2022 地方卷 物理

上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核 $_ 4 ^ { 7 } \mathrm { B e }$ 俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子 $v _ { \mathrm { e } } ,$ ，即 ${ } _ { 4 } ^ { 7 } \mathrm { B e } + { } _ { - 1 } ^ { 0 } { \bf e } \mathrm { X } + { } _ { 0 } ^ { 0 } { \bf v } _ { \mathrm { e } }$ 。根据核反应后原子核X 的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（　　）

2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（ ）

一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如 $p { - } V$ 图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（ ）

我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G 间的铁路里程为1080km，W和G 之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为 $0 . 5 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（　　）

一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到 $5 \nu _ { \mathfrak { c } }$ 。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为 $W _ { 1 }$ 和 $W _ { 2 }$ ，合外力的冲量大小分别为 $I _ { 1 }$ 和 $I _ { 2 }$ 。下列关系式一定成立的是（　　）

在如图所示的平面内，分界线SP 将宽度为L 的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP 与磁场左右边界垂直。离子源从S 处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP 成 $3 0 ^ { \circ }$ 角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р 点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（　　）

近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　）

某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。

（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为\_\_\_\_\_mm。再用游标卡尺测得其长度L。

图甲

图乙

（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻 $R _ { x }$ 的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻 $R _ { 0 }$ 的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 置于位置1，闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。

<table><tr><td> $R/\Omega$ </td><td> $I/A$ </td><td> $\frac{1}{I} /A^{-1}$ </td></tr><tr><td>5.0</td><td>0.414</td><td>2.42</td></tr><tr><td>10.0</td><td>0.352</td><td>2.84</td></tr><tr><td>15.0</td><td>0.308</td><td>3.25</td></tr><tr><td>20.0</td><td>0.272</td><td>3.68</td></tr><tr><td>25.0</td><td>0.244</td><td>4.10</td></tr><tr><td>30.0</td><td>0.222</td><td>4.50</td></tr></table>

根据表中数据，在图丙中绘制出 ${ \frac { 1 } { I } } - R$ 图像。再将 $\mathbf { S } _ { 2 }$ 置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得 $R _ { x } = \Omega$ _{（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式r}=_{\_\_\_\_得到该材料的电阻率（用}D、L、 $R _ { x }$ 表示）。

图丙

（3）该小组根据图乙的电路和图丙的 ${ \frac { 1 } { I } } - R$ 图像，还可以求得电源电动势E = \_V，内阻 $r =$ Ω。（结果均保留2位有效数字）

（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会\_\_\_\_\_（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】 ①. 3.700 ②. 6.0 ③. $\frac { \pi D ^ { 2 } R _ { x } } { 4 L }$ ④. 12 ⑤. 3.0 ⑥. 偏大

打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高（图中实线位置）时，C到两定滑轮的距离均为 $L _ { \circ }$ 。重物A 和B的质量均为 $m _ { : }$ ，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方向的夹角为 $6 0 ^ { \circ } .$ 。某次打桩时，用外力将C拉到图中实线位置，然后由静止释放。设C的下落速度为 $\sqrt { \frac { 3 g L } { 5 } }$ 时，与正下方质量为2m 的静止桩D 正碰，碰撞时间极短，碰撞后C的速度为零，D 竖直向下运动 $\frac { L } { 1 0 }$ 距离后静止（不考虑C、D 再次相碰）。A、B、C、D 均可视为质点。

（1）求C的质量；

（2）若D 在运动过程中受到的阻力F可视为恒力，求F的大小；

（3）撤掉桩D，将C再次拉到图中实线位置，然后由静止释放，求A、B、C的总动能最大时C的动能。