2023 地方卷 物理

“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车（　　）

一简谐横波在$t = 0$时刻的波形图如图所示，该简谐波沿x轴正方向传播，周期$T = 2.5s$，质点P的横 坐标$x =8m$，则（  ）

如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（　　）

地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（ ）

甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点，甲车的速度—时间图像如图（a）所示，乙车所受合外力—时间图像如图（b）所示。则（ ）

图(a)

图(b)

人类为探索宇宙起源发射的韦伯太空望远镜运行在日地延长线上的拉格朗日 $L _ { 2 }$ 点附近， $L _ { 2 }$ 点的位置如图所示。在 $L _ { 2 }$ 点的航天器受太阳和地球引力共同作用，始终与太阳、地球保持相对静止。考虑到太阳系内其他天体的影响很小，太阳和地球可视为以相同角速度围绕日心和地心连线中的一点O（图中未标出）转动的双星系统。若太阳和地球的质量分别为M和m，航天器的质量远小于太阳、地球的质量，日心与地心的距离为R，万有引力常数为G， $L _ { 2 }$ 点到地心的距离记为 $r ( r < < R )$ ），在 $L _ { 2 }$ 点的航天器绕O 点转动的角速度大小记为ω。下列关系式正确的是（ ）[可能用到的近似 ${ \frac { 1 } { \left( R + r \right) ^ { 2 } } } \approx { \frac { 1 } { R ^ { 2 } } } { \left( 1 - 2 { \frac { r } { R } } \right) } .$ 1

A. $\omega = \left[ { \frac { G ( M + m ) } { 2 R ^ { 3 } } } \right] ^ { \frac { 1 } { 2 } }$

C. $r = \left[ \frac { 3 m } { 3 M + m } \right] ^ { \frac { 1 } { 3 } } R$

B. $\omega = \left[ { \frac { G ( M + m ) } { R ^ { 3 } } } \right] ^ { \frac { 1 } { 2 } }$

D. $r = \left[ \frac { m } { 3 M + m } \right] ^ { \frac { 1 } { 3 } } R$

福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用²³⁵U 核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为 $^ 1 _ { 0 } \mathrm { n } + _ { 9 2 } ^ { 2 3 5 } \mathrm { U } _ { \mathrm { Z } } ^ { 1 4 1 } \mathrm { B a } + _ { 3 6 } ^ { \mathrm { A } } \mathrm { K r } + 3 _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$ ，则 A =\_；Z = ；若核反应过程中质量亏损1g，释放的能量为 \_J。（光速大小取 3.0 ×$1 0 ^ { 8 } \mathrm { m } / \mathrm { s } )$ 【答案】 ①. 92 ②. 56 ③. $9 \times 1 0 ^ { 1 3 }$

一定质量的理想气体经历了 $A { } B { } C { } D { } A$ 的循环过程后回到状态A，其 $p - V$ 图如图所示。完成一次循环，气体内能 （填“增加”“减少”或“不变”），气体对外界 （填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体\_\_\_ \_（填“吸热”“放热”“不吸热”或“不放热”）。

某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器 $C ~ ( 4 . 7 \mu \mathrm { F } \ : , ~ 1 0 \mathrm { V } )$ ），定值电阻R（阻值2.0kΩ）、开关S、导线若干。

（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整

图(a)

图(b)

（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为 Hz ；

图(c)

图(d)

（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压 $U _ { \mathrm { c } }$ 随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于 \_状态（填“充电”或“放电”）在 点时（填 $^ { 6 6 } A ^ { , 9 }$ 或“B”），通过电阻R的电流更大；

（4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压 $U _ { \mathrm { m } }$ 与频率f关系图像，如图（e）所示。当 $f = 4 5 \mathrm { { H z } }$ 时电容器所带电荷量的最大值 $Q _ { \mathrm { m } } =$ C（结果保留两位有效数字）；

图(e)

（5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。

阿斯顿（F．Aston）借助自己发明的质谱仪发现了氖等元素的同位素而获得诺贝尔奖，质谱仪分析同位素简化的工作原理如图所示。在 $P P ^ { \prime }$ 上方存在一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两个氖离子在O 处以相同速度v垂直磁场边界入射，在磁场中发生偏转，分别落在M和N处。已知某次实验中， $\nu = 9 . 6 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { m } / \mathrm { s } , B = 0 . 1 \mathrm { T }$ ，落在M处氖离子比荷（电荷量和质量之比）为 $4 . 8 \times 1 0 ^ { 6 } \mathrm { C } / \mathrm { k g }$ ；P、O、M、N、P在同一直线上；离子重力不计。

（1）求OM的长度；

（2）若ON的长度是OM的1.1倍，求落在N处氖离子的比荷。

一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴 $O O ^ { \prime }$ 上的O 点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O 点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度 $L = 0 . 2 \mathrm { m }$ 杆与竖直转轴的夹角a始终为 $6 0 ^ { \circ }$ ，弹簧原长 $x _ { 0 } = 0 . 1 \mathrm { m }$ ，弹簧劲度系数 $k = 1 0 0 \mathrm { N } / \mathrm { m }$ ，圆环质量$m = 1 \mathrm { k g }$ ；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取 $1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ，摩擦力可忽略不计

（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O 点的距离；

（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；

（3）求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小。