山東省臨沂市高三下學(xué)期第二次模擬考試（5月）物理試題

臨沂市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試模擬試題物理注意事項(xiàng)：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)等信息填寫在答題卡和試卷指定位置處。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題的答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并收回。第Ⅰ卷（選擇題：共40分）一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，3個(gè)處于的激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射光子，并用這些光照射逸出功為的金屬鈉.下列說(shuō)法正確的是（）A.最多能輻射出6種不同頻率的光子，其中最多有4種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)B.最多能輻射出6種不同頻率的光子，其中最多有3種頻率的光能使金屬鋼發(fā)生光電效應(yīng)C.最多能輻射出5種不同頻率的光子，其中最多有4種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)D.最多能輻射出5種不同頻率的光子，其中最多有3種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】【詳解】3個(gè)處于的激發(fā)態(tài)的氫原子，可能其中一個(gè)直接躍遷到，氫原子從到釋放的能量為第二個(gè)先躍遷到，再?gòu)能S遷到，從到釋放的能量為從到釋放的能量為第三個(gè)先躍遷到，再?gòu)能S遷到，從到釋放的能量為從到釋放的能量為或者從躍遷到，最后從躍遷到，從到釋放的能量為從到釋放的能量為從到釋放的能量為綜上所述可知最多能輻射出5種不同頻率的光子。其中最多有4種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)。故選C2.如圖（a）所示，太陽(yáng)系外行星M、N均繞恒星Q做同向勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由于N的遮擋，行星M被Q照亮的亮度隨時(shí)間做如圖（b）所示的周期性變化，其中為N繞Q運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期。則兩行星M、N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相距最近時(shí)的距離與相距最遠(yuǎn)時(shí)的距離之比為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】設(shè)M繞Q運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期為，由圖（b）可知解得設(shè)行星M、N繞Q運(yùn)動(dòng)的半徑分別為、，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可得解得則兩行星M、N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相距最近時(shí)的距離與相距最遠(yuǎn)時(shí)的距離之比為故選D。3.據(jù)報(bào)道，我國(guó)福建號(hào)航母艦載機(jī)彈射起飛的電磁彈射技術(shù)與他國(guó)不同，采用的儲(chǔ)能方式是超級(jí)電容。某科學(xué)探究小組制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的電容式電磁彈射裝置，如圖所示，間距為l的水平平行金屬導(dǎo)軌左端連接充好電的電容器，電容為C，電壓為U，導(dǎo)軌右端放置質(zhì)量為m的光滑金屬棒，勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿豎直方向（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒向右離開(kāi)導(dǎo)軌后水平射出，若某次試驗(yàn)金屬棒彈射出去后電容器兩端的電壓減為，不計(jì)一切阻力，則金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌的速度為（）A B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)電容器的定義式，有可知金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)它的電荷量為由動(dòng)量定理，可得又聯(lián)立，解得故選C。4.某品牌自行車的氣壓避震裝置主要由活塞、汽缸組成，可將其簡(jiǎn)化成如圖所示結(jié)構(gòu)，該自行車共有4個(gè)完全相同的避震器。自行車車架通過(guò)支架連接活塞，汽缸底部固定安裝在車軸上，自行車車架、支架、活塞的總質(zhì)量為M，活塞橫截面積為S，質(zhì)量為m的騎行愛(ài)好者勻速騎行在水平路面時(shí)汽缸內(nèi)氣體的長(zhǎng)度為，重力加速度為g，外界大氣壓強(qiáng)為，活塞內(nèi)氣體視為理想氣體且溫度不變，不計(jì)一切摩擦，則騎行者在與水平面成夾角的斜坡上勻速向下騎行時(shí)汽缸內(nèi)氣體的長(zhǎng)度為（）A. B.C D.【答案】A【解析】【詳解】在水平路面時(shí)，由平衡可知在水平路面汽缸內(nèi)氣體的體積斜坡上由平衡可知斜坡上汽缸內(nèi)氣體的體積根據(jù)玻意耳定律解得故選A。5.如圖所示，半徑為R圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子由A點(diǎn)沿平行于直徑的方向射入磁場(chǎng)，最后經(jīng)過(guò)C點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。已知弧對(duì)應(yīng)的圓心角為60°，不計(jì)粒子重力。則（）A.粒子運(yùn)動(dòng)速率為B.帶電粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)圓心OC.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程為【答案】B【解析】【詳解】A．假設(shè)該電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡圓心為O’，由幾何關(guān)系可知為正三角形。假設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為r，由幾何關(guān)系可知由洛倫茲力公式可知故A錯(cuò)誤；B．由圖像可知，軌跡經(jīng)過(guò)圓心。故B正確；C．由于此時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡圓心角為120°，結(jié)合公式可知，所用時(shí)間為故C錯(cuò)誤；D．由幾何關(guān)系可知故D錯(cuò)誤。故選B。6.在如圖所示的理想降壓變壓器電路中，在a、b之間加上電壓穩(wěn)定的交流電源，為定值電阻，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，滑動(dòng)變阻器的總電阻，電壓表、電流表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由d端向c端滑動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.電流表的示數(shù)一定變大B.電壓表的示數(shù)保持不變C.的功率一直變大D.的功率先增大后減小【答案】D【解析】【詳解】ABC．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由d端向c端滑動(dòng)時(shí)，電阻R2的阻值由0開(kāi)始增加，假設(shè)副線圈的電壓U2不變，根據(jù)歐姆定律可知電流表示數(shù)減小，又在匝數(shù)比不變的情況下原線圈電流I1減小，根據(jù)則R1的電壓減小，可知，R1功率減小則原線圈的的電壓增大，根據(jù)副線圈電壓U2增大，即電壓表的示數(shù)增大，故ABC均錯(cuò)誤；D．可以將副線圈的電阻等效到原線圈上來(lái)，從而將復(fù)雜的電路化為簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路，如下圖由于可知將R2等效為原線圈的電阻，其大小由于n1>n2，R2>R1，則R等效>R1，將R1看作電源的內(nèi)阻，此時(shí)R等效的功率即為電源的輸出功率，隨著滑動(dòng)觸頭P由d端向c端滑動(dòng)，R等效的電阻從0開(kāi)始逐漸增加。可知R等效的功率先增大再減小，且當(dāng)R等效=R1時(shí)有最大功率，則的功率先增大后減小，故D正確。故選D。7.五一假期小明和同學(xué)去公園游玩，看到如圖所示的彈射裝置，該裝置由安裝在水平臺(tái)面上的固定彈射器、豎直圓軌道（在最低點(diǎn)E分別與水平軌道和相連）、斜軌道組成。游戲時(shí)小滑塊從O點(diǎn)彈出，經(jīng)過(guò)圓軌道并滑上斜軌道。全程不脫離軌道且恰好到達(dá)B端視為游戲成功。已知圓軌道半徑，長(zhǎng)，高，長(zhǎng)度可調(diào)，圓軌道和光滑，各部分平滑連接，滑塊與、之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量，重力加速度，忽略空氣阻力。要使游戲成功，彈簧的彈性勢(shì)能、長(zhǎng)必須滿足（）A.，且B.，且C.，且D.，且【答案】A【解析】【詳解】由能量守恒可知解得為了小滑塊不脫離軌道，在圓軌道最高點(diǎn)有解得根據(jù)能量守恒可知解得綜上所述，A正確。故選A。8.如圖所示，半徑均為R的光滑球和不光滑的半球由同種材料制成的，球和半球放置在豎直墻壁的左側(cè)。當(dāng)半球的球心到豎直墻壁的距離大于時(shí)，半球?qū)⑾蜃蠡瑒?dòng)。當(dāng)半球球心到墻壁的距離為L(zhǎng)時(shí)，即使給球體向下沿通過(guò)球心的豎直方向施加的力再大，半球和球始終保持靜止，則L的最大值為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】依題意，設(shè)半球質(zhì)量為m，則光滑球質(zhì)量為2m，對(duì)光滑球和不光滑的半球受力分析，如圖所示當(dāng)半球的球心到豎直墻壁的距離為時(shí)，由幾何關(guān)系，有根據(jù)平衡條件，可得，又聯(lián)立，解得給球體向下沿通過(guò)球心的豎直方向施加的力再大，半球和球始終保持靜止，需要滿足即當(dāng)半球球心到墻壁的距離為取最大值L時(shí)，有由幾何關(guān)系，有聯(lián)立，解得故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.如圖所示，為a、b兩種單色光以相同的入射角從玻璃斜射向空氣的光路圖，關(guān)于a、b兩種單色光，下列說(shuō)法中正確的是（）A.增大入射角，b光先發(fā)生全反射B.單色光a的光子能量比單色光b的光子能量大C.用同一裝畳進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光在屏上的干涉條紋的間距較大D.單色光a、b分別通過(guò)同一單縫發(fā)生衍射時(shí)，單色光a的中央亮紋更寬【答案】BC【解析】【詳解】A．由圖知，a光偏折程度較大，a光折射率較大，根據(jù)a光臨界角較小，增大入射角，a光先發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)光折射率較大，則頻率較大，根據(jù)單色光a的光子能量比單色光b的光子能量大，故B正確；C．a(chǎn)光頻率較大，則波長(zhǎng)較小，根據(jù)用同一裝畳進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光在屏上的干涉條紋的間距較大，故C正確；D．a(chǎn)光波長(zhǎng)較小，單色光a、b分別通過(guò)同一單縫發(fā)生衍射時(shí)，單色光b的中央亮紋更寬，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.電動(dòng)汽車以其環(huán)保節(jié)能、加速快等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到消費(fèi)者的歡迎，為使汽車既有良好的加速性能，又能控制汽車的最大速度，電動(dòng)汽車的車載智能系統(tǒng)介入汽車行駛過(guò)程。如圖所示為某品牌汽車在一次起步時(shí)汽車牽引力與速度的關(guān)系，汽車的速度達(dá)到時(shí)電動(dòng)機(jī)功率達(dá)到最大值。此后車載智能系統(tǒng)逐漸降低電動(dòng)機(jī)功率，當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率降至最大功率的50%時(shí)，汽車達(dá)到最大速度。已知汽車及乘員的總質(zhì)量為，汽車行駛過(guò)程中受到的阻力與速度的關(guān)系為（），則汽車在起步直至達(dá)到最大速度的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.汽車的加速度始終在減小B.汽車的加速度先不變后減小C.該汽車能達(dá)到的最大速度是D.汽車速度為時(shí)的加速度為【答案】AD【解析】【詳解】AB．汽車的速度達(dá)到前的過(guò)程，根據(jù)牛頓第二定律可得可知隨著汽車速度的增大，汽車的加速度逐漸減小；汽車的速度達(dá)到到最大速度的過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律可得可知隨著汽車速度的增大，牽引力的減小，汽車的加速度繼續(xù)逐漸減??；故A正確，B錯(cuò)誤；C．設(shè)汽車能達(dá)到的最大速度為，此時(shí)牽引力等于阻力，電動(dòng)機(jī)功率降至最大功率的50%時(shí)，則有解得故C錯(cuò)誤；D．汽車速度為時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得又聯(lián)立解得故D正確。故選AD。11.坐標(biāo)分別位于和處有兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的相干波源、，在時(shí)刻均從平衡位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，波源、均形成沿x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，沿波傳播方向上有間距均為1m的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，位置坐標(biāo)如圖所示。時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)均處于平衡位置，經(jīng)0.4秒的質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，同時(shí)處的質(zhì)點(diǎn)第一次具有正向最大速度，則下列法正確的是（）A.波源的振動(dòng)周期為0.4sB.振動(dòng)穩(wěn)定后的質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)C.振動(dòng)穩(wěn)定后的質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)減弱的點(diǎn)D.時(shí)刻，、之間的波形圖是一條直線【答案】ACD【解析】【詳解】A．設(shè)兩波的波速為v，周期為T，根據(jù)題意可得，其中，聯(lián)立解得，故A正確；B．兩波的波長(zhǎng)振動(dòng)穩(wěn)定后x=?1m的質(zhì)點(diǎn)到兩波源的距離差所以該質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C．振動(dòng)穩(wěn)定后x=1m的質(zhì)點(diǎn)到兩波源的距離差所以該質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，故C正確；D．在時(shí)，右側(cè)的波剛好傳播到0.5m處，左側(cè)的波剛好傳播到3.5m處，坐標(biāo)在、之間兩列波的振動(dòng)情況完全相反且振幅相同，則在0.7s時(shí)，坐標(biāo)在、之間的質(zhì)點(diǎn)位移都為0，波形圖是一條直線，故D正確。故選ACD。12.如圖所示，兩個(gè)可看做點(diǎn)電荷的帶電絕緣小球緊靠著塑料圓盤，小球A固定不動(dòng)（圖中未畫出）。小球B繞圓盤邊緣在平面內(nèi)從沿逆時(shí)針緩慢移動(dòng)，測(cè)量圓盤中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度，獲得沿x方向的電場(chǎng)強(qiáng)度隨變化的圖像（如圖乙）和沿y方向的電場(chǎng)強(qiáng)度隨變化的圖像（如圖丙）。下列說(shuō)法正確的是（）A.小球A帶負(fù)電荷，小球B帶正電荷B.小球A、B所帶電荷量之比為C.小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，盤中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小D.小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，盤中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度最小值為【答案】BD【解析】【詳解】A．由乙、丙兩圖可知，當(dāng)時(shí)，小球B在O點(diǎn)正上方，此時(shí)，，則說(shuō)明小球A一定在y軸上固定；當(dāng)時(shí)，，小球B在O點(diǎn)正右側(cè)，而水平方向場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)閤軸負(fù)向，則說(shuō)明小球B為正電荷，此時(shí)，豎直方向的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)閥軸負(fù)向，若小球A在O點(diǎn)正上方固定，則小球A帶正電荷，若小球A在O點(diǎn)正下方固定，則小球A帶負(fù)電荷，所以小球A的帶電性質(zhì)不能確定，故A錯(cuò)誤；B．由于兩小球都緊靠在塑料圓盤的邊緣，所以到O點(diǎn)的距離r相同，當(dāng)時(shí)，，，由可得故B正確；C．盤中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度為小球A和小球B在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，隨著小球B從轉(zhuǎn)到2π的過(guò)程中，和大小都不變，和的夾角在增大的過(guò)程中，當(dāng)時(shí)，O處的合場(chǎng)強(qiáng)最大；當(dāng)時(shí)，O處的合場(chǎng)強(qiáng)最小；所以小球B從轉(zhuǎn)到2π的過(guò)程中，中心O處的合場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小再增大，故C錯(cuò)誤；D．小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，當(dāng)時(shí)，O處的合場(chǎng)強(qiáng)最小，其值大小為故D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題：共60分）13.某物理小組的同學(xué)查閱資料得知，彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式為，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧形變量。他們?cè)O(shè)計(jì)了圖甲所示裝置來(lái)測(cè)量重力加速度g，操作步驟如下：（1）該同學(xué)首先利用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，如圖乙所示，寬度為_(kāi)_____。（2）按圖甲豎直懸掛好輕質(zhì)彈簧，將輕質(zhì)遮光條水平固定在彈簧下端，測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度；在鐵架臺(tái)上固定一個(gè)位置指針，標(biāo)示出彈簧不掛鉤碼時(shí)遮光條下邊緣的位置，用輕質(zhì)細(xì)線在彈簧下方掛上鉤碼，測(cè)量出平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度x，并按圖甲所示將光電門的中心線調(diào)至與遮光條下邊緣同一高度。（3）用手緩慢地將鉤碼向上托起，直至遮光條下邊緣恰好回到彈簧原長(zhǎng)時(shí)指針標(biāo)記的等高處（保持細(xì)線豎直），將鉤碼由靜止釋放，記下遮光條經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間，則鉤碼此時(shí)的速度______（用題中所給字母表示）。（4）多次改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟（2）（3），得到多組數(shù)據(jù)，作出圖像如圖丙所示；根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出圖線斜率為b時(shí)，可計(jì)算出______（用d和b表示）。【答案】①.0.230②.③.【解析】【詳解】（1）[1]主尺讀數(shù)為2mm，游標(biāo)卡尺第6條刻度線與主尺對(duì)齊，寬度為（3）[2]鉤碼此時(shí)的速度為（4）[3]根據(jù)受力平衡所以根據(jù)機(jī)械能守恒定律聯(lián)立，解得結(jié)合丙圖，可得解得14.我國(guó)清潔能源設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模居世界首位。太陽(yáng)能電池板在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽(yáng)能電池板在沒(méi)有光照時(shí)（沒(méi)有儲(chǔ)存電能）的特性。所用的器材包括：太陽(yáng)能電池板，電源E、電流表A、電壓表V、滑動(dòng)變阻器R、開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖乙的圖像。（1）為了達(dá)到上述目的，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的圖____（填“a”或“b”）。（2）已知電壓表V的量程為，內(nèi)阻為，若要將該電壓表改裝成量程為的電壓表，該電表需串聯(lián)一個(gè)____的電阻。（3）太陽(yáng)能電池板作為電源，在一定光照強(qiáng)度下其路端電壓與總電流的關(guān)系如圖丙所示，把它與阻值為的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，該電源的效率是____%。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（4）太陽(yáng)能電池板在沒(méi)有光照時(shí)（沒(méi)有儲(chǔ)存電能）的伏安特性曲線如圖乙所示。太陽(yáng)能電池板沒(méi)有光照時(shí)（沒(méi)有儲(chǔ)存電能）其電阻用符號(hào)表示，將同規(guī)格的電池板接入電路如丁圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，可得電池板消耗的功率___（保留三位有效數(shù)字）。【答案】（1）a（2）（3）（4）【解析】【小問(wèn)1詳解】根據(jù)特性曲線可知，電流需要從零開(kāi)始，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，可知，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的圖a?！拘?wèn)2詳解】將小量程電壓表改裝成大量程電壓表，需要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，則有代入得【小問(wèn)3詳解】由圖丙，圖像與縱軸交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)，即。若把它與阻值為的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，作出電阻的伏安特性曲線，如圖所示圖像交點(diǎn)為工作點(diǎn)，即電阻兩端電壓為。該電池板的效率是【小問(wèn)4詳解】設(shè)兩端的電壓為，電流為，由閉合電路歐姆定律可得則有作出電源的圖像，如圖所示可得，電池板消耗的功率約為15.某學(xué)習(xí)小組測(cè)量半徑為R的透明半圓柱體玻璃的折射率，其橫截面如圖所示為半圓形，是通過(guò)透明玻璃體橫截面圓心O的直線，用激光筆沿平行于的直線射向該柱體，B為入射點(diǎn)，角。為出射光線，與相交，夾角。已知光在真空中的傳播速度為c，求：（1）透明玻璃半圓柱體材料對(duì)該激光束的折射率；（2）激光束在半圓柱體中傳播的最短時(shí)間。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）作出光路圖，如下圖所示光線經(jīng)過(guò)兩次偏折后有解得由折射定律得解得（2）設(shè)光束在半圓柱體中的傳播路程為，由幾何關(guān)系傳播時(shí)間解得16.火箭是世界各國(guó)進(jìn)行太空活動(dòng)的主要運(yùn)載工具，我國(guó)針對(duì)火箭可重復(fù)使用技術(shù)展開(kāi)了探索和研究。為了研究火箭可回收技術(shù)，某次從地面發(fā)射質(zhì)量為的小型實(shí)驗(yàn)火箭，火箭上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生恒定的推力，且可通過(guò)改變噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的噴氣質(zhì)量和方向改變發(fā)動(dòng)機(jī)推力的大小和方向。火箭起飛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)推力大小為F，與水平方向成，火箭沿斜向右上方與水平方向成做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)，立即遙控火箭上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使推力的方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，同時(shí)改變推力大小，使火箭沿原方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)（不計(jì)遙控器通信時(shí)間、空氣阻力和噴氣過(guò)程中火箭質(zhì)量的變化，）。求：（1）推力F的大小；（2）火箭上升的最大高度?！敬鸢浮浚?）；（2）2000m【解析】【詳解】（1）如圖根據(jù)幾何關(guān)系（2）推力的方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)前，豎直方向加速度大小上升高度豎直方向速度推力的方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后，合外力方向與原速度方向相反，仍然有豎直方向加速度大小上升的高度所以火箭上升的最大高度17.某種離子診斷測(cè)量簡(jiǎn)化裝置如圖所示。平面內(nèi)長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，探測(cè)板平行于水平放置，能沿豎直方向緩慢移動(dòng)且接地。a、b、c為三束寬度不計(jì)、間距相等均為d的離子束，離子均以相同速度垂直邊界射入磁場(chǎng)，其中b束中的離子恰好從中點(diǎn)射入，后從下邊界射出后垂直打在探測(cè)板的右邊緣D點(diǎn)。離子質(zhì)量均為m、電荷量均為q，不計(jì)重力及離子間的相互作用。（1）求離子運(yùn)動(dòng)速度v的大小；（2）若a離子離開(kāi)時(shí)，速度方向與夾角為（銳角），求a離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（3）當(dāng)c離子射出磁場(chǎng)后也剛好達(dá)到D點(diǎn)，為確保三束離子離開(kāi)磁場(chǎng)后，都能達(dá)到板，求此時(shí)板到的距離h及板的最短長(zhǎng)度x?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）由題可知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑洛倫茲力為粒子圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，故解得（2）粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期a粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度與GH的夾角為，由幾何知識(shí)可知，其在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的圓心角故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（3）根據(jù)題意，做出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示，由幾何知識(shí)可得故由此可得所以，CD到HG的距離要使CD最短，需使a束粒子恰好打在C端，c束粒子恰好打在D端，根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可知