精品解析：2024届广东省华南师范大学附属中学高三下学期综合测试（三）物理试题

2024届高三综合测试 物理 满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 我国在第四代核能系统方面处于领先位置，其中高温气冷堆的核燃料是，核燃料的裂变反应方程为，下列说法正确的是（ ） A. Y为电子 B. Y为中子 C. 该反应过程吸收能量 D. 该反应是太阳内部的聚变反应 2. 如图所示，为一次高校物理公开课的演示实验情境：一个锥形物件被双手提起静止在空中。锥体表面粗糙，其中一只手对锥体的作用力示意图已画出，则双手对锥体（ ） A. 摩擦力的合力等于它们对锥体压力的合力 B. 摩擦力的合力小于它们对锥体压力的合力 C. 作用力的合力大小等于锥体的重力大小 D. 作用力的合力大小大于锥体的重力大小 3. 甲乙两同学参加百米赛跑，速度—时间图像如图所示，甲同学在时刻达到终点。则甲、乙从起点到终点的过程中（ ） A. 甲的平均速度比乙大 B. 甲的速度一直比乙大 C. 甲的加速度一直比乙大 D. 甲一直在乙前面 4. 在一次学农活动中，农忙之余师生利用自制沙包进行放松活动，教师和学生分别在A、B两点分别以速度和水平抛出沙包，两沙包在空中的C点相遇，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 教师和学生同时抛出沙包 B. 学生应先抛出沙包 C. 若教师远离学生几步，则需要与学生同时扔出沙包，两沙包才能相遇 D. 若知A和C、B和C高度差和，可求出A、B两点的水平距离 5. 我国的“夸父一号”卫星在距地面高度约七百二十公里的轨道围绕地球做匀速圆周运动，其中安置了全日面矢量磁像仪等载荷，对太阳耀斑进行观测、预警，静止卫星离地面高度约三万六千公里，“夸父一号”（ ） A. 受到的合外力保持不变 B. 运动周期等于地球自转周期 C. 对磁像仪的作用力充当其向心力 D. 加速度大于静止卫星加速度 6. 某次水袖舞表演中，演员甩出水袖的波浪可简化为如图所示沿x轴方向传播的简谐横波，其中实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，波的周期大于0.7s，则（ ） A. 时刻，的质点向下振动 B. 演员的手1.6s内全振动4次 C. 若手振动变慢，波长变短 D. 波传播的速度大小为2.5m/s 7. 如图，两固定于水平面内的光滑平行金属导轨间足够长，电阻不计，阻值为R的电阻连接在导轨左侧，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直放置在导轨上、与导轨接触良好。某时刻ab获得初速度v后开始沿导轨运动，经t时间ab速度从减速至的过程中（ ） A. ab做匀减速直线运动 B. ab的位移s大于 C. ab棒克服安培力做功大小 D. 左侧电阻R产生的热量为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一种喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷液过程中储气室内温度保持不变，图乙中A到B是某次喷液过程的储气室内气体压强p随体积V变化的图像，则从状态A到状态B（ ） A. 室内气体向外界释放热量 B. 图中△OAC的面积大于△OBD的面积 C. 气体吸收的热量等于气体对外做的功 D. 气体分子撞击气室壁单位面积的平均作用力变小 9. 如图，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口直径水平，一个质量为m的小物块从距离槽口A点高为R的P点静止释放，刚好从A点无碰撞地滑入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到点B，重力加速度大小为g，则物块（ ） A. 从A运动到B过程中重力做功的最大功率为 B. 到达B点时对槽的压力大于重力 C. 从A运动到B过程中克服摩擦力做功为 D. 与槽内AB之间各处的动摩擦因数均相等 10. 为测定纸面内匀强电场的场强，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径作圆。如图甲b、c、d是半圆ace的等分点。从x轴上的a点开始沿逆时针方向，测量圆上各点的电势及各点所在半径与x轴正方向的夹角，描绘图像如图乙，则（　　） A. a、d两点电势相等 B. 电场强度沿ao方向 C. 场强大小为 D. 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 在一只弹簧的规格参数中，查得该弹簧的劲度系数为，现用图甲装置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。 将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。 （1）挂2个钩码时刻度尺的示数如图乙所示，该毫米刻度尺的读数为______cm。 （2）根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像如图丙所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为______。（保留两位有效数字） （3）相对误差的计算式为，则该实验结果的相对误差为______%。（保留1位小数） （4）如下图，若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 12. 掺氧化锡（FTO）玻璃由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成，在太阳能电池研发等多个领域有重要应用。为测量薄膜的厚度d，进行如下操作： （1）如图甲，是一块长度为L，宽度为h的长条型FTO玻璃。 （2）先使用多用电表的欧姆挡粗测，选择开关置于“”挡，进行______调零后，将红黑表笔接在薄膜左右两端面中点，示数如图乙所示，读得电阻______。 （3）为进一步测得准确值，设计如图丙所示的电路，器材如下 A．电源E（电动势为3V，内阻可忽略） B．电压表V（量程0～3V，内阻约） C．电流表A（量程0～10mA，内阻） D．滑动变阻器（最大阻值） E．定值电阻 F．定值电阻 G．开关一个，导线若干 为较好地完成实验，定值电阻R应选______（选填“”或“”）。 （4）实验中，当滑片位于变阻器中间时，电流表示数为；若滑片滑到变阻器最右端时，则电流表的读数增加量______（填“大于”“小于”或“等于”）。当滑片置于恰当位置时，电压表读数为U，电流表读数为I，电流表内阻，则通过薄膜的电阻的表达式______（用U、I、和R表示）。 （5）为测得该薄膜的厚度d，除了上述测得的物理量和题中的已知量，还需要知道的物理量是该薄膜的______。（用文字表述） 13. 《礼记注疏·月令》中写道：“若云薄漏日，日照雨漏则虹生”。这里已粗略地揭示了虹的成因。虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的。一束太阳光在过水滴球球心O的平面内从A点入射，入射角为i，如图为该束太阳光中红光在水滴内B点反射后，从D点出射的光路图。水滴球的半径为R，O到光线AB的距离为d，真空中的光速为c。 （1）大致画出该束太阳光中紫光从A点入射后，经一次反射后出射的光路图； （2）求红光的折射率n； （3）求红光从A到B的传播时间t。 14. 如图，质量的物块B放置于质量的木板C上，在光滑水平地面上一起以的初速度向左运动。长度为的轻绳，悬挂质量的小球A。将小球A拉至轻绳与竖直方向的夹角处由静止释放，A向右摇至最低点时恰与B发生碰撞并粘在一起（A与C不接触），同时轻绳被刀片割断。已知B与C间的动摩擦因数，取重力加速度大小，A、B均可看成质点，不计空气阻力。求： （1）A与B碰后瞬间的速度； （2）若板足够长，A、B碰撞粘在一起到运动足够长时间后合外力对B冲量大小I； （3）若板长，要使B不从板上滑离，开始时B在C上放置处与板左端距离x需满足的条件。 15. 一种离子分析探测器的原理如图，环形区域I内（大、小圆之间）存在与圆弧平行且逆时针方向的磁场和垂直纸面向里的匀强电场，磁感应强度大小各处均为B、电场强度大小为E，大圆半径为R。第一象限大圆外的其他区域存在垂直纸面向外的匀强磁场、大小可调。探测器部分由两平行金属板组成，位于x轴的上板正中央开有小孔。原点O处有一个离子源发射各种速率的正离子，电荷量为q、质量为m、速度方向与x轴正方向夹角为。调节（未知），的某些离子在平面沿半径匀速通过区域I，经磁场偏转后与x轴负方向夹角为60°进入小孔。 （1）求匀速通过区域I的离子的速度大小和的大小。 （2）在x轴上沿正方向从M点到N点移动探测器，调节使小孔在这些位置均能接收到沿平面垂直x轴进入的离子，求M、N的坐标、及相应的的大小范围。 （3）调节、使上下板电势差恒为，板间距离为d，沿x轴改变探测器位置接收离子。若离子沿平面进入小孔，与下板碰后反弹瞬间速率不变，电性与被碰板相同、电量变为原来的2倍，通过计算画出离子进入小孔后与上板碰前，其动能随离子与上板距离s变化的图像。（板足够长） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届高三综合测试 物理 满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 我国在第四代核能系统方面处于领先位置，其中高温气冷堆的核燃料是，核燃料的裂变反应方程为，下列说法正确的是（ ） A. Y为电子 B. Y为中子 C. 该反应过程吸收能量 D. 该反应是太阳内部的聚变反应 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据核反应中电荷数守恒与质量数守恒可知Y的质量数为1电荷数为0，故Y为中子。故A错误；B正确； CD．该反应过程释放能量，为重核裂变。故CD错误。 故选B。 2. 如图所示，为一次高校物理公开课的演示实验情境：一个锥形物件被双手提起静止在空中。锥体表面粗糙，其中一只手对锥体的作用力示意图已画出，则双手对锥体（ ） A. 摩擦力的合力等于它们对锥体压力的合力 B. 摩擦力合力小于它们对锥体压力的合力 C. 作用力的合力大小等于锥体的重力大小 D. 作用力的合力大小大于锥体的重力大小 【答案】C 【解析】 【详解】根据受力的对称性可知，双手的摩擦力合力竖直向上，设为F1，双手的压力的合力竖直向下，设为F2，锥体的重力竖直向下，设为mg，由共点力平衡可知 F1= F2+mg 整理，可得 F1- F2=mg 作用力合力大小等于锥体的重力大小。 故选C。 3. 甲乙两同学参加百米赛跑，速度—时间图像如图所示，甲同学在时刻达到终点。则甲、乙从起点到终点的过程中（ ） A. 甲的平均速度比乙大 B. 甲的速度一直比乙大 C. 甲的加速度一直比乙大 D. 甲一直在乙前面 【答案】A 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积表示位移，时间内，甲同学图像与坐标轴围成的面积较大，且甲同学在时刻达到终点，则甲同学先到达终点，甲乙两同学参加百米赛跑，甲、乙从起点到终点的过程中位移相同，甲同学所用时间较短，故甲的平均速度比乙大，故A正确； BD．由图可知，甲的速度先小于乙的速度，后大于乙的速度，故乙先在甲前面，后甲追上乙，甲在乙前面，故BD错误； C．图像的斜率表示加速度，甲同学图像的斜率先小于乙，再大于乙，后等于乙，故甲的加速度不是一直比乙大，故C错误。 故选A。 4. 在一次学农活动中，农忙之余师生利用自制的沙包进行放松活动，教师和学生分别在A、B两点分别以速度和水平抛出沙包，两沙包在空中的C点相遇，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 教师和学生同时抛出沙包 B. 学生应先抛出沙包 C. 若教师远离学生几步，则需要与学生同时扔出沙包，两沙包才能相遇 D. 若知A和C、B和C的高度差和，可求出A、B两点的水平距离 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．沙包做平抛运动，有 解得 由图可知，教师抛出的沙包下落的高度较大，则运动的时间较长，所以教师应先抛出沙包，两沙包才能相遇。故ABC错误； D．若知A和C、B和C的高度差和，则可计算出两沙包相遇前平抛的时间，根据 A、B两点的距离可表示为 故D正确。 故选D。 5. 我国的“夸父一号”卫星在距地面高度约七百二十公里的轨道围绕地球做匀速圆周运动，其中安置了全日面矢量磁像仪等载荷，对太阳耀斑进行观测、预警，静止卫星离地面高度约三万六千公里，“夸父一号”（ ） A. 受到的合外力保持不变 B. 运动周期等于地球自转周期 C. 对磁像仪的作用力充当其向心力 D. 加速度大于静止卫星加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．“夸父一号”受到的合外力提供它做匀速圆周运动的向心力，大小保持不变。方向时刻改变。故A错误； BD．根据 解得 ， 可知“夸父一号”运动周期小于静止卫星的周期，即于地球的自转周期。“夸父一号”加速度大于静止卫星加速度。故B错误；D正确； C．地球对磁像仪的万有引力充当其向心力。故C错误。 故选D。 6. 某次水袖舞表演中，演员甩出水袖的波浪可简化为如图所示沿x轴方向传播的简谐横波，其中实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，波的周期大于0.7s，则（ ） A. 时刻，的质点向下振动 B. 演员的手1.6s内全振动4次 C. 若手振动变慢，波长变短 D. 波传播的速度大小为2.5m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为波的周期大于0.7s，则有 因此从实线到虚线只能是四分之一周期，即波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知时刻，的质点向上振动。故A错误； B．由A选项分析可知 即 根据 1.6s=2T 可知演员的手1.6s内全振动2次。故B错误； C．根据 可知若手振动变慢，则其周期变长，波长也随之变长。故C错误； D．波传播的速度大小为 故D正确。 故选D。 7. 如图，两固定于水平面内的光滑平行金属导轨间足够长，电阻不计，阻值为R的电阻连接在导轨左侧，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直放置在导轨上、与导轨接触良好。某时刻ab获得初速度v后开始沿导轨运动，经t时间ab速度从减速至的过程中（ ） A. ab做匀减速直线运动 B. ab的位移s大于 C. ab棒克服安培力做功大小为 D. 左侧电阻R产生的热量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律，可得 又 联立，解得 可知ab做加速度减小的减速直线运动。故A错误； B．由A选项分析可知，ab做加速度减小的减速直线运动，速度从减速至的过程中其平均速度 则有 故B错误； C．根据动能定理，可得 ab棒克服安培力做功大小为 故C正确； D．左侧电阻R产生的热量为 故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一种喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷液过程中储气室内温度保持不变，图乙中A到B是某次喷液过程储气室内气体压强p随体积V变化的图像，则从状态A到状态B（ ） A. 室内气体向外界释放热量 B. 图中△OAC的面积大于△OBD的面积 C. 气体吸收的热量等于气体对外做的功 D. 气体分子撞击气室壁单位面积的平均作用力变小 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．根据热力学第一定律 从状态A到状态B室内气体温度不变，即内能不变，其体积增大，对外界做功，可知外界吸收热量。故A错误；C正确； B．根据 可知，为一定值，所以图中△OAC的面积等于△OBD的面积。故B错误； D．由图可知从状态A变化到状态B的过程中气体的压强减小，则气体分子撞击气室壁单位面积的平均作用力变小。故D正确。 故选CD。 9. 如图，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口直径水平，一个质量为m的小物块从距离槽口A点高为R的P点静止释放，刚好从A点无碰撞地滑入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到点B，重力加速度大小为g，则物块（ ） A. 从A运动到B过程中重力做功的最大功率为 B. 到达B点时对槽的压力大于重力 C. 从A运动到B过程中克服摩擦力做功为 D. 与槽内AB之间各处的动摩擦因数均相等 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．根据 从A运动到B过程中小物块竖直方向分速度逐渐减小，重力做功的最大功率为小物块在A点时的功率，由 联立，解得 故A正确； B．到达B点时合力提供向心力，其方向为竖直向上，可知小物块所受支持力大于自身重力，根据牛顿第三定律可知小物块对槽的压力大于重力。故B正确； C．从A运动到B过程中，由动能定理，可得 解得克服摩擦力做功为 故C正确； D．对小物块受力分析如图 可知，所受摩擦力与重力的切向分力等大，设小物块与圆心连线和竖直方向夹角为，则有 ， 联立，解得 由此可知，随着的减小，动摩擦因数减小。故D错误。 故选ABC。 10. 为测定纸面内匀强电场的场强，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径作圆。如图甲b、c、d是半圆ace的等分点。从x轴上的a点开始沿逆时针方向，测量圆上各点的电势及各点所在半径与x轴正方向的夹角，描绘图像如图乙，则（　　） A. a、d两点电势相等 B. 电场强度沿ao方向 C. 场强大小为 D. 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，a点电势大于0，d点电势等于0，则a、d两点电势不相等，故A错误； B．根据图乙可知，a、c两点电势相等，且大于d点电势，则a、d两点连线为一条等势线，由于电场线垂直于等势线，而沿电场线电势降低，则电场强度沿bo方向，故B错误； C．根据图乙可知，b点电势为，与b点关于圆心对称的点的电势为，结合上述可知 故C正确； D．电场强度方向沿bo方向，根据电场强度与电势差的关系有 根据图甲可知，b、c两点连线在电场方向的投影长度小于d、e两点连线在电场方向的投影长度，则有 故D正确。 故选CD。 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 在一只弹簧的规格参数中，查得该弹簧的劲度系数为，现用图甲装置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。 将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。 （1）挂2个钩码时刻度尺的示数如图乙所示，该毫米刻度尺的读数为______cm。 （2）根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像如图丙所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为______。（保留两位有效数字） （3）相对误差的计算式为，则该实验结果的相对误差为______%。（保留1位小数） （4）如下图，若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1）10.90 （2）25 （3）3.8 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 该毫米刻度尺的最小分度为0.1cm，需要估读到0.01cm，所以读数为10.90cm。 【小问2详解】 根据图像可求得弹簧的劲度系数为 【小问3详解】 该实验结果的相对误差为 【小问4详解】 由第2问分析可知，劲度系数表达式中代入的是弹簧形变量的变化量，所以若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上等于真实值。 12. 掺氧化锡（FTO）玻璃由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成，在太阳能电池研发等多个领域有重要应用。为测量薄膜的厚度d，进行如下操作： （1）如图甲，是一块长度为L，宽度为h的长条型FTO玻璃。 （2）先使用多用电表的欧姆挡粗测，选择开关置于“”挡，进行______调零后，将红黑表笔接在薄膜左右两端面中点，示数如图乙所示，读得电阻______。 （3）为进一步测得准确值，设计如图丙所示的电路，器材如下 A．电源E（电动势为3V，内阻可忽略） B．电压表V（量程0～3V，内阻约） C．电流表A（量程0～10mA，内阻） D．滑动变阻器（最大阻值为） E．定值电阻 F．定值电阻 G．开关一个，导线若干 为较好地完成实验，定值电阻R应选______（选填“”或“”）。 （4）实验中，当滑片位于变阻器中间时，电流表示数为；若滑片滑到变阻器最右端时，则电流表的读数增加量______（填“大于”“小于”或“等于”）。当滑片置于恰当位置时，电压表读数为U，电流表读数为I，电流表内阻，则通过薄膜的电阻的表达式______（用U、I、和R表示）。 （5）为测得该薄膜的厚度d，除了上述测得的物理量和题中的已知量，还需要知道的物理量是该薄膜的______。（用文字表述） 【答案】 ①. 欧姆 ②. 28 ③. ④. 大于 ⑤. ⑥. 电阻率 【解析】 【详解】（2）[1][2]先使用多用电表的欧姆挡粗测，选择开关置于“”挡，进行欧姆调零后，将红黑表笔接在薄膜左右两端面中点，示数如图乙所示，读得电阻 28×1=28 （3）[3]根据欧姆定律 可知需要扩大电流表的量程到原来的10倍，由 解得 故选。 （4）[4] 实验中，当滑片位于变阻器中间时，由于测量电路与变阻器左半部分并联，其电阻小于变阻器总阻值的一半，所分电压也小于电源电动势的一半，若滑片滑到变阻器最右端时，测量电路的电压为电源电动势，所以电流表的读数增加量大于。 [5]由欧姆定律，可得 （5）[6]根据电阻定律，有 联立，解得 可知，为测得该薄膜的厚度d，除了上述测得的物理量和题中的已知量，还需要知道的物理量是该薄膜的电阻率。 13. 《礼记注疏·月令》中写道：“若云薄漏日，日照雨漏则虹生”。这里已粗略地揭示了虹的成因。虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的。一束太阳光在过水滴球球心O的平面内从A点入射，入射角为i，如图为该束太阳光中红光在水滴内B点反射后，从D点出射的光路图。水滴球的半径为R，O到光线AB的距离为d，真空中的光速为c。 （1）大致画出该束太阳光中紫光从A点入射后，经一次反射后出射光路图； （2）求红光折射率n； （3）求红光从A到B的传播时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）光路图如图。 （2）设折射角为r，水滴中反射角也为r 据折射定律，有 据几何关系，有 解得 （3）水滴中光速 水滴中 红光在水滴中的传播时间 解得 14. 如图，质量的物块B放置于质量的木板C上，在光滑水平地面上一起以的初速度向左运动。长度为的轻绳，悬挂质量的小球A。将小球A拉至轻绳与竖直方向的夹角处由静止释放，A向右摇至最低点时恰与B发生碰撞并粘在一起（A与C不接触），同时轻绳被刀片割断。已知B与C间的动摩擦因数，取重力加速度大小，A、B均可看成质点，不计空气阻力。求： （1）A与B碰后瞬间的速度； （2）若板足够长，A、B碰撞粘在一起到运动足够长时间后合外力对B的冲量大小I； （3）若板长，要使B不从板上滑离，开始时B在C上放置处与板左端距离x需满足的条件。 【答案】（1）,方向向右；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球A由释放到最低点的过程，由动能定理 解得 小球A与物块B碰撞过程，由动量守恒定律 解得 方向向右。 （2）设三者共同速度，由动量守恒定律 解得 方向向左。 合外力对B的冲量 解得 共速前，A、B一直相对C向右运动，设相对位移为s，由功能关系 解得 A初始放置处离板左端距离满足 15. 一种离子分析探测器的原理如图，环形区域I内（大、小圆之间）存在与圆弧平行且逆时针方向的磁场和垂直纸面向里的匀强电场，磁感应强度大小各处均为B、电场强度大小为E，大圆半径为R。第一象限大圆外的其他区域存在垂直纸面向外的匀强磁场、大小可调。探测器部分由两平行金属板组成，位于x轴的上板正中央开有小孔。原点O处有一个离子源发射各种速率的正离子，电荷量为q、质量为m、速度方向与x轴正方向夹角为。调节（未知），的某些离子在平面沿半径匀速通过区域I，经磁场偏转后与x轴负方向夹角为60°进入小孔。 （1）求匀速通过区域I的离子的速度大小和的大小。 （2）在x轴上沿正方向从M点到N点移动探测器，调节使小孔在这些位置均能接收到沿平面垂直x轴进入的离子，求M、N的坐标、及相应的的大小范围。 （3）调节、使上下板电势差恒为，板间距离为d，沿x轴改变探测器位置接收离子。若离子沿平面进入小孔，与下板碰后反弹瞬间速率不变，电性与被碰板相同、电量变为原来的2倍，通过计算画出离子进入小孔后与上板碰前，其动能随离子与上板距离s变化的图像。（板足够长） 【答案】（1）；；（2）；；；（3） 【解析】 【详解】（1）的离子轨迹如图， 设离子的速率、半径为，离子离开区域I后，能沿着平面运动，则其受力平衡，由 解得 由几何关系得 可得 由 解得 （2）如图所示， 设离子的半径为，由几何关系得 则小孔的位置横坐标 故：当时 当时 由 得 故 （3）板间电场强度大小为 离子到达小孔时动能为 向下运动过程中，距离上板s时的动能 当时到达下板，动能为 反弹后向上运动过程中距离上板s时，动能 当时，动能为 图像如图 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $