2022 地方卷 物理

图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态。O 点是三根轻绳的结点，F、 $F _ { 1 }$ 和 $F _ { 2 }$ 分别表示三根绳的拉力大小， $F _ { 1 } = F _ { 2 }$ 且 $\angle A O B = 6 0 ^ { \circ }$ 。下列关系式正确的是（　　）

“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　）

图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈， $n _ { 1 } > n _ { 2 }$ ，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O 的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O 点的条形磁铁，绕O 点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　）

目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为 $E _ { n } = { \frac { E _ { 1 } } { n ^ { 2 } } }$ ，其中$E _ { 1 } = - 1 3 . 6 \mathrm { e V }$ 。图是按能量排列的电磁波谱，要使n = 20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（　　）

如图5所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是（　　）

如图所示，一个立方体空间被对角平面 MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与 z 轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（　　）

如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s匀速行驶，在斜坡 PQ 段以恒定功率570W 、速度 2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg， $M N { = } P Q = 2 0 \mathrm { m }$ PQ段的倾角为30° ，重力加速度g取 $\mathrm { 1 0 m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ，不计空气阻力。下列说法正确的有（　　）

如图所示，水平地面（Oxy平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　）

弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器 敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后的绳长之间的关系，实验过程如下：

（1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。

(b)

(c)

（2）导电绳拉伸后的长度L 及其电阻 $R _ { x }$ 的测量

①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。

②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和 $I _ { 1 } ,$ 。

③闭合 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，电压表的示数 （选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数 $I _ { 2 }$ ，则此时导电绳的电阻 $R _ { x }$ （用 $I _ { 1 } , \ I _ { 2 }$ 和U表示）。

④断开 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，增大导电绳拉伸量，测量并记录 A、B间的距离，重复步骤②和③。

（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值 （选填“有”或“无”）影响。

（4）图11(c）是根据部分实验数据描绘的 $R _ { x } { - } L$ 图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻 $R _ { x }$ 为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为 \_cm，即为机械臂弯曲后的长度。

某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度 $\nu _ { 0 }$ 为 $1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s }$ 向上滑动时，受到滑杆的摩擦力 f 为1N，滑块滑到 B 处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量 $m = 0 . 2 \mathrm { k g }$ ，滑杆的质量 $M = 0 . 6 \mathrm { k g }$ ，A、B间的距离 $l = 1 . 2 \mathrm { m }$ ，重力加速度 $_ g$ 取 $\mathrm { 1 0 m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ，不计空气阻力。求：

（1）滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小 $N _ { 1 }$ 和 $N _ { 2 }$ ；

（2）滑块碰撞前瞬间的速度大小 $\nu _ { 1 } { : }$ ；

（3）滑杆向上运动的最大高度h。

滑杆

滑块

密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为 $m _ { 0 }$ 、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离 $h _ { \scriptscriptstyle 1 }$ 。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离 $h _ { 2 } \left( h _ { 2 } \neq h _ { 1 } \right)$ ，随后与 A 合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为$f = k m ^ { \frac { 1 } { 3 } } \nu$ ，其中k为比例系数，m 为油滴质量，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为 $g _ { \mathfrak { c } }$ 求：

（1）比例系数k；

（2）油滴A、B 带电量和电性；B上升距离的 $h _ { 2 }$ 电势能的变化量；

（3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。

玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为

230mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 $p _ { \theta }$ 取 $1 . 0 { \times } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ ，重力加速度 g 取 $\mathrm { 1 0 m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ，水的密度r取 $1 . 0 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ 。求水底的压强p和水的深度h。

一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一激光器从罐体底部P 点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O 点。当光束与竖直方向成 $4 5 ^ { \circ }$ 角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。