的是（）

A.核聚變釋放的能量源于等離子體中離子的動能

B.可以用磁場來約束等離子體

C.盡管等離子體整體是電中性的，但它是電的良導體

D.提高托卡馬克實驗裝置運行溫度有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力

【答案】A

【詳解】A.核聚變釋放的能量源于來自于原子核的質量虧損，A錯誤；

B.帶電粒子運動時;在勻強磁場中會受到洛倫茲力的作用而不飛散，故可以用磁場來約束等離

子體，B正確；

C.等離子體是各種粒子的混合體，整體是電中性的，但有大量的自由粒子，故它是電的良導體,

c正確；

D.提高托卡馬克實驗裝置運行溫度，增大了等離子體的內能，使它們具有足夠的動能來克服庫

侖斥力，有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力，D正確。

本題選擇錯誤的，故選A。

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數據分析等。

（1）用電壓表（內阻約為3k。）和電流表（內阻約為0.1Q）測量一個電阻的阻值（約為5C）。

要求盡量減小實驗誤差，應該選擇的測量電路是圖1中的（選填"甲"或"乙

（2）一多用電表表盤上的電阻刻度線正中間標有"15"字樣。用它測量約20k。電阻的阻值，下列

實驗步驟正確的操作順序為（填各實驗步驟前的字母）。

A.將選擇開關置于"xIk"位置

B.將選擇開關置于"OFF”位置

C.將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開

D.將兩表筆直接接觸，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指向"0"

（3）圖2是“測量電源的電動勢和內電阻"實驗的電路圖。某同學在實驗中，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)無

論怎么移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數且不變，電流表始終沒有示數。為查找故障，在其

他連接不變的情況下，他將電壓表連接。位置的導線端分別試觸b、c、d三個位置，發(fā)現(xiàn)試觸b、

c時，電壓表有示數；試觸d時，電壓表沒有示數。若電路中僅有一處故障，則

（選填選項前的字母）。

A.導線ab斷路

B.滑動變阻器斷路

C.導線〃斷路

D.滑動變阻器短路

【答案】①.甲②.ADCB③.C

【詳解】（1）[1]因為待測電阻約為5C,而

RX<M-RA=105。

故為了減小誤差應該采用電流表的外接法，即選用甲圖；

（2）⑵測量過程中應該先選擇合適檔位，根據題意選擇"xlk"檔位，然后進行歐姆調零，再進

行測量，測量完成后要將開關置于"OFF"檔，故順序為ADCB。

（3）⑶閉合電鍵后，卻發(fā)現(xiàn)無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電流表示數始終為零，可能是電

路中出現(xiàn)斷路，電壓表的示數不變化，說明電壓表串聯(lián)在電路中；當試觸b、c時依然是這個情

況說明b、c段是正常的，試觸d時，電壓表沒有示數說明在cd之間某處發(fā)生了斷路，故選C。

16.某同學利用自由落體運動測量重力加速度，實驗裝置如圖1所示，打點計時器接在頻率為

50.0Hz的交流電源上。使重錘自由下落，打點計時器在隨重錘下落的紙帶上打下一系列點跡。

挑出點跡清晰的一條紙帶，依次標出計數點1,2,…，8,相鄰計數點之間還有1個計時點。分

別測出相鄰計數點之間的距離X1，馬，…，馬，并求出打點2,3,…，7時對應的重錘的速度。

在坐標紙上建立丫一，坐標系，根據重錘下落的速度作出V—/圖線并求重力加速度。

圖1

（1）圖2為紙帶的一部分，打點3時，重錘下落的速度匕=m/s（結果保留3

位有效數字）。

\234~單位：cm

/卜3.83殺5.36T

圖2

（2）除點3外，其余各點速度對應的坐標點已在圖3坐標系中標出，請在圖中標出速度匕對應

圖3

（3）根據圖3,實驗測得的重力加速度gm/s2（結果保留3位有效數字）。

（4）某同學居家學習期間，注意到一水龍頭距地面較高，而且發(fā)現(xiàn)通過調節(jié)水龍頭閥門可實現(xiàn)

水滴逐滴下落，并能控制相鄰水滴開始下落的時間間隔，還能聽到水滴落地時發(fā)出的清脆聲音。

于是他計劃利用手機的秒表計時功能和刻度尺測量重力加速度。為準確測量，請寫出需要測量的

物理量及對應的測量方法。__________________________

③.9.79

④.見解析

【詳解】（1）⑴打點計時器接在頻率為50.0Hz的交流電源上，相鄰計數點之間還有1個計時點,

則相鄰兩計數點之間的時間為

t=2x0.02s=0.04s

紙帶做自由落體運動，打點3時的瞬時速度等于點2到點4之間的平均速度，由紙帶數據可知

x24_(3.83+5.36)xl0-2

匕m/s=1.15m/s

2x0.04

（2）⑵做出圖像如圖所示

根據v一/圖像可知其斜率為重力加速度，則有

2.7—0.352c-in/2

g=--------------m/s=9.79m/s

0.24

（4）[4]需要測量的物理量：水滴下落的高度h和下落的時間t。

測量力的方法：用刻度尺測量水龍頭出水口到地面的高度，多次測量取平均值：

測量t的方法：調節(jié)水龍頭閥門，使一滴水開始下落的同時，恰好聽到前一滴水落地時發(fā)出的清

脆聲音。用手機測量n滴水下落的總時間。，則

n

17.體育課上，甲同學在距離地面高4=2.5m處將排球擊出，球的初速度沿水平方向，大小為

%=8.0m/s；乙同學在離地為=0.7m處將排球墊起，墊起前后球的速度大小相等，方向相反。

已知排球質量機=0.3kg,取重力加速度g=10m/s2。不計空氣阻力。求:

（1）排球被墊起前在水平方向飛行的距離x；

（2）排球被墊起前瞬間的速度大小v及方向；

（3）排球與乙同學作用過程中所受沖量的大小/。

【答案】（1）x=4.8m；（2）v=10.0m/s,方向與水平方向夾角tan。=0.75；（3）/=6.0N-s

【詳解】（1）設排球在空中飛行的時間為3則

4T2=%

解得t=0.6s；則排球在空中飛行的水平距離

x=v0/=4.8m

（2）乙同學墊起排球前瞬間排球在豎直方向速度的大小

%=gf

得5=6.0111/5；根據

丫=展+學

得u=10.0m/s；設速度方向與水平方向夾角為6（如答圖所示）

則有

V

tan。=工=0.75

%

（3）根據動量定理，排球與乙同學作用過程中所受沖量的大小

I=2mv=6.0N-s

18.如圖所示，真空中平行金屬板M、N之間距離為d,兩板所加的電壓為U。一質量為m、電

荷量為q的帶正電粒子從M板由靜止釋放。不計帶電粒子的重力。

（1）求帶電粒子所受的靜電力的大小F；

（2）求帶電粒子到達N板時的速度大小火

（3）若在帶電粒子運動幺距離時撤去所加電壓，求該粒子從M板運動到N板經歷的時間匕

2

MN

【詳解】（1）兩極板間的場強

帶電粒子所受的靜電力

L「U

F=qE=q—

a

（2）帶電粒子從靜止開始運動到N板的過程，根據功能關系有

〃12

qU

解得

v=

（3）設帶電粒子運動4距離時的速度大小為/,根據功能關系有

2

U1,

q—=—mv2

22

帶電粒子在前d■距離做勻加速直線運動，后@距離做勻速運動，設用時分別為匕、t2,有

22

則該粒子從M板運動到N板經歷的時間

19.利用物理模型對問題進行分析，是重要的科學思維方法。

（1）某質量為m的行星繞太陽運動的軌跡為橢圓，在近日點速度為％,在遠日點速度為V2。求

從近日點到遠日點過程中太陽對行星所做的功WZ;

（2）設行星與恒星的距離為r,請根據開普勒第三定律（左）及向心力相關知識，證明恒

星對行星的作用力F與r的平方成反比:

（3）宇宙中某恒星質量是太陽質量的2倍，單位時間內向外輻射的能量是太陽的16倍。設想地

球“流浪”后繞此恒星公轉，且在新公轉軌道上的溫度與“流浪”前一樣。地球繞太陽公轉的周

求4

期為7\,繞此恒星公轉的周期為72,

（2）見解析；（3）1=4后

【答案】（1）W--mv]——mv]；

22

【詳解】（1）根據動能定理有

rrr122

W=—mv2--mvx

（2）設行星繞恒星做勻速圓周運動,行星的質量為m,運動半徑為r,運動速度大小為v0恒星

對行星的作用力F提供向心力，則

F_=m—V

r

運動周期

T①

V

根據開普勒第三定律叁=A，k為常量，得

4兀'km

即恒星對行星的作用力F與r的平方成反比。

（3）假定恒星的能量輻射各向均勻，地球繞恒星做半徑為r的圓周運動，恒星單位時間內向外輻

射的能量為Po。以恒星為球心，以r為半徑的球面上，單位面積單位時間接受到的輻射能量

尸二-^4

設地球繞太陽公轉半徑為ri在新軌道上公轉半徑為「2。地球在新公轉軌道上的溫度與“流浪”前

一樣，必須滿足P不變，由于恒星單位時間內向外輻射的能量是太陽的16倍，得

「2=4rl

設恒星質量為仞，地球在軌道上運行周期為了，萬有引力提供向心力，有

GMm4/

解得

4兀，3

GM

由于恒星質量是太陽質量的2倍，得

￡=4五

T\

20.指南針是利用地磁場指示方向的裝置，它的廣泛使用促進了人們對地磁場的認識。現(xiàn)代科技

可以實現(xiàn)對地磁場的精確測量。

(1)如圖1所示，兩同學把一根長約10m的電線兩端用其他導線連接一個電壓表，迅速搖動這

根電線。若電線中間位置的速度約20m/s,電壓表的最大示數約2mV。粗略估算該處地磁場磁感

應強度的大小8旭；

圖1

(2)如圖2所示，一矩形金屬薄片，其長為。，寬為b,厚為以大小為/的恒定電流從電極P

流入、從電極Q流出，當外加與薄片垂直的勻強磁場時，M,N兩電極間產生的電壓為U。已知

薄片單位體積中導電的電子數為小電子的電荷量為e。求磁感應強度的大小8；

圖2

(3)假定(2)中的裝置足夠靈敏，可用來測量北京地區(qū)地磁場磁感應強度的大小和方向，請說

明測量的思路。

【答案】(1)數量級為io5T；(2)B=^U；(3)見解析

【詳解】(1)由E=Bh/可估算得該處地磁場磁感應強度B庖的大小的數量級為10盯。

(2)設導電電子定向移動的速率為V,、時間內通過橫截面的電量為△《，

有

=nebcv

導電電子定向移動過程中，在方向受到的電場力與洛倫茲力平衡，有

(3)如答圖3建立三維直角坐標系Oxyz

*

X

設地磁場磁感應強度在三個方向的分量為&、By,把金屬薄片置于xOy平面內，M、N兩極

間產生電壓5僅取決于由(2)得

B苦5

由4的正負(M、N兩極電勢的高低)和電流/的方向可以確定Bz的方向。

同理，把金屬薄片置于xOz平面內，可得%的大小和方向；把金屬薄片置于yOz平面內，可得

Bx的大小和方向，則地磁場的磁感應強度的大小為

6=m+用+度

根據&、By.Bz的大小和方向可確定此處地磁場的磁感應強度的方向

2022年北京高考化學試題解析

1.利用如圖所示裝置（夾持裝置略）進行實驗，b中現(xiàn)象不能證明a中產物生成的是

a中反應b中檢測試劑及現(xiàn)象

A濃HNC>3分解生成NC）2淀粉-KI溶液變藍

BCu與濃H2s。4生成SO2品紅溶液褪色

C濃NaOH與NH4cl溶液生成NH3酚麟溶液變紅

DCHsCHBrCHs與NaOH乙醇溶液生成丙烯溪水褪色

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【詳解】A.濃硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸也能與碘化鉀溶液反應生成遇淀粉溶液變藍色的

碘，則淀粉碘化鉀溶液變藍色不能說明濃硝酸分解生成二氧化氮，故A符合題意；

B.銅與濃硫酸共熱反應生成的二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，則品紅溶液褪色能說

明銅與濃硝酸共熱反應生成二氧化硫，故B不符合題意；

C.濃氫氧化鈉溶液與氯化鏤溶液共熱反應生成能使酚酷溶液變紅的氨氣，則酚酬溶液變紅能說

明濃氫氧化鈉溶液與氯化銹溶液共熱反應生成氨氣，故C不符合題意；

D.乙醇具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的乙醇不能與濱水反應，則2—澳丙烷與氫氧化鈉乙醇溶液共熱發(fā)

生消去反應生成能使濱水褪色的丙烯氣體，則濱水褪色能說明2一溪丙烷與氫氧化鈉乙醇溶液共

熱發(fā)生消去反應生成丙烯，故D不符合題意；

故選Ao

2.高分子Y是一種人工合成的多肽，其合成路線如下。

下列說法不可聊的是

A.F中含有2個酰胺基B.高分子Y水解可得到E和G

C.高分子X中存在氫鍵D.高分子Y的合成過程中進行了官能團保

護

【答案】B

【詳解】A.由結構簡式可知，F(xiàn)中含有2個酰胺基，故A正確,

H,N、，COOH

H，N、COOH

B.由結構簡式可知,高分子Y一定條件下發(fā)生水解反應生成-X和

X

/NH2

故B錯誤;

C.由結構簡式可知，高分子X中含有的酰胺基能形成氫鍵，故C正確;

D.由結構簡式可知，E分子和高分子Y中都含有氨基，則高分子Y的合成過程中進行了官能團

氨基的保護，故D正確;

故選Bo

3.某MOFs的多孔材料剛好可將NzO4“固定”，實現(xiàn)了NO?與NzO4分離并制備HNO3,如圖

MOFsN2O4

己知：2NO2(g)F=^N2O4(g)AH<0

下列說法不氐理的是

A.氣體溫度升高后，不利于N2。」的固定

B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO?的去除

C.制備HNO3的原理為：2N2O4+。2+2H2O=4HNC>3

D.每制備0.4molHNC>3,轉移電子數約為6.02x1()22

【答案】D

【詳解】A.二氧化氮轉化為四氧化二氮的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動,

四氧化二氮的濃度減小，所以氣體溫度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正確；

B.四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的濃度減小，二氧化氮轉化為四氧化二氮的平衡向正反應

方向移動，二氧化氮的濃度減小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正確;

C.由題意可知，被固定后的四氧化二氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為

2N,O4+0,+2H,O=4HNO3,故C正確；

D.四氧化二氮轉化為硝酸時，生成Imol硝酸，反應轉移Imol電子，則每制備0.4mol硝酸，轉

移電子數約為0.4molX6.02X1023=2.408X1023,故D錯誤;

故選D?

A.①中氣體減少，推測是由于溶液中c(l「)減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接觸

+2+2+2+

B.①中檢測到Fe2+,推測可能發(fā)生反應：Fe+2H=Fe+H2^Fe+Cu=Fe+Cu

C.隨陰極析出Cu,推測②中溶液c(Cu2')減少，CU2++4NH3F=[CU(NH3)4「平衡逆移

D.②中C/+生成[CU(NH3)41+，使得c(Cu2")比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密

【答案】C

【分析】由實驗現(xiàn)象可知，實驗①時，鐵做電鍍池的陰極，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反

應生成亞鐵離子、氫氣和銅，一段時間后，銅離子在陰極失去電子發(fā)生還原反應生成銅；實驗②

中銅離子與過量氨水反應生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應生

成銅，在鐵表面得到比實驗①更致密的鍍層。

【詳解】A.由分析可知，實驗①時，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應，當溶液中氫離子

濃度減小，反應和放電生成的銅覆蓋鐵電極，阻礙氫離子與鐵接觸，導致產生的氣體減少，故A

正確；

B.由分析可知，實驗①時，鐵做電鍍池的陰極，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應生成亞

鐵離子、氫氣和銅，可能發(fā)生的反應為Fe+2H+=Fe2++H2、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故B正確；

C.由分析可知，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應生成銅，隨陰極析出銅，四氨

合銅離子濃度減小，CU2++4NH3=^[CU(NH3)4『平衡向正反應方向移動，故C錯誤；

D.由分析可知，實驗②中銅離子與過量氨水反應生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到

電子緩慢發(fā)生還原反應生成銅，在鐵表面得到比實驗①更致密的鍍層，故D正確；

故選C。

5.CO2捕獲和轉化可減少CO2排放并實現(xiàn)資源利用，原理如圖1所示。反應①完成之后，以N?

為載氣，以恒定組成的N?、CH4混合氣，以恒定流速通入反應器，單位時間流出氣體各組分的

物質的量隨反應時間變化如圖2所示。反應過程中始終未檢測到CO?,在催化劑上有積碳。

催化劑

A.反應①為CaO+CO)=CaCC>3;反應②為CaCOj+CHqCaO+2co+2也

,、催化劑

B.t1?t3，11(凡)比n(CO)多，且生成H2速率不變，可能有副反應CHdC+2H2

C.t2時刻，副反應生成H2的速率大于反應②生成H2速率

D.t3之后，生成CO的速率為0,是因為反應②不再發(fā)生

【答案】C

【詳解】A.由題干圖1所示信息可知，反應①為CaO+CC>2=CaCO3,結合氧化還原反應配平

催化劑

可得反應②為CaCC^+CH,1””CaO+2co+2比,A正確；

B.由題干圖2信息可知，t「t3，n(H?)比n(CO)多，且生成H2速率不變，且反應過程中始

催化劑

終未檢測到CC>2,在催化劑上有積碳，故可能有副反應CHqC+2H2,反應②和副反應中

CH4和H2的系數比均為1：2,B正確：

C.由題干反應②方程式可知，H2和CO的反應速率相等，而t2時刻信息可知，H2的反應速率未

變，仍然為2mmol/min,而CO變?yōu)??2mmol/min之間，故能夠說明副反應生成H2的速率小于

反應②生成H2速率，C錯誤；

D.由題干圖2信息可知，t?之后，CO的速率為0,CH4的速率逐漸增大，最終恢復到1,說明

生成CO的速率為0,是因為反應②不再發(fā)生，而后副反應逐漸停止反應，D正確；

故答案為：Co

6.FeSO「7H?O失水后可轉為FeSO4-H2O,與FeS2可聯(lián)合制備鐵粉精做、0丫)和H2so4。

I.FeSO4H,0結構如圖所示。

(2)比較SO；和H2。分子中的鍵角大小并給出相應解釋：一

(3)H?。與Fe?+、SO：和H2O的作用分別為。

II.FeS2晶胞為立方體，邊長為anm,如圖所示。

(4)①與Fe2‘緊鄰的陰離子個數為

②晶胞的密度為P=_g-cm-3o(lnm=109m)

(5)以FeS2為燃料，配合FeSO/H2。可以制備鐵粉精(FeQ)和H2so4。結合圖示解釋可

充分實現(xiàn)能源和資源有效利用的原因為。

FeSO^HjO

【答案】(1)3d6(2)SO：的鍵角大于H20,SO：中S原子的價層電子對數為4、孤對電子

對數為0,離子的空間構型為正四面體形，比0分子中0原子的價層電子對數為4、孤對電子對

數為2,分子的空間構型為V形

480

(3)配位鍵、氫鍵(4)①.6(2),X1021

a-L

(5)由圖可知，F(xiàn)eS2與02生成Fe、Oy的反應為放熱反應，F(xiàn)eSCU?比0分解生成FexOy的反應為

吸熱反應，放熱反應放出的熱量有利于吸熱反應的進行，有利于反應生成的S03與H20反應生成

H2s04

【小問1詳解】

鐵元素的原子序數為26,基態(tài)亞鐵離子的價電子排布式為3d6,故答案為：3d6；

【小問2詳解】

硫酸根離子中硫原子的價層電子對數為4、孤對電子對數為0,離子的空間構型為正四面體形，

水分子中氧原子的價層電子對數為4、孤對電子對數為2,分子的空間構型為V形，所以硫酸根

離子的鍵角大于水分子，故答案為：SO：的鍵角大于H2O,SO：中S原子的價層電子對數為4、

孤對電子對數為0,離子的空間構型為正四面體形，出0分子中O原子的價層電子對數為4、孤

對電子對數為2,分子的空間構型為V形；

【小問3詳解】

由圖可知，具有空軌道的亞鐵離子與水分子中具有孤對電子的氧原子形成配位鍵，硫酸根離子與

水分子間形成氫鍵，故答案為：配位鍵；氫鍵；

【小問4詳解】

①由晶胞結構可知，晶胞中位于頂點的亞鐵離子與位于棱上的陰離子S：離子間的距離最近，則

亞鐵離子緊鄰的陰離子個數為6,故答案為：6；

②由晶胞結構可知，晶胞中位于頂點和面心的亞鐵離子個數為8X1+6X；=4,位于棱上和體心

82

,_1

的S：離子個數為12X[+1=4,設晶體的密度為dg/cnP,由晶胞的質量公式可得：

4x(56+32x2)480480

==10-21a3d,解得d=a故答案為：1021；

3x

aNA