2023-2024學(xué)年高三年級(jí)上冊(cè)期初模擬考試物理及答案解析

2024屆高三上學(xué)期期初考試模擬試題

物理學(xué)科

一、單項(xiàng)選擇題：共10題，每題4分，共40分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意

1.下列說(shuō)法正確的是（）

A.布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng)

B.在輪胎爆裂的這一短暫過(guò)程中，氣體膨脹，氣體溫度下降

C.分子間距離的變化對(duì)分子引力的影響比對(duì)分子斥力的影響大

D.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不可以從低溫物體傳遞到高溫物體

2.一個(gè)阻值為R的電阻兩端加上電壓。后，通過(guò)導(dǎo)體截面的電量g與通電時(shí)間，的圖像如圖所示，此圖

線的斜率（即tana）等于（）

3.轎車(chē)的懸掛系統(tǒng)是由車(chē)身與輪胎間的彈簧及避震器組成的支持系統(tǒng)。某型號(hào)轎車(chē)的“車(chē)身一懸掛系統(tǒng)''的

固有周期是0.5s,這輛汽車(chē)勻速通過(guò)某路口的條狀減速帶，如圖，已知相鄰兩條減速帶間的距離為1.0m,

該車(chē)經(jīng)過(guò)該減速帶過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

B.轎車(chē)通過(guò)減速帶的速度大小不同，車(chē)身上下振動(dòng)的幅度大小也必然不同

C.轎車(chē)通過(guò)減速帶的速度越大，車(chē)身上下顛簸得越劇烈

D.當(dāng)轎車(chē)以7.2km/h的速度通過(guò)減速帶時(shí)，車(chē)身上下顛簸得最劇烈

4.下列關(guān)于波的衍射的說(shuō)法正確的是（)

A.波要發(fā)生衍射現(xiàn)象必須滿足一定的條件

B.與光波相比聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長(zhǎng)較大

C.對(duì)同一列波，縫、孔或障礙物越大衍射現(xiàn)象越明顯

D.只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象

5.一群處于見(jiàn)=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷，發(fā)出的光照射到一塊等腰三角形玻璃棱鏡面上，從

/C面出射的光線將照射到一塊金屬板上，如圖所示。若只考慮第一次照射到NC面的光線，則下列說(shuō)法中

正確的是（）

A.若光在4C面上不發(fā)生全反射，則從w=3能級(jí)直接躍遷到基態(tài)發(fā)出的光，經(jīng)棱鏡后的偏折角最大

B.若光在NC面上不發(fā)生全反射，則從〃=3能級(jí)直接躍遷到基態(tài)發(fā)出的光，經(jīng)棱鏡后的偏折角最小

C.若照射到金屬板上的光，只有一種能使金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則一定是從〃=2能級(jí)躍遷到基態(tài)發(fā)

出的光

D.如果入射光中只有一種光在4C面發(fā)生全反射，則一定是〃=3能級(jí)躍遷到N=2能級(jí)發(fā)出的光

6.如圖所示，一個(gè)半徑為3r的光滑圓柱體固定在水平地面上，其軸線與地面平行。另有兩個(gè)半徑均為力

的球A、B用輕繩連接后，搭在圓柱體上，A球的球心與圓柱體最高點(diǎn)等高，B球的球心與圓柱體的軸線

等高，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.輕繩中的拉力與A球的重力大小相等

B.A球的重力與圓柱體對(duì)A球的彈力之比為4：5

C.A、B兩球的質(zhì)量之比為4：5

D.A、B兩球的質(zhì)量之比為5：4

7.一定量的理想氣體從狀態(tài)“變化到狀態(tài)6,其過(guò)程如圖上從。到b的線段所示。在此過(guò)程中氣體

P

的溫度（）

A.保持不變

B.逐漸變大

C.逐漸變小

D.先變小后變大

8.2018年1月9日，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，將兩顆商業(yè)遙感衛(wèi)星高景一號(hào)

03、高景一號(hào)04星發(fā)射升空并進(jìn)入預(yù)定軌道.據(jù)了解高景一號(hào)04星的軌道高度比03星略高.假定兩顆

衛(wèi)星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則03號(hào)衛(wèi)星與04號(hào)衛(wèi)星相比

A.03號(hào)衛(wèi)星線速度要小B.04號(hào)衛(wèi)星角速度要小C.03號(hào)衛(wèi)星周期要長(zhǎng)D.04號(hào)衛(wèi)星向心加速度要大

9.一游客在峨眉山滑雪時(shí)，由靜止開(kāi)始沿傾角為37。的山坡勻加速滑下。下滑過(guò)程中從4點(diǎn)開(kāi)始給游客

抓拍一張連續(xù)曝光的照片如圖所示。經(jīng)測(cè)量游客從起點(diǎn)到本次曝光的中間時(shí)刻的位移恰好是40m,已知本

次攝影的曝光時(shí)間是0.2s,照片中虛影的長(zhǎng)度心相當(dāng)于實(shí)際長(zhǎng)度4m,則下列結(jié)果不正確的是(

g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)()

A.運(yùn)動(dòng)員在曝光的中間時(shí)刻的速度為%=20m/s

B.運(yùn)動(dòng)員下滑的加速度為5.0m/s2

C.滑雪板與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為5

O

D.滑雪板與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1

O

10.如圖所示是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)中的一些點(diǎn)，。是兩電荷連線的中點(diǎn)，￡、尸是連線中垂線上相

對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和/、。也相對(duì)。對(duì)稱。貝IJ().

I

A.B、0、C三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱，8點(diǎn)電勢(shì)最高上

+q；-q

B.E、。、F三點(diǎn)比較，o點(diǎn)電勢(shì)最高、場(chǎng)強(qiáng)最弱一:一?-友才方-一'

C./、。兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同，電勢(shì)相同fF

I

D.正試探電荷沿連線的中垂線由E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功

二、非選擇題：共5題，共60分，其中第12題-第15題解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的

演算步驟，只寫(xiě)出最后答案得不得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位

11.實(shí)驗(yàn)室中有一個(gè)量程較小的電流表G,其內(nèi)阻約為1000。，滿偏電流為100〃A,現(xiàn)將它改裝成量程為

0~11必、0~1()01人的雙量程電流表?，F(xiàn)有器材如下:

A.滑動(dòng)變阻器用，最大阻值為50Q；

B.滑動(dòng)變阻器&,最大阻值為50kQ；

C.電阻箱/?’,最大阻值為9999Q；

D.電源司,電動(dòng)勢(shì)為3.0V(內(nèi)阻不計(jì));

E.電源心,電動(dòng)勢(shì)為6.0V(內(nèi)阻不計(jì))；

F.定值電阻若干;

G.開(kāi)關(guān)明和S2導(dǎo)線若干。

（1）先采用半偏法測(cè)量電流表G的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)電路如圖（a）所示。為提高測(cè)量精確度，選用的滑動(dòng)變阻

器為,選用的電源為（填器材前的字母序號(hào)）。

圖(a)圖(b)

（2）如果在（1）中測(cè)得電流表G的內(nèi)阻為990。，將電流表G改裝成量程為0~1mA、0~10mA的雙量程

電流表，設(shè)計(jì)電路如圖（b）所示，則在此電路中，&=_。，RB=_C。

（3）再將該電流表G改裝成量程合適的電壓表，用于測(cè)量一舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)采用如圖

（c）所示電路。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將電阻箱撥到20.0。時(shí)，電壓表讀數(shù)為0.80V；若將電阻箱撥到如圖（d）所

示的阻值時(shí)，電壓表的讀數(shù)如圖（e）所示，讀數(shù)是_V。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出干電池的電動(dòng)勢(shì)

￡=_V（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）,該測(cè)量結(jié)果一（填“偏大”、“偏小”、“準(zhǔn)確”）。

圖（d）

半徑為R的圓餅狀玻璃磚，折射率為近，現(xiàn)經(jīng)過(guò)圓心截取四分之一，如圖所示,

兩個(gè)截面為互相垂直的矩形，現(xiàn)使截面水平放置，一束單色光與該面成45。角入射，恰好覆蓋截

面。已知光在真空中傳播速度為c,不考慮玻璃磚內(nèi)的反射光，求:

（1）從ABCD弧面射出的光線在玻璃磚內(nèi)的最長(zhǎng)時(shí)間；

（2）ABCD弧面上有光線射出的面積。

13.如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ間的距離L=0.5m,導(dǎo)軌與水平面間的夾角為37°,空

間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，M、尸間接有阻值火=0.8C的電

阻，質(zhì)量/n=0.4kg、電阻廠=0.2。的金屬棒岫垂直導(dǎo)軌放置，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.25。現(xiàn)

用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬棒就，使其由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)，=L5s時(shí)，金屬棒的速度大小匕=0.6m/s

,金屬棒向上加速Z=5.6s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的丫-/圖像如圖乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2,

sin370=0.6.求:

（1）恒力F的大?。?/p>

（2）金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度0；

（3）在0~1.5s時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬棒的電荷量g；

（4）在0?5.6s時(shí)間內(nèi)金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。熱。

14.如圖甲所示，在水平面上的P點(diǎn)靜止有質(zhì)量為3機(jī)的小物塊A,質(zhì)量為機(jī)的長(zhǎng)木板C的左端放置一質(zhì)

量為，"的小物塊B,B、C以共同速度向右運(yùn)動(dòng)并與A發(fā)生碰撞（碰撞時(shí)間極短），以碰撞結(jié)束時(shí)刻作為

計(jì)時(shí)起點(diǎn)，A、B一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的V—圖象如圖乙所示，己知C和A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，重

力加速度gulOm/s?。

（1）求A和水平面間以及B和C間的動(dòng)摩擦因數(shù);

（2）求要使B不從長(zhǎng)木板上滑落，C的最小長(zhǎng)度；

（3）求最終A距離C右端的距離。

15.某種離子收集裝置的簡(jiǎn)化模型如圖所示，x軸下方半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向

垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8尸8,圓心所在位置坐標(biāo)為（0,-尺）。在x軸下方有一線性離子源，沿x

軸正方向發(fā)射出N個(gè)（大量）速率均為w的同種離子，這些離子均勻分布在離x軸距離為0.2K?1.8R的范

圍內(nèi)。在x軸的上方，存在方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)上邊界與x軸平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小殳=2屏在x軸整個(gè)正半軸上放有一厚度不計(jì)的收集板，離子打在收集板上即刻被吸收。已知離子源中

指向圓心O/方向射入磁場(chǎng)8/的離子，恰好從。點(diǎn)沿y軸射出。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)離子重力，不

考慮離子間的碰撞和相互作用。

（1）求該種離子的電性和比荷里;

m

（2）若x軸上方的磁場(chǎng)寬度d足夠大，發(fā)射的離子全部能被收集板收集，求這些離子在x軸上方磁場(chǎng)中運(yùn)

動(dòng)最長(zhǎng)和最短時(shí)間差加,以及離子能打到收集板上的區(qū)域長(zhǎng)度L；

（3）若x軸上方的有界磁場(chǎng)寬度d可改變（只改變磁場(chǎng)上邊界位置，下邊界仍沿x軸），請(qǐng)寫(xiě)出收集板表

面收集到的離子數(shù)”與寬度d的關(guān)系.

試題解析

1.B

A.布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，故A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)熱力學(xué)第一定律

知在輪胎爆裂的這一短暫過(guò)程中，氣體膨脹，外界對(duì)氣體做負(fù)功，少而氣體來(lái)不及

和外界進(jìn)行熱交換，即。=°,故氣體溫度下降，故B正確;

C.分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都戒小，斥力比引力變化的快，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)熱力學(xué)第二定律知熱量只能夠自發(fā)從高溫物體傳到低溫物體，但也可以通過(guò)熱機(jī)

做功實(shí)現(xiàn)從低溫物體傳遞到高溫物體，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.C

根據(jù)

,U

q=It=——t

R

U_

則q-f線的斜率等于元。故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選C。

3.D

A.當(dāng)轎車(chē)以30km/h的速度通過(guò)減速帶時(shí)，車(chē)身上下振動(dòng)的周期為

TL3

T=—=—s

v25

則車(chē)身上下振動(dòng)的頻率為

/=-=8-Hz

T3

A錯(cuò)誤；

BC.車(chē)身上下振動(dòng)的頻率與車(chē)身系統(tǒng)的固有頻率越接近，車(chē)身上下振動(dòng)的幅度越大，所以

當(dāng)轎車(chē)通過(guò)減速帶的速度大小不同時(shí)，車(chē)身上下振動(dòng)的幅度大小可能相同，BC錯(cuò)誤；

D.當(dāng)轎車(chē)以7.2km/h的速度通過(guò)減速帶時(shí)，車(chē)身上下振動(dòng)的頻率為

1v

/=-=-=2Hz

TL

車(chē)身系統(tǒng)的固有頻率為

?4="=2Hz

此時(shí)

f=fo

所以車(chē)身發(fā)生共振，顛簸得最劇烈，D正確。

故選D。

4.B

A.波發(fā)生明顯衍射的條件是：孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相比差不多或者

比波長(zhǎng)更小，但如果孔、縫的寬度或障礙物的尺寸，比波長(zhǎng)大得多時(shí)，就不能發(fā)生明顯的

衍射現(xiàn)象，而發(fā)生彷射現(xiàn)象不需要條件限制，A錯(cuò)誤；

B.聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，B正確；

C.對(duì)同一列波，縫、孔的寬度越小，障礙物越小衍射現(xiàn)象越明顯，C錯(cuò)誤；

D.衍射是一切波的特有的現(xiàn)象，不論是橫波，還是縱波，D錯(cuò)誤。

故選B。

5.A

AB.一群處于〃=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷，可以產(chǎn)生三種不同頻率的光，對(duì)應(yīng)

的躍遷：〃=3-〃=2；〃=3-77=1,〃=2-7?=1。其中〃=3-77=2的光子的能量值最小，頻率

最?。弧?3一"=1的光能量值最大，頻率最大，折射率最大，根據(jù)折射定律知，偏折角最

大，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.若只有一種光能使金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，一定是頻率最大的光子，即從〃=3能級(jí)直接

躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子，故C錯(cuò)誤；

D.光的頻率越高，折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小，越容易發(fā)生全反射。若只有

一種光發(fā)生全反射，則是頻率最高的光，一定是〃=3能級(jí)躍遷到"=1能級(jí)發(fā)出的光，故

D錯(cuò)誤。

故選A。

6.D

AB.對(duì)A、B兩球進(jìn)行受力分析，如圖所示

對(duì)A球有

叫g(shù)_3r_3

/J(5r)2-(3r)24

"Kg_3r_3

尸N15尸5

故AB錯(cuò)誤；

CD.對(duì)B球有

m2g_3r_3

耳25丫5

耳］=F12

聯(lián)立解得

mx_5

tn24

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

7.C

根據(jù)題意，由圖可知，”與。的比值，即夕”乘積一直減小，也即圖線上各點(diǎn)與原點(diǎn)

的連線斜率減小，由理想氣體狀態(tài)方程T可知，氣體的溫度逐漸減小。

故選C。

8.B

?Mmv24722

G———m—=mr——=m(or—ma

由萬(wàn)有引力提供向心力即廠rT即可分析解答.

cMmv24萬(wàn)2

G-7-=m-=mr——=ma)2'r=ma

由公式廠〃丁解得：

A項(xiàng):由可知，04星的軌道高度比03星略高，所以03號(hào)衛(wèi)星與04號(hào)衛(wèi)星相比,

03號(hào)衛(wèi)星線速度要大，故A錯(cuò)誤;

GM

0)=

B項(xiàng)：由「可知，04星的軌道高度比03星略高，所以03號(hào)衛(wèi)星與04號(hào)衛(wèi)星相比,

03號(hào)衛(wèi)星角速度要大，故B正確;

C項(xiàng)：由7需可知，。4星的軌道高度比。3星略高，所以。3號(hào)衛(wèi)星與。，號(hào)衛(wèi)星相

比，03號(hào)衛(wèi)星周期要短，故C錯(cuò)誤；

GM

a=-

D項(xiàng)：由廠可知，04星的軌道高度比03星略高，所以03號(hào)衛(wèi)星與04號(hào)衛(wèi)星相比,

04號(hào)衛(wèi)星向心加速度要小，故D錯(cuò)誤.

故應(yīng)選：B.

9.D

A.用5表示題中的位移，。表示斜面傾角，加表示曝光時(shí)間，〃表示滑雪板與坡道

間的動(dòng)摩擦因數(shù)，勿表示滑雪運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量，設(shè)運(yùn)動(dòng)員下滑的加速度為a,曝光的中間時(shí)

刻的速度為%,則有

%=20m/s

故A正確，不符合題意;

B.由

可求得

a=5.0m/s2

故B正確，不符合題意；

CD.又根據(jù)牛頓第二定律有

mgsin0-cos0=ma

可求得動(dòng)摩擦因數(shù)為

故C正確，不符合題意；D錯(cuò)誤，符合題意。

故選D。

10.A

A.根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)線分布規(guī)律可知，B、。、。三點(diǎn)位置處，。點(diǎn)處電場(chǎng)線

分布要稀疏一些，即從。、。三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱，B、。、。三點(diǎn)位置處的電場(chǎng)線

由根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，可知，8點(diǎn)電勢(shì)最高，A正確；

B.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)線分布規(guī)律可知，中垂線本身就是一條等勢(shì)線，即￡。、

尸三點(diǎn)電勢(shì)相等，根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)線分布規(guī)律可知，￡。、尸三點(diǎn)位置處，。點(diǎn)

處電場(chǎng)線分布要密集一些，即。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，B錯(cuò)誤；

C.4。對(duì)。對(duì)稱，根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)線分布規(guī)律可知，4。兩點(diǎn)位置處場(chǎng)強(qiáng)大

小相等，方向相同，即這兩位置的場(chǎng)強(qiáng)相同，根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)線分布規(guī)律可知，

力位置處電場(chǎng)線由力處指向無(wú)窮遠(yuǎn)，即為位置的電勢(shì)比無(wú)窮遠(yuǎn)沿高，而〃位置處電場(chǎng)線由

無(wú)窮遠(yuǎn)指向。位置，即。位置的電勢(shì)比無(wú)窮遠(yuǎn)沿低，則/I點(diǎn)電勢(shì)比。點(diǎn)高，C錯(cuò)誤；

D,根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)線分布規(guī)律可知，中垂線本身就是一條等勢(shì)線，則正試探

電荷沿連線的中垂線由F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，D錯(cuò)誤。

故選Ao

11.BE11991.101.2偏小

(1)口］［2］該實(shí)驗(yàn)電路是采用半偏法測(cè)量電流表G的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中在開(kāi)關(guān)$2閉合前后,

始終認(rèn)為電路中的干路電流不變，即實(shí)驗(yàn)中為了減小系統(tǒng)誤差，滑動(dòng)變阻器接入的阻值需

要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表G的內(nèi)阻，且

解得電路的總電壓至少為

E=1R=100x106x5OxlO3V=5V

可知，當(dāng)電源選擇6V比選擇3.0V更能滿足滑動(dòng)變阻器接入的阻值需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表G

的內(nèi)阻的要求，系統(tǒng)誤差更小，此時(shí)可知滑動(dòng)變阻器需要接入的電阻約為45kQ,即滑動(dòng)變

阻器選擇B,電源選擇E。

(2)[3][4]根據(jù)電路圖有

I(R,+R)

=lmA1+——B=10mA

4+旦+七83

解得

&=11。RB=99Q

(3)[5]電壓表的分度值為2，估讀一位，讀數(shù)為1.10V

⑹電阻箱的讀數(shù)為

7?z=(100x1+10x1+1x0+1x0.1)Q=110Q

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

F=0.8+—r

20.0

「，11

￡=1.1+——r

110

解得

￡=1.2V

[7]電壓表流過(guò)電流忽略，則電源內(nèi)阻電壓

Ur=Ir

由于電流偏小，則“偏小，故5偏小，即測(cè)量值小于真實(shí)值。

近R1.

t=-------7DrRh

12.(1)。；出5=4；

(1)從NM邊界射入玻璃柱體的光線在玻璃磚傳播的距離最長(zhǎng)

c

v=-

s=Rn

S_y[2R

Vc

B

sinz

n-------

⑵根據(jù)折射定律有：sin,?得r=30。；

設(shè)折射光線FE在BC界面剛好發(fā)生全反射

根據(jù)臨界角公式〃2

可得C=45°；

NE與水平方向的夾角為180yl2。。+45。)=15。

rr

6>=90°-(300+15°)=450--

有光透出的部分圓弧對(duì)應(yīng)圓心角為4

S=-7rRh

則ABCD面上有光透出部分的面積為4

點(diǎn)睛：幾何光學(xué)問(wèn)題，關(guān)鍵是畫(huà)出光路圖，根據(jù)光的折射、全反射原理在AB弧面上找到

有光線透出的范圍，然后依據(jù)幾何關(guān)系求解。

13.(1)3.45N；(2)?=0.625m/s2；(3)0.27C；(4)^=016J

(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)

vm=1.0m/s

設(shè)此時(shí)金屬棒受到的安培力大小為G,根據(jù)平衡條件有

F=mgsina+/jmgcosa+F接

解得

￡.45N

(2)剛開(kāi)始金屬棒的速度為0,安培力為0,此時(shí)金屬棒的加速度最大，有

F一mgsina-cosa=ma

解得

a=0.625m/s2

(3)由題圖乙可知t=1.5s時(shí)金屬棒的速度大小

v]=0.6m/s

在。?1.5s時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理有

Ft-mgtsina-/nmgtcosa-BLq=mvx-0

解得

q=0.27C

(4)由題圖乙可知t=5.6s時(shí)金屬棒的速度大小

vm=1.0m/s

設(shè)金屬棒的加速距離為X從金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)動(dòng)量定理及功能關(guān)系

有

Ft-mgtsina-/amgtcosa-BLq'=mvm-0

Fs=-mv'+mgssina+卜/mgscosa+------。熱

21

解得

0熱=0.16j

5547

—m—m

14.(1)0,1,0.4；(2)12；(3)12

(1)設(shè)A和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為出，B和C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“2,C與A碰撞

后，A、B兩物塊均在摩擦力作用下減速，設(shè)A、B兩物塊的加速度大小為氏、邊，由牛頓

第二定律有

43〃2g=3ma]

外加g=ma2

解得

〃產(chǎn)0.1

〃產(chǎn)0.4

(2)由圖乙可知碰撞后A的速度為幺=3m/s,C與A碰撞前的速度等于B的速度為

KF6m/s,設(shè)碰撞后C的速度為以由動(dòng)量守恒定律

tnv0=+3/?VA

解得

i<z=-3m/s

碰撞后C向左做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為為，根據(jù)牛頓第二定律有

M+加）g+%mg=ma3

解得

aj=6m/s2

設(shè)C經(jīng)時(shí)間。速度減為0,位移為應(yīng)，貝IJ

4=-—―=0.5s

%

12

x,=—a3t}=0.75m

由圖乙可知B需經(jīng)1.5s速度才能減為0,即當(dāng)木板速度為。時(shí)，B還在向右運(yùn)動(dòng)，又

必（加+〃?）g<〃2加g

木板在。時(shí)刻之后向右加速，設(shè)加速度大小為現(xiàn)，有

氏mg一M（加+加）g=tnaA

解得

（94=2m/s2

此過(guò)程B的加速度大小仍為差，設(shè)再經(jīng)過(guò)ALB和C的速度相同，即

V=%加=%-（4+Af）

解得

A2

Az=-s

3

4,

v=—m/s

3

在時(shí)間內(nèi)C的位移為

1A24

"消加=§m

B在△『+為時(shí)間內(nèi)的位移為

則C的長(zhǎng)度至少為

,55

L=X、-x2+x3=-m

（3）B和C的速度相同之后二者一起減速，加速度大小設(shè)為的,有

必（〃？+加）8=2加。5

解得

a5=lm/s2

B和C一起運(yùn)動(dòng)的位移為

V28

-----=-in

2a59

碰撞后A運(yùn)動(dòng)的位移由圖乙可知

x5=；x3x3m=4.5m

最終A距離C右端

A47

/xx=x[-x2—x4+x5=-m

%53兀R

15.⑴帶負(fù)電，麗；(2)90%,0.4/?；(3)見(jiàn)解析

(1)已知沿圓心。射入的離子，恰好從。點(diǎn)沿N軸射出，則可知離子在