山东省大教育联盟2024-2025学年高三下学期开学物理试题

2024-2025学年山东省大教育联盟高三（下）开学物理试卷 一、单选题：本大题共8小题，共24分。 1.光电管是根据光电效应制成的一种可以把光信号转化为电信号的仪器，在太阳能电池研究、光纤通信以及自动控制等方面有广泛应用。如图所示，闭合开关，用波长为的单色光照射光电管阴极，电流表的示数不为零。已知普朗克常量为h，则(    ) A. 波长为的单色光光子动量为 B. 逸出光电子的最大初动能与入射光的波长成反比 C. 改用波长为的单色光，电流表的示数一定为零 D. 将电源的正负极对调，电流表的示数一定为零 2.如图所示，男、女同学共提一桶水静止站在水平地面上，男同学提桶方向与水平方向的夹角大于女同学提桶方向与水平方向的夹角，用、分别表示男、女同学对桶的拉力大小，、分别表示男、女同学受到地面的摩擦力大小。则下列判断正确的是(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 3.2023年我国芯片技术取得重大突破。芯片技术实现突破的关键在光刻机。目前被广泛应用的光刻机是EUV光刻机和DUV光刻机，两者的最大区别在于它们所使用的光源波长，DUV光刻机光源发出的光波长为193nm，而EUV光刻机光源发出的光波长为，较长的波长无法实现更高的分辨率，因此DUV光刻机只能用于制造7nm及以上制程的芯片，而制造5nm及以下制程的芯片必须用EUV光刻机。关于这两种光，下列说法正确的是(    ) A. EUV光刻机光源发出的光较DUV光刻机光源发出的光频率低 B. EUV光刻机光源发出的光较DUV光刻机光源发出的光更难发生明显衍射现象 C. 这两种光在光照强度相同的情况下可以发生干涉现象 D. EUV光刻机光源发出的光光子能量较DUV光刻机光源发出的光光子能量小 4.2024年11月1日我国自主研制的速度的磁悬浮列车下线。某次试运行列车进站后以大小为a的加速度做匀减速运动，经时间t停止。已知制动后列车在第1s和最后1s通过的位移差为d，则下列关系式正确的是(    ) A. B. C. D. 5.一定质量的理想气体，经过某一物理过程从状态a变化到状态b，其图像如图所示，是双曲线的一支。则该过程中(    ) A. 气体的温度保持不变 B. 气体的内能减少 C. 外界对气体做功 D. 气体从外界吸收热量 6.如图所示，理想变压器原线圈接在220V交流电源上，副线圈接定值电阻、，已知，电表均为理想电表，闭合开关S后，电流表示数为，电压表示数为22V，副线圈匝数为300，则下列说法正确的是(    ) A. 原线圈匝数为1000 B. 电阻的功率为22W C. 若断开S，则电压表示数不变 D. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为 7.如图所示，底角为的圆锥固定在水平转盘上，绕竖直轴转动。可视为质点的物块放在圆锥侧面上，与顶点的距离为L，物块与圆锥侧面的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。在物块和圆锥体保持相对静止的情况下，圆锥旋转的最大角速度为(    ) A. B. C. D. 8.如图所示，某探月飞行器从地球发射后经地月转移轨道，先进入环月圆轨道飞行，后在B点变轨到环月椭圆轨道，之后在环月椭圆轨道近月点可近似认为贴近月球表面降落在月球表面预定地点。已知飞行器在椭圆轨道的轨道能、引力势能为引力常量，M为月球质量，m为飞行器质量，a为椭圆轨道半长轴，r为轨道上任意一点到月心的距离，月球表面的重力加速度大小为g，月球半径为R。若B点到月心距离为月球半径的4倍。则飞行器在环月椭圆轨道上B点的速度为(    ) A. B. C. D. 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，此时刻平衡位置位于和处的质点M、N离开平衡位置的位移均为。经后质点M位于处，质点N回到处。则该波的(    ) A. 波长为8m B. 振幅为2cm C. 周期可能为 D. 波速可能为 10.投石车在战国时期就已经被使用，其结构如图甲所示，抛杆MN可绕水平轴O转动，转到与水平方向的夹角为时，杆被迅速止动，M中的石球投射出去。攻城实战中如图乙所示，城墙PQ高15m，投石车固定在O与PQ相距30m处，O高出地面1m，OM的长度约，MN在竖直面OQP内转动。某次投射中一质量为5kg的石球击中城墙最高点P，不计空气阻力，重力加速度大小取。则该次投射中(    ) A. 石球在空中运动的时间为2s B. 石球在空中运动的时间为 C. 石球被投出时的动能为1280J D. 石球被投出时的动能为640J 11.如图所示，光滑斜面FG的倾角为，FH竖直、HG水平，。在H点固定电荷量为的点电荷，M点固定等量异种电荷，H、M的连线与FG垂直相交于N点，，I为斜边FG的中点。一电荷量为、可视为质点的滑块从F点由静止释放，重力加速度大小为g，则滑块下滑过程中对电场的影响可忽略不计(    ) A. 滑块经过F点和I点时受到的电场力大小相等 B. 滑块的电势能先增加后减少再增加 C. 滑块经过I点时的速度大小为 D. 滑块经过N点时对斜面的压力最大 12.某科研机构研究用电磁阻尼使进站的列车减速。设计在列车的底部水平安装边长为L的正方形线框abcd，线框的电阻为R。轨道间有两个磁感应强度相同的匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ，区域的长度为L，两磁场边界相距，磁场方向垂直轨道平面竖直向上。已知列车的质量为m，关闭动力系统，列车以速度进入磁场区Ⅰ，当线框cd边滑到磁场区Ⅱ右边界时恰好停止运动。忽略列车与轨道间的摩擦，下列说法正确的是(    ) A. 线框进入和离开磁场过程中感应电流的方向相同 B. 磁场的磁感应强度大小为 C. 线框滑过磁场区Ⅰ和磁场区Ⅱ过程产生的热量之比为3：1 D. 线框滑过磁场区Ⅰ的过程中，a、b两点间电压的最小值为 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 13.某小组学习过向心力后，设计了如图甲所示的装置探究向心力大小与速度的关系。拉力传感器A固定在铁架台的横杆下，光电门B固定在铁架台底座上。用一段不可伸长的轻细线连接小钢球和传感器，球静止时球心刚好与光电门在同一水平线上。用游标卡尺测出球的直径d。将球拉离最低点，使线张紧并与横杆垂直，由静止释放。球经过最低点时，光电门记录下球的挡光时间为，传感器记录的拉力最大值为F。改变小球释放点的高度，重复实验。将相应的和F数值填入事先设计的表格中。已知当地的重力加速度大小为g，不计空气阻力。 小球经过最低点时的速度大小______。 将获得的和F数据输入计算机，用计算机绘制图像如图乙所示。所得图像为直线，该直线与F轴的交点纵坐标为a，其延长线与轴的交点横坐标为。由此可知，实验中所用小球的质量为______，小球与传感器之间的细线长度为______。用a、b、d、g表示 实验中所用小球的质量为，图像中a的值接近1N，则本实验的结果说明向心力大小与速度的二次方______选填“成正比”或“不成正比”。 14.物理探究小组把锌片和铜片插入新鲜的柠檬中，得到可以产生微弱电流的水果电池，粗测其电动势约为，短路电流约为50mA。要测量该“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器： A.电压表V：，内阻约 B.电流表A：，内阻 C.定值电阻：阻值 D.滑动变阻器：最大阻值 E.滑动变阻器：最大阻值 F.开关和导线若干 按照提高测量精度的要求，将图甲中所示的器材符号连线，组成测量电路图。 为提高测量精度，需尽量扩大数据测量的范围。滑动变阻器应选用______选填“D”或“E”。 根据获得实验数据：电压表示数为U、电流表示数为I，绘制的图像如图乙所示。该水果电池的电动势为______ V，内阻为______。结果均保留三位有效数字 四、计算题：本大题共4小题，共46分。 15.如图所示，两个器壁可导热的容器A、B容积相等且均不变，之间由不导热的细管C连通，C的容积可忽略。在温度为的室内，向容器中充入一部分气体，达到热平衡后容器内的气体压强为。现将容器A置于温度较高的液体中，使容器A中气体的温度缓慢升高，B仍在温度为的室内，当容器内气体的压强为时，求： 从A进入B中的气体与B中原有气体的质量比； 此时A中气体的温度。 16.如图所示，真空中正三角形玻璃砖CDE边长为，折射率为。分别沿CD、CE的延长线接长度均为的平面镜DA、EB，AB边右侧有垂直于AB边入射、宽度等于AB边长的一束光线。求： 由CD、CE面射出的光线可能的折射角； 能从CD、CE面射出的光线，在AB边入射时的光束宽度。 17.如图所示，平行正对金属板M、N间加有恒定电压，平行边界N、G间距为L，G、H间距为2L，H、I间距为。N、G间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为；G、H间无磁场；H、I间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小可根据需要调节。当初速度为0、比荷为k靠近M板的带正电粒子，经M、N间电压加速后在纸面内从O处的小孔垂直边界N射入匀强磁场，从边界G射出时其速度偏向角为，之后粒子恰好垂直边界I射出，边界足够长，不计粒子重力。 求M、N间加速电压U的大小； 求粒子从射入磁场到从边界I射出的时间； 若调整H、I间的磁感应强度大小，使粒子恰好不从边界I射出，求粒子再次回到边界N时到O点的距离。 18.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧左端固定，右端系一质量为m的小物块C，C在光滑水平台面上。质量也为m的平板A放在光滑水平地面上，左端紧贴平台，A的上表面与台面齐平，质量为2m的小物块B静置于A的左端。现将C向左压缩弹簧，压缩量为，然后由静止释放C，弹簧处于原长时C与B发生弹性正碰，之后B在A上滑动，A与B之间的动摩擦因数为，A与竖直挡板P每次碰撞时A与B均达到相同速度，且A每次与P碰撞后的速率与碰前速率之比相同。已知弹簧始终在弹性限度内，弹性势能的表达式为，x为弹簧的形变量，运动中B未与P相碰且未滑离A，重力加速度大小为g。 求C与B碰后瞬间B的速度大小； 求A与P第一次碰后到第二次碰前B相对于A发生的位移大小； 不考虑B的大小，求平板A的最小长度。 答案和解析 1.【答案】A  【解析】解：根据光子的动量公式可知，波长为的单色光光子动量为：，故A正确； B.根据爱因斯坦光电效应方程可知：， 其中是光电子的最大初动能，是光的频率，是光的波长，W是金属的逸出功，c是光速， 从公式可以看出，光电子的最大初动能与波长不是反比关系，故B错误； C.改用波长为的光后，光的频率降低，光子能量减小，如果光子能量仍然大于金属的逸出功，光电效应仍然会发生，故电流表的示数不一定为零，故C错误； D.将电源的正负极对调后，光电管中的电场方向改变，电场会阻碍光电子从阴极向阳极运动，如果反向电压足够大，达到遏止电压，光电子将无法到达阳极，这种情况电流表的示数会变为零，故D错误； 故选：A。 A.根据光子的动量公式，即可分析判断； B.根据爱因斯坦光电效应方程，即可分析判断； C.结合题意，根据发生光电效应的条件，即可分析判断； D.根据题意，结合遏止电压的特点，即可分析判断。 本题考查爱因斯坦光电效应方程，解题时需注意，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与光的强弱无关。 2.【答案】C  【解析】解：设男同学提桶方向与水平方向的夹角为，女同学提桶方向与水平方向的夹角为，由题知， 如图，对水桶受力分析： 由平衡条件可得：， 由题意可知：， 可得：， 如图，对两同学及水桶的整体受力分析： 由平衡条件可得：， 故C正确，ABD错误， 故选：C。 分别对水桶、两同学及水桶的整体受力分析，由平衡条件分别列式，即可分析判断ABCD正误。 本题主要考查共点力的平衡问题，解答本题时需注意：选准研究对象、做好受力分析、根据共点力的平衡条件确定力与力的关系。 3.【答案】B  【解析】解：因为DUV光刻机光源发出的光波长为193nm，而EUV光刻机光源发出的光波长为，则根据可知，EUV光刻机光源发出的光较DUV光刻机光源发出的光频率高，故A错误； B.因为EUV光刻机光源发出的光较DUV光刻机光源发出的光波长段，且波长越短，衍射现象越不明显，则EUV光更难发生明显的衍射现象，故B正确； C.结合前面分析可知，EUV光刻机光源发出的光较DUV光刻机光源发出的光频率高，则这两种光在光照强度相同的情况下不可以发生干涉现象，故C错误； D.结合前面分析可知，EUV光刻机光源发出的光较DUV光刻机光源发出的光频率高，根据可知，EUV光刻机光源发出的光光子能量较DUV光刻机光源发出的光光子能量大，故D错误； 故选：B。 A.根据光的频率与波长的关系，即可分析判断； B.根据光发生明显衍射的条件，即可分析判断； C.根据光发生干涉的条件，即可分析判断； D.根据光子的能量公式，即可分析判断。 本题考查光发生明显衍射的条件，解题时需注意，光发生衍射是不需要条件的，衍射是光的波动性的表现，任何光都能发生衍射现象，但光发生明显衍射是有条件的：只有当障碍物或孔的尺寸与光波波长相差不多，甚至比光波波长还小时，才会出现明显的衍射现象。 4.【答案】A  【解析】解：运用逆向思维，将列车的运动看作初速度为0的匀加速直线运动，可得第1秒内位移，最后1s通过的位移为，由题可得，解得，故A正确、BCD错误。 故选：A。 根据匀变速直线运动的规律来求解，运用逆向思维，先根据匀变速直线运动的位移时间公式求出第1s和最后1s的位移，再结合已知条件得出位移差d的表达式。 考查对匀变速直线运动规律的理解，运用逆向思维法求解。 5.【答案】D  【解析】解：AB、根据为常数可得，，所以图像的斜率表示CT，从状态a变化到状态b图像的斜率逐渐增大，所以气体的温度不断的升高，理想气体的内能只与温度有关，所以气体的内能增大，故AB错误； C、从状态a变化到状态b的过程中减小，所以气体的体积增大，即气体对外界做功，故C错误； D、由上面的分析可知，物体的温度升高内能增大，根据热力学第一定律可知，所以气体从外界吸热，故D正确。 故选：D。 根据写出图像的函数表达式，据此分析气体的温度变化，根据温度变化分析气体内能的变化，根据气体体积的变化分析气体做功情况，根据热力学第一定律分析气体与外界的热交换情况。 能够根据写出图像的函数表达式是解题的关键，知道气体体积增大，气体对外界做功，气体的内能只与温度有关。 6.【答案】B  【解析】解：A、因为，且两电阻串联，所以电阻两端的电压大小为11V，则变压器的输出电压为，根据变压规律可得：，故A错误； B、根据变压器的变流规律可得副线圈的输出电流为：，所以电阻R1消耗的功率为，故B正确； C、若断开S，电压表示数为副线圈的输出电压33V，故C错误； D、输入电压的最大值为，根据可得，铁芯中磁通量变化率的最大值为，故D错误。 故选：B。 根据电路中电压的分配原则得到副线圈的输出电压，然后根据变压比计算原线圈匝数；根据变流比得到副线圈中的电流，然后根据计算功率；断开S，电压表测量的是副线圈的输出电压；根据输入电压的最大值计算磁通量变化率的最大值。 本题考查了变压器问题中的变流规律和变压规律的应用，能够根据电路特点得到副线圈的输出电压是解题的关键。 7.【答案】B  【解析】解：以物块为研究对象，受力情况如图所示： 同时将重力和向心加速度进行分解，根据牛顿第二定律可得： x轴上： y轴上： 其中： 当摩擦力达到最大时，有： 联立解得最大的角速度为：，故B正确、ACD错误。 故选：B。 以物块为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律结合向心力的计算公式进行解答。 本题主要是考查圆周运动的知识，解答此类问题的关键是能够对物体进行受力分析，确定哪些力的合力或哪个力的分力提供了向心力，根据向心力的计算公式进行解答。 8.【答案】C  【解析】解：假设月球在环月椭圆轨道上运动至B时的速度大小为v，已知C点在月球表面附近，因此C点距球心的距离为R，又已知B点距球心的距离为4R，半长轴为a，根据几何关系可知，由题可知飞行器绕椭圆轨道运动至B点时，轨道能为，引力势能为，飞行器在B点时的动能为，且根据机械能守恒还可得，联立以上各式可得，，故ABD错误，C正确。 故选：C。 飞行器在环月椭圆轨道时，根据轨道能和引力势能的大小可求出动能大小，进而可得速度打下。 本题需要利用天体运动中的机械能变化相关知识以解决此类问题。 9.【答案】BD  【解析】解：AB、设振幅为A，波长为。根据题图可得此时刻的波形图像的表达式为： 根据题意：位于和处的质点M、N离开平衡位置的位移均为，可得： 根据波形图可知： 联立解得：，，故A错误，B正确； CD、此时刻的波形图如下图所示： 已知经后质点M位于处，质点N回到处。 若波向方向传播，根据波形的平移，可得传播的最小距离为 可得内传播距离满足： 波速为：，解得：，、1、2…… 周期：，、1、2…… 若波向方向传播，根据波形的平移，可得传播的最小距离为 可得内传播距离满足：，波速为： 解得：，、1、2…… 周期：，、1、2…… 可得：周期不可能为，波速可能为，故C错误，D正确。 故选：BD。 根据题图可得此时刻的波形图像的表达式，根据题意，结合数学知识求解振幅与波长；依据题意，根据波向右和向左传播进行讨论，利用波形的平移求解波速，根据波速、波长、周期的关系求解周期。 本题考查了简谐运动与机械波的传播相关问题，掌握质点的简谐运动与机械波的传播的关联与区别，掌握利用波形的平移处理问题。 10.【答案】AC  【解析】解：设石头抛出点速度为v，此时水平分速度为，竖直分速度为；从抛出点到最高点竖直距离为y，水平距离为x 因为杆转到与水平方向的夹角为时，杆被迅速止动，且O高出地面1m，OM的长度约2m 则，， 水平方向上有： 联立求得：， 故A正确，B错误 初速度： 抛出时的动能： 联立解得： 故C正确，D错误 故选：AC。 1、计算运动时间：先确定石球抛出点与击中位置的高度差，在竖直方向上，石球做竖直上抛运动，利用竖直上抛位移公式建立方程。同时结合水平方向匀速直线运动的位移公式，由于抛出角度为，水平和竖直初速度相等，联立方程求出运动时间。 2、计算抛出时的动能：根据水平方向的位移和运动时间求出水平初速度，再由抛出角度得出竖直初速度，进而求出合初速度，最后根据动能公式计算出石球被抛出时的动能。 全面考查了运动的合成与分解、平抛斜抛运动规律以及动能计算等知识点，要求学生综合运用多个物理概念和公式解题，有助于学生深化对力学知识体系的理解和掌握。 11.【答案】AD  【解析】解：A、根据等量异种电荷的电场特点可知，F点和I点的电场强度大小相等，所以滑块经过F点和I点时受到的电场力大小相等，故A正确； B、N点距离最近，所以再斜面FG上，N点的电势最低，滑块再下滑过程中，所在位置的电势先降低后升高，滑块带负电，所以滑块的电势能先增加后减小，故B错误； C、根据等量异种电荷电场的特点可知，F点和I点的电势相等，设滑块经过I点的速度大小为v，滑块的质量为m，根据几何关系可得，根据动能定理有，解得，故C错误； D、在斜面上N点的场强最大，方向沿HN方向指向M，根据滑块的受力可知，滑块在经过N点时对斜面的压力最大，等于重力垂直于斜面方向的分力与电场力之和，故D正确。 故选：AD。 根据等量异种电荷的电场特点比较场强的大小；根据电势的变化分析；根据动能定理计算；根据滑块的受力分析。 掌握等量异种电荷电场的特点是解题的基础。 12.【答案】BC  【解析】解：A、根据右手定则可知，线框进入和离开磁场过程中感应电流的方向相反，故A错误； B、当线框cd边滑到磁场区Ⅱ右边界时恰好停止运动，取向右为正方向，全过程根据动量定理可得： 即：，其中： 解得：，故B正确； C、设线框滑过磁场区Ⅰ后的速度为v，取向右为正方向，根据动量定理可得： 即，其中，则： 线框cd边滑到磁场区Ⅱ右边界时恰好停止运动，同理可得： 解得： 线框滑过磁场区Ⅰ过程产生的热量： 线框滑过磁场区Ⅱ过程产生的热量； 故线框滑过磁场区Ⅰ和磁场区Ⅱ过程产生的热量之比为3：1，故C正确； D、线框滑过磁场区Ⅰ的过程中，a、b两点间电压的最小值为：，故D错误。 故选：BC。 根据右手定则判断电流方向；全过程根据动量定理求解磁感应强度大小；根据动量定理求解线框滑过磁场区Ⅰ后的速度，根据功能关系求解线框滑过磁场区Ⅰ和磁场区Ⅱ过程产生的热量之比；根据闭合电路欧姆定律求解电压。 对于安培力作用下导体棒、线圈的运动问题，如果涉及电荷量、求位移、速度等问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。 13.【答案】    成正比  【解析】解：在极短时间内，物体的瞬时速度等于该过程的平均速度，则 在最低点的位置，根据牛顿第二定律可得 联立解得 根据图像的斜率与截距可知， 解得， 实验中所用小球的质量为，图像中a的值接近1N，满足，则本实验的结果说明向心力大小与速度的二次方成正比。 故答案为：；；；成正比 根据运动学公式得出速度的表达式； 结合牛顿第二定律得出F的表达式并完成分析。 本题主要考查了圆周运动的相关实验，熟悉运动学公式的应用，结合牛顿第二定律和图像的物理意义即可完成分析。 14.【答案】E      【解析】解：电流表量程太小，可以把电流表与定值电阻并联改装成电流表测电流，由于水果电池内阻较大且电流表内阻已知，相对于电源来说电流表可以采用内接法，实验电路图如图所示 水果电池内阻较大，为测多组实验数据扩大数据测量的范围，滑动变阻器应选择E。 改装后电流表内阻 电流表内阻是定值电阻的阻值的9倍，则流过定值电阻的电流是流过电流表电流的9倍， 电流表读数为I时，流过电池的电流为10I，根据图示电路图，由闭合电路的欧姆定律得： 由图乙所示图像可知，电池电动势，图像斜率的绝对值，代入数据解得，电池内阻 故答案为：电路图如图所示；；；。 根据实验器材与实验原理完成实验电路图。 根据实验器材与实验要求选择滑动变阻器。 应用闭合电路的欧姆定律求出图像的函数解析式，根据图示图像求出电池电动势与内阻。 理解实验原理是解题的前提，应用闭合电路的欧姆定律求出图像的函数解析式，根据图示图像即可解题。 15.【答案】解：设A、B容积为，当容器内气体的压强为时，设原来B容器中气体的总体积为，因为B容器的温度不变，根据玻意耳定律有 进入B中的气体密度是均匀的，所以质量之比即为它们的体积之比，则从A进入B中的气体与B中原有气体的质量比为 解得 由得出，，其中R为常数，n为物质的量，M为气体相对分子质量，m为A、B容器中原有的质量，此处为同一气体是常量。 对A在未升温时有 对A升温后有，为此时A的温度 解得 答：从A进入B中的气体与B中原有气体的质量比为； 此时A中气体的温度为。  【解析】对B中的气体根据玻意耳定律分析即可； 根据计算。 能够找准研究对象是解题的关键，知道研究对象的初末状态参量是解题的基础。 16.【答案】解：①根据反射定律，结合角度关系，可知入射光经过平面镜后的反射情况如图所示： 由几何关系可知，入射角为，根据反射定律，反射角为； 若AD中点为F，射入F点的光，恰好打到E点，由入射光线的角度可知恰好返回至F； 从AF区域内入射的光，由图可知，光会返回入射点，不能从玻璃砖的CD、CE边射出； ②由几何关系可知入射到DF之间的光，入射角为，反射角为； 由几何关系可知，入射到DE边的光，发生折射时，入射角为，根据折射定律和折射率：，可得折射角， 在玻璃砖内部，由几何关系可知，其打到CE边上的光，入射角为，反射角：，折射角满足：， 解得：，结合图形可知从CD边射出的光垂直面射出，即从CE边射出时，折射角为，从CD边射出时，折射角为； ③直接射入DE面的光，垂直入射DE边，则不改变传播方向，在玻璃砖内部入射角为，反射角为，根据几何关系，可知反射光垂直于CE边射出，即折射角为； 综上从CD边射出的的光的折射角可能值为：；从CE边射出光的折射角可能值为：、； 根据对称性可知从下半侧射入的光，在CD边射出时，光的折射角可能值为：、；从CE边射出光的可能值为； 即从两边射出的光的折射角为：、； 根据光的反射、折射定律，结合图形的对称性，即可计算能从玻璃砖射出的光，若能从玻璃砖射出，需要在靠近玻璃砖一侧，在平面镜的左半侧射入， 由几何关系可知，光束宽度为：。 答：可能的折射角为、； 在AB边入射时的光束宽度为。  【解析】根据反射定律，结合角度关系，可知入射光经过平面镜后的反射角，分析是否能从玻璃砖射出；由几何关系可知反射光到DE面上的光的入射角，根据折射定律和折射率，可计算经过折射进入玻璃砖，再折射出玻璃砖的角度；直接射入DE面的光，根据反射定律、折射定律和折射率，即可计算其折射角的可能值； 根据光的反射、折射定律，结合图形的对称性，即可计算能从玻璃砖射出的光，从AB边入射时的光束宽度。 本题考查光的折射问题，关键是利用正三角形的特点，找到特殊点处的光的反射角和折射角。 17.【答案】解：由题意可知，粒子从NG边界磁场内运动时的射入、射出时的速度方向如图： 由几何关系，可知粒子在NG间做圆周运动的半径满足：， 由洛伦兹力提供向心力：，可得粒子的速度为：，解得：； 粒子在电场中，由动能定理：，可得MN间的加速电压为：； 粒子在NG之间运动时，由圆周运动特点，可得该段运动时间为：； 粒子在GH间运动时，由直线运动特点，可得该段时间为：； 粒子在HI间运动时，由粒子恰好垂直边界I射出，结合圆周运动特点：， 由几何关系，即可得粒子在该段运动时间为：； 综合三段运动时间，即可知粒子从射入磁场，到从边界I射出的时间为：，解得：； 由粒子恰好不从边界I射出，如图所示： 结合几何关系，可知粒子的轨迹半径满足：； 结合几何关系的对称性，即可知粒子回到边界N时到O点的距离满足：，其中：，，， 解得：。 答：间加速电压大小为； 粒子从射入磁场到从边界I射出的时间为； 粒子在此回到边界N时，到O点的距离为。  【解析】由粒子从NG边界磁场内运动时的射入射出时的速度方向，可结合几何关系求解粒子圆周运动的半径，由洛伦兹力提供向心力，可计算粒子的速度；粒子在电场中，由动能定理，可计算MN间的加速电压； 粒子在NG之间运动时，由圆周运动特点，可计算该段运动时间；粒子在GH间运动时，由直线运动特点，可计算该段时间；粒子在HI间运动时，由粒子恰好垂直边界I射出，结合圆周运动特点、洛伦兹力提供向心力、几何关系，即可计算粒子在该段运动时间；综合三段运动时间，即可知粒子从射入磁场，到从边界I射出的时间； 由粒子恰好不从边界I射出，结合几何关系，可知粒子的轨迹半径；结合几何关系的对称性，即可计算粒子回到边界N时到O点的距离。 本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，关键是理解临界条件：如粒子恰好不从边界射出、粒子恰好垂直磁场边界。 18.【答案】解：以下解答均以水平向右为正方向。 由题意：静止释放C后弹簧恢复原长时C与B发生碰撞。设C与B碰前瞬间C的速度大小为，C与B碰后瞬间B的速度大小为，C的速度大小为。根据弹性势能的表达式，由机械能守恒定律可得： C与B发生弹性正碰，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得： 联立解得：， 设B与A第一次共速时的速度大小为，根据动量守恒定律得： ，解得： 由题意可得A与P第一次碰后瞬间的速度大小为，方向向左。 设B与A第二次共速时的速度大小为，根据动量守恒定律得： ，解得： A与P第一次碰后到第二次碰前B相对于A发生的位移大小为，根据能量守恒定律得： 解得： 根据的解答可得A与P第一次碰撞A损失的动能为： A与P第二次碰撞A损失的动能为： 设B与A第三次共速时的速度大小为，同理可得： ，解得： A与P第三次碰撞A损失的动能为： 以此类推，归纳可得B与A第n次共速时的速度大小为： ，、2、3…… A与P第n次碰撞A损失的动能为： A与P碰撞A损失的总动能为： ………… 由等比数列求和的数学知识，n取无穷大时解得： 设平板A的最小长度为L，根据能量守恒定律得： 由可知：， 解得： 答：与B碰后瞬间B的速度大小为； 与P第一次碰后到第二次碰前B相对于A发生的位移大小为； 不考虑B的大小，平板A的最小长度为。  【解析】根据弹性势能的表达式，由机械能守恒定律求得C与B碰前瞬间C的速度大小，C与B发生弹性正碰，根据动量守恒定律与机械能守恒定律求解C与B碰后瞬间B的速度大小； 根据动量守恒定律求B与A第一次和第二次共速时的速度大小，根据能量守恒定律求解A与P第一次碰后到第二次碰前B相对于A发生的位移大小； 根据的解答，归纳总结得到A与P每次碰撞A损失的动能的通项式，应用数学知识求得A与P碰撞A损失的总动能，再根据能量守恒定律与功能关系求解平板A的最小长度。 本题以物块和弹簧间的相互作用、物块与木板间的相互作用、木板与挡板的多次碰撞，考查动量、动能等知识，难度较大。对考生的模型建构能力、运动过程的分析综合能力、数理结合的能力有一定的要求。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$