2022 北京卷 物理

氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）

下列现象能说明光是横波的是（ ）

在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为 a_。 t = 0时， $x = 0$ 处的质点 $\mathrm { P _ { 0 } }$ 开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。 $t = \frac { 3 } { 4 } T$ 时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　）

$ P _ {0} P _ {1} P _ {2} P _ {3} P _ {4} P _ {5} P _ {6} P _ {7} P _ {8} P _ {9} $

我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验（　　）

利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A 为电流表，V 为电压表。下列说法正确的是（　　）

质量为 $m _ { 1 }$ 和 $m _ { 2 }$ 的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad 边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　）

“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中，裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②起跳阶段，当进入起跳区时，运动员两腿猛蹬滑道快速伸直，同时上体向前伸展；③飞行阶段，在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态；④着陆阶段，运动员落地时两腿屈膝，两臂左右平伸。下列说法正确的是（　　）

某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的 $R _ { \parallel }$ 和 $R _ { 2 }$ ，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于 $U _ { 1 }$ 时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于 $U _ { 2 }$ $( U _ { 1 } , U _ { 2 }$ 为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　）

2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（　　）

体育课上，甲同学在距离地面高 $h _ { 1 } = 2 . 5 \mathrm { m }$ 处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为$\nu _ { 0 } = 8 . 0 \mathrm { m / s }$ ；乙同学在离地 $h _ { 2 } = 0 . 7 \mathrm { m }$ 处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量 $m = 0 . 3 \mathrm { k g }$ ，取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。不计空气阻力。求：

（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离 $x ;$

（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向；

（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小 $I _ { \circ }$

如图所示，真空中平行金属板M、N 之间距离为 $d ,$ ，两板所加的电压为 $U _ { \circ }$ 。一质量为m、电荷量为 $q$ 的带正电粒子从M 板由静止释放。不计带电粒子的重力。

（1）求带电粒子所受的静电力的大小 $F ;$

（2）求带电粒子到达N 板时的速度大小 $\nu ;$

（3）若在带电粒子运动 $\frac { d } { 2 }$ 距离时撤去所加电压，求该粒子从M 板运动到N 板经历的时间 $t _ { \circ }$

利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。

（1）某质量为 $m$ 的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为 $\nu _ { 1 }$ ，在远日点速度为 $\nu _ { 2 } { \mathrm { . } }$ 。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功 $W ;$

②设行星与恒星的距离为r，请根据开普勒第三定律 $( \frac { r ^ { 3 } } { T ^ { 2 } } = k \ )$ 及向心力相关知识，证明恒星对行星的作用力 $F$ 与r的平方成反比；

（3）宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳公转的周期为 $T _ { 1 }$ ，绕此恒星公转的周期为 $T _ { 2 }$ ，求 $\frac { T _ { 2 } } { T _ { 1 } }$