2022 江苏卷 物理

高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过（　　）

如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向（　　）

上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（　　）

如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为$B = B _ { 0 } + k t , B _ { 0 }$ 、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（　　）

自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　）

如图所示，一定质量的理想气体分别经历a b® 和a c® 两个过程，其中a b® 为等温过程，状态b、c的体积相同，则（　　）

某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能 $E _ { \mathrm { k } }$ 与水平位移x的关系图像正确的是（　　）

D.
A.

B.

C.

如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，O 是正方形的中心。现将A点的电荷沿OA 的延长线向无穷远处移动，则（　　）

如图所示，两条距离为D 的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直，求：

（1）水的折射率 $n ;$

（2）两条折射光线之间的距离 $d _ { \circ }$

利用云室可以知道带电粒子的性质，如图所示，云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个质量为m、速度为 v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子 a和b，a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧，相同时间内的径迹长度之比 $l _ { a } : l _ { b } = 3 : 1$ ，半径之比 $r _ { a } : r _ { b } = 6 : 1$ ，不计重力及粒子间的相互作用力，求：

（1）粒子a、b的质量之比 $m _ { a } : m _ { b }$ ；

（2）粒子a的动量大小 $p _ { a }$ 。

在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为L，如题图1所示，机械臂一端固定在空间站上的O 点，另一端抓住质量为m 的货物，在机械臂的操控下，货物先绕O 点做半径为2L、角速度为 $\omega$ 的匀速圆周运动，运动到A点停下，然后在机械臂操控下，货物从A点由静止开始做匀加速直线运动，经时间t到达B点，A、B间的距离为L。

（1）求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小 $F _ { n }$ ；

（2）求货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率 $P _ { \mathrm { ~ c ~ } }$

（3）在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如题图2所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为r，货物与空间站中心的距离为d，忽略空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比 $F _ { 1 } : F _ { 2 }$ 0

图1

图2

某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示，矩形ABCD区域内存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为 $d ,$ ，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化， $A B$ 边长为12d ，BC边长为8d，_{质量为m、电荷量为}+q _{的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为} $E _ { \mathrm { k } }$ ，入射角为 $\theta$ ，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。

①当 $\theta = \theta _ { 0 }$ 时，若粒子能从CD边射出，求该粒子通过电场的时间 $t { \mathrm { ; } }$

②当 $E _ { \mathrm { k } } = 4 q E d$ 时，若粒子从CD边射出电场时与轴线 $O O ^ { \prime }$ 的距离小于 $d ,$ ，求入射角 $\theta$ 的范围；

（3）当 $E _ { \mathrm { k } } = \frac 8 3 q E d$ ，粒子在q为 $- { \frac { \pi } { 2 } } \sim { \frac { \pi } { 2 } }$ 范围内均匀射入电场，求从CD边出射的粒子与入射粒子的数量之比 $N : N _ { 0 }$ 。