2021 地方卷 物理

公元前4世纪末，我国的《墨经》中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（　　）

水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度 $H = 4 . 0 \mathrm { m }$ ，末端到水面的高度 $h = 1 . 0 \mathrm { m }$ 。取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（　　）

某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为 $E _ { \mathrm { k } }$ ，已知该金属的逸出功为 $W _ { 0 }$ ，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率n 为（　　）

2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核
心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该核心舱的
（　　）

1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，
锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为
$\phantom { 0 } _ { 3 } ^ { 7 } \mathrm { L i } + \phantom { 0 } _ { 1 } ^ { 1 } \mathrm { H } \to _ { \mathrm { Z } } ^ { \mathrm { A } } \mathrm { B e } \to 2 \mathrm { X }$ 。已知¹H、 $_ 3 ^ { 7 } \mathrm { L i }$ 、X 的质量分别为 $m _ { \mathrm { 1 } } = 1 . 0 0 7 2 8 \mathrm { u }$ $m _ { 2 } = 7 . 0 1 6 0 1 \mathrm { u }$
$m _ { 3 } = 4 . 0 0 1 5 \mathrm { { l u } }$ ，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　）

如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ， $M N = 2 N P$ ，其折射率为 $\sqrt { 2 }$ 。一束单色光在纸面内以$\alpha = 4 5 ^ { \circ }$ 的入射角从空气射向MQ边的中点O，则该束单色光（　　）

如图，两物块P、Q 用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P 静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力 F 作用在 P 上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知 P、Q 两物块的质量分别为 $m _ { \mathrm { p } } = 0 . 5 \mathrm { k g }$ 、

$m _ { \mathrm { Q } } = 0 . 2 \mathrm { k g }$ ，P与桌面间的动摩擦因数 $\mu = 0 . 5$ ，重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。则推力F的大小为（　　）

如图，V 型对接的绝缘斜面M、N 固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为 $\alpha = 6 0 ^ { \circ }$ ，其中斜面N 光滑。两个质量相同的带电小滑块 P、Q 分别静止在M、N 上，P、Q 连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P 与M 间的动摩擦因数至少为（　　）

如图，理想变压器原线圈接在 $u = 2 2 0 \sqrt { 2 } \sin 1 0 0 \pi t ( \mathrm { V } )$ 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 $n _ { 1 } : n _ { 2 } = 2 : 1$ ，为了使图中“100V ，50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　）

如图，在匀强电场中有一虚线圆， $a b$ 和cd 是圆的两条直径，其中 $a b$ 与电场方向的夹角为 $6 0 ^ { \circ }$ $a b = 0 . 2 \mathrm { m }$ $c d$ 与电场方向平行，a、b两点的电势差 $U _ { a b } = 2 0 \mathrm { V }$ 。则（　　）

如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线^ac过原点。则气体（　　）

在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源 E（电动势约6V ，内阻约1Ω），待测电阻 $R _ { \mathrm { x } }$ （阻值小于10Ω ），电压表 V（量程3V ，内阻约3kΩ），电流表 A（量程0.6A ，内阻约1Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω），单刀开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，单刀双掷开关 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。

回答下列问题：

（1）闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 前，滑动变阻器的滑片P 应滑到 （填 $^ { \dag } a ^ { \prime \prime }$ 或“b”）端；

（2）实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 $\mathbf { S } _ { 2 }$ 拨向 （填 $" c "$ 或 $" d " )$ ）；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是 （填正确选项前的标号）；A．电流表分压 B．电压表分流 C．电源内阻分压

（3）实验时，若已知电流表的内阻为1.2Ω，在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 $\mathbf { S } _ { 2 }$ 拨向 （填“c”或“d”）；读得电压表的示数为2.37V，电流表的示数为0.33A，则 $R _ { x } =$ Ω（结果保留两位有效数字）。【答案】 ①. b ②. c ③. B ④. d ⑤. 6.0

为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是

①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；

②用天平测量滑块和遮光条的总质量 $m ;$

③用游标卡尺测量遮光条的宽度 $d ;$

④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离 $l ;$

⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；

⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间 $\Delta t _ { 1 }$ 、 $\Delta t _ { 2 }$

⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度 $h _ { 1 } , \ h _ { 2 }$

⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。

（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度 $d$ 时，游标卡尺的示数如图所示，则 $d =$ mm；某次实验中，测得 $\Delta t _ { 1 } = 1 1 . 6 0 \mathrm { m s }$ ，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度 $\nu _ { 1 }$ = m/s（保留3位有效数字）；

（3）在误差允许范围内，若 $h _ { 1 } - h _ { 2 } =$ （用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为 $g )$ ，则认为滑块下滑过程中机械能守恒；

（4）写出两点产生误差的主要原因：

一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在 $0 \sim 4 \mathrm { s }$ 内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。

（1）求这列横波的波长；

（2）求波源在4s 内通过的路程；

（3）在图（b）中画出t= 4s时刻的波形图。

图(a)

图(b)

如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m 的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度 $\nu _ { 0 }$ 向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为 $u _ { 0 }$ 。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。

（1）求金属杆中的电流和水平外力的功率；

（2）某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为 $\frac { u _ { 0 } } { 2 }$ ，求：

（i）这段时间内电阻R上产生的焦耳热；

（ii）这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。

<table><tr><td rowspan="3">R</td><td rowspan="3">×B X</td><td>X X</td></tr><tr><td>→V0</td></tr><tr><td>X X</td></tr></table>