精品解析：湖南省常德市临澧县第一中学2024-2025学年高二下学期入学考试物理试题

2025年上学期入学考试高二物理考试试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（本大题共10个小题，共44分。1~6题为单选，每题4分，7~10题为多选，每题5分。全部选对的得5分，少选得3分，错选得0分。） 1. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A 1.6×102 kg B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg 2. 某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图中所示电路图连接电路。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机。屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。他想进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I-t曲线。已知电源两端的电压保持不变，关于新的I-t曲线，下列说法中正确的是（　　） A. 曲线与纵轴交点的位置将向下移动 B. 曲线与横轴交点的位置将向左移动 C. 曲线与坐标轴所围面积将增大 D. 曲线与坐标轴所围面积将减小 3. 图甲为平行放置的带等量异种电荷的绝缘环，一不计重力的带正电粒子以初速度从远离两环的地方（可看成无穷远）沿两环轴线飞向圆环，恰好可以穿越两环。已知两环轴线上的电势分布如图乙所示，若仅将带电粒子的初速度改为，其他条件不变，则带电粒子飞过两环过程中的最小速度与最大速度之比为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示是一列简谐横波在时的波形图，质点P的平衡位置位于处，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播 B. 质点Q的振动方程为 C. 0.1~1.1s内，质点P的路程为30cm D. 再经过0.3s质点P运动至处 5. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 B. 图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小 C. 图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D. 图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样 6. 如图所示，图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子在M点的动能大于在N点的动能 C. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 7. 在如图所示的电路中，闭合电键后小灯泡正常发光，当滑动变阻器R3的滑动触头P向上滑动时（　　） A. 小灯泡变亮 B. 电流表示数变大 C. 电源输出功率变大 D. 电源效率变小 8. 一列横波在x轴上传播，在与的两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示。已知其波长大于1cm，下列说法中正确的有（　　） A. 如果位置的质点离波源较近，则其波长为4cm B. 该波的波速可能为0.2cm/s C. 该波的波速可能为 D. 如果位置的质点离波源较近，则其波长可能为 9. 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液黏滞情况，可使用图电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图所示是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图，使血管处于磁感应强度为B的匀强磁场中，测得血管两侧电压为U。已知血管的直径为d，假定血管中各处液体的流速稳定时恒为v，忽略重力影响（　　） A. 血液中的带电粒子只受到洛伦兹力的作用 B. b处电势比a处电势高 C. 当时，流速趋于稳定 D. 血管两侧电压为 10. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，钢板处于平衡状态。一质量也为m的物块从钢板正上方高为h的A处自由落下，与钢板碰撞后粘在一起向下运动后到达最低点B，已知重力加速度为g，空气阻力不计，物块和钢板均可看成质点。下列说法正确的是（　　） A. 从物块下落到一起运动到最低点的过程物块、钢板和弹簧组成的系统机械能守恒 B. 物块下落过程最大速度为 C. 物块和钢板一起运动到最低点B过程中弹簧弹性势能的增加量为 D. 提高A点的下落高度，物块从速度最大处到最低点的时间不变 二、实验题（本题共两个小题，每空2分，共20分） 11. 用单摆测定重力加速度实验装置如图甲所示。 （1）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径______cm。 （2）下面测定单摆振动周期的方法正确的是______。 A. 把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动秒表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停秒表停止计时 B. 以单摆在最大位移处为计时基准位置，用秒表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则 C. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则 D. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则 （3）为了提高实验精度，在实验中可改变摆长l并测出相应的周期T，再以为纵坐标、l为横坐标将所得数据连成直线，如图丙所示，并求得该直线的斜率k。则重力加速度______。（用k表示） （4）某同学测得的g值偏小，可能的一种原因是______。 A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 开始计时时，秒表过迟按下 C. 实验时摆球摆动时间过长引起摆角变小 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 12. 某同学为测量一节干电池的电动势和内阻，准备了以下器材： A.电压表V（量程为3V，内阻约） B.电流表G（量程为10mA，内阻） C.滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为1A） D.滑动变阻器（阻值范围，额定电流为0.02A） E.定值电阻 F.待测干电池、开关与若干导线 （1）为了尽可能精确地测量，同时操作方便，选用的电路是下图中的______，实验中应选用的滑动变阻器为______（选填“”或者“”），实验开始前初始状态滑动变阻器应该滑到______（选填“左边”或者“右边”） A. B. C. D. （2）利用（1）中所选电路进行实验测得数据，以电流表G的读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标，描出如图所示的点，请连线作图。______ 由此可求出电源的电动势______V，电源的内阻______（均保留两位有效数字） 三、计算题。（本题共3个小题，共36分。） 13. 如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A = 30°，∠C = 90°，BC边长为L。一个大光屏MN与BC平行，到BC的距离也是L，三棱镜材料的折射率。一束宽度也为L的平行光平行于AC方向射到三棱镜AB面上。（不考虑AB边上的反射光线） （1）用作图法规范地画出光屏上被照亮的部分，在图上标明必要的数据以及被照亮部分的宽度（不要求写出作图的依据和推理过程）。 （2）将光屏移动到距离BC多远时刚好能消除两个被照亮部分之间阴影区？ 14. 如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的简化模型，为检测该设施的安全性，现让一假人乘坐仿制车模型（均可视为质点）从倾斜滑道的顶端点由静止开始滑下，已知假人和车模的总质量为，倾斜滑道与半径的圆形光滑滑道相切于点。人车模型从点进入圆形滑道后恰好能通过滑道的最高点，圆形滑道在最低点处略有错开，人车模型进入水平轨道后滑上与点等高的质量为的滑槽。滑槽开始时静止在光滑的水平地面上，部分长度为部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道。人车模型与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为，人车模型与滑槽之间的动摩擦因数为，水平轨道长为与的夹角，重力加速度取，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求： （1）人车模型通过圆形轨道最低点处时，轨道对人车模型支持力大小； （2）倾斜轨道的长度； （3）若人车模型始终不脱离滑槽，则人车模型与滑槽段的动摩擦因数的最小值。 15. 相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为v0，质量为m，电量为-e，在AB两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0<k<1，；紧靠B板的偏转电场电压也等于U0，板长为L，两板间距为d，距偏转极板右端处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。 (1)试求在0~kT与kT~T时间内射出B板电子的速度各多大？（结果用U0、e、m表示） (2)在0~T时间内，荧光屏上有两个位置会发光，试求这两个发光点之间的距离。（结果用L、d 表示） (3)撤去偏转电场及荧光屏，当k取恰当的数值时，使在0~T时间内通过了电容器B板的所有电子，能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，求k值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年上学期入学考试高二物理考试试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（本大题共10个小题，共44分。1~6题为单选，每题4分，7~10题为多选，每题5分。全部选对的得5分，少选得3分，错选得0分。） 1. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A. 1.6×102 kg B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg 【答案】B 【解析】 【详解】设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B． 2. 某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图中所示电路图连接电路。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机。屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。他想进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I-t曲线。已知电源两端的电压保持不变，关于新的I-t曲线，下列说法中正确的是（　　） A. 曲线与纵轴交点的位置将向下移动 B. 曲线与横轴交点的位置将向左移动 C. 曲线与坐标轴所围面积将增大 D. 曲线与坐标轴所围面积将减小 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．将滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，故A正确； BCD． I-t图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷量，而电容器的带电量：Q=CU；因为C和U都不变，故Q没有变化，所以曲线与坐标轴所围面积不变，由于曲线与纵轴交点的位置将向下移动，所以曲线与横轴交点的位置将向右移动，故BCD错误。 故选A。 3. 图甲为平行放置的带等量异种电荷的绝缘环，一不计重力的带正电粒子以初速度从远离两环的地方（可看成无穷远）沿两环轴线飞向圆环，恰好可以穿越两环。已知两环轴线上的电势分布如图乙所示，若仅将带电粒子的初速度改为，其他条件不变，则带电粒子飞过两环过程中的最小速度与最大速度之比为（　　） A B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】带电粒子在电场中运动时，能量守恒。设粒子的质量为 m，电荷为 q，则其总能量为： 其中 v 是粒子的速度，是电势。 带正电粒子以初速度从远离两环的地方（可看成无穷远）沿两环轴线飞向圆环，则 粒子恰好可以穿越两环，意味着在穿越过程中，粒子的速度最小为零，则 仅将带电粒子的初速度改为，其他条件不变，则粒子穿越过程中 解得 带等量异种电荷的绝缘环轴线上的电势分布图可得， 则 则 故选D。 4. 如图甲所示是一列简谐横波在时的波形图，质点P的平衡位置位于处，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播 B. 质点Q的振动方程为 C. 0.1~1.1s内，质点P路程为30cm D. 再经过0.3s质点P运动至处 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知t=0.1s时，质点P沿y轴正方向振动，根据上下坡法，波沿x轴正方向播，故A错误； B．质点P、Q的相位差 由图乙可知质点P的振动方程为 质点Q的振动方程为 故B正确； C．t=0.1s时，质点P正在向最大位移处运动，在周期内的路程小于一个振幅，在0.1~1.1s内，即周期内，质点P的路程小于五个振幅，即小于30cm，故C错误； D．波传播过程中，质点P在平衡位置（x=5m）附近振动，不会随波迁移，故D错误。 故选B。 5. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 B. 图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小 C. 图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D. 图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，故A错误： B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，故B正确； C．图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C错误； D．图丁的衍射图像中，在阴影部分的中间是一个亮圆斑，这是圆盘衍射的图样，故D正确。 故选BD。 6. 如图所示，图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子在M点的动能大于在N点的动能 C. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，与电场线切线方向相同，则该粒子带正电，故A错误； BD．粒子所受电场力方向大致斜向左下方，粒子从M到N的过程中电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，在M点的动能小于在N点的动能，故B错误，D正确； C．M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小，粒子所受的电场力也较小，故C错误。 故选D。 7. 在如图所示的电路中，闭合电键后小灯泡正常发光，当滑动变阻器R3的滑动触头P向上滑动时（　　） A. 小灯泡变亮 B. 电流表示数变大 C. 电源输出功率变大 D. 电源效率变小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当滑动变阻器R3的滑动触头P向上滑动时，其接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，内电压和R1的电压增大，则并联部分电压减小，故R2和灯泡的支路电流减小，灯泡变暗，A错误； B．干路电流增大，R2和灯泡的支路电流减小，可知R3支路电流增大，电流表示数变大，B正确； C．当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻和内阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化情况，C错误； D．电源效率可表示为 由于外电路电阻减小，故电源效率变小，D正确。 故选BD。 8. 一列横波在x轴上传播，在与的两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示。已知其波长大于1cm，下列说法中正确的有（　　） A. 如果位置的质点离波源较近，则其波长为4cm B. 该波的波速可能为0.2cm/s C. 该波的波速可能为 D. 如果位置的质点离波源较近，则其波长可能为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．如果位置的质点离波源较近，则波向x轴正方向传播，由图可知，两点间距离为 解得 波速为 已知其波长大于1cm，当时，解得， 故A正确，B错误； CD．如果位置的质点离波源较近，则波向x轴负方向传播，由图可知，两点间距离为 解得 波速为 已知其波长大于1cm，当时，解得， 故C正确，D错误。 故选AC。 9. 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液黏滞情况，可使用图电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图所示是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图，使血管处于磁感应强度为B的匀强磁场中，测得血管两侧电压为U。已知血管的直径为d，假定血管中各处液体的流速稳定时恒为v，忽略重力影响（　　） A. 血液中的带电粒子只受到洛伦兹力的作用 B. b处电势比a处电势高 C. 当时，流速趋于稳定 D. 血管两侧电压为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．血液中的带电粒子除了受到洛伦兹力的作用还受到电场力作用，故A错误； B．根据左手定则可知，正电粒子向下偏转，所以b处电势比a处电势高，故B正确； C．当 时，达到平衡，此时 故C错误； D．根据C选项分析可知，血管两侧电压为 故D正确。 故选BD。 10. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，钢板处于平衡状态。一质量也为m的物块从钢板正上方高为h的A处自由落下，与钢板碰撞后粘在一起向下运动后到达最低点B，已知重力加速度为g，空气阻力不计，物块和钢板均可看成质点。下列说法正确的是（　　） A. 从物块下落到一起运动到最低点的过程物块、钢板和弹簧组成的系统机械能守恒 B. 物块下落过程最大速度为 C. 物块和钢板一起运动到最低点B过程中弹簧弹性势能的增加量为 D. 提高A点的下落高度，物块从速度最大处到最低点的时间不变 【答案】CD 【解析】 【详解】A．物块下落与钢板碰撞瞬间是完全非弹性碰撞，因此机械能在碰撞时会有损失，则从物块下落到一起运动到最低点的过程物块、钢板和弹簧组成的系统机械能不守恒。故A错误； C．物块下落h过程，做自由落体运动，则有 物块与钢板碰撞过程，取竖直向下正方向，根据动量守恒定律得 解得碰撞后物块和钢板的共同速度为 根据能量守恒定律，物块和钢板一起运动到最低点B过程中弹簧弹性势能的增加量为 故C正确； B．物块和钢板未碰撞前 碰撞后一起向下加速运动一段时间，当满足物块钢板总重力和弹力大小相等时速度达到最大，此时 最低点时弹性势能的增加量 解得 则根据能量守恒定律可知物块下落过程最大速度符合 方程联立解得 由题意不知与大小关系，因而下落过程中的最大速度不一定为。故B错误； D．当物块速度最大时满足 则物块速度最大的位置即平衡位置是固定不变的，物块从速度最大位置到最低点做简谐振动，振动周期为 此段过程对应时间为，运动时间与在平衡位置的速度大小无关，即提高A点的下落高度，物块从速度最大处到最低点的时间不变，故D正确。 故选CD。 二、实验题（本题共两个小题，每空2分，共20分） 11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。 （1）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径______cm。 （2）下面测定单摆振动周期的方法正确的是______。 A. 把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动秒表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停秒表停止计时 B. 以单摆在最大位移处为计时基准位置，用秒表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则 C. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则 D. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则 （3）为了提高实验精度，在实验中可改变摆长l并测出相应周期T，再以为纵坐标、l为横坐标将所得数据连成直线，如图丙所示，并求得该直线的斜率k。则重力加速度______。（用k表示） （4）某同学测得的g值偏小，可能的一种原因是______。 A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 开始计时时，秒表过迟按下 C. 实验时摆球摆动时间过长引起摆角变小 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 【答案】（1）1.64 （2）D （3） （4）D 【解析】 【小问1详解】 由游标卡尺的读数可知，精确度是0.1mm，则摆球直径为 【小问2详解】 AB．摆角应小于5°，在测量周期时，应在摆球经过最低点开始计时，且测量多次全振动的周期，可以减小误差，故AB错误； C．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则摆球两次经过最低点的时间间隔是半个周期，所以摆球通过最低点作为第1次开始计时到一直数到摆球第n次通过最低点，摆球经过了（n-1）个半个周期，所以单摆的周期 故C错误； D．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则摆球相邻两次同一方向经过最低点的时间即为一个周期，则有 故D正确。 故选D。 【小问3详解】 根据单摆周期公式 变形得 则图线的斜率 解得 【小问4详解】 A．根据单摆周期公式 解得 测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量偏大，根据 可知测得g偏大，故A错误； B．开始计时时，秒表过迟按下，测量的时间t偏小，则周期T偏小，根据 可知测得的g值偏大，故B错误； C．摆角变小，周期不变，根据 可知测得的g值不会受影响，故C错误： D．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，根据 可知测得的g值偏小，故Ｄ正确。 故选D。 12. 某同学为测量一节干电池的电动势和内阻，准备了以下器材： A.电压表V（量程为3V，内阻约） B.电流表G（量程为10mA，内阻） C.滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为1A） D.滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为0.02A） E.定值电阻 F.待测干电池、开关与若干导线 （1）为了尽可能精确地测量，同时操作方便，选用的电路是下图中的______，实验中应选用的滑动变阻器为______（选填“”或者“”），实验开始前初始状态滑动变阻器应该滑到______（选填“左边”或者“右边”） A. B. C. D. （2）利用（1）中所选电路进行实验测得数据，以电流表G的读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标，描出如图所示的点，请连线作图。______ 由此可求出电源的电动势______V，电源的内阻______（均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. C ②. ③. 左边 （2） ①. ②. 1.5 ③. 1.0 【解析】 【小问1详解】 [1]电流表G电流太小，需并联小电阻改装成大量程的电流表，电流表G内阻已知，故可计算出其电压，故电压表可并联在滑动变阻器两端。 故选C。 [2]干电池内阻较小，为使电路中电流较大，并且方便调节，故实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小的。 [3]为了保护电路，实验开始前初始状态滑动变阻器应该滑到左边。 【小问2详解】 [1]作图如下 [2][3]根据闭合电路欧姆定律有 代入题中数据，整理得 结合图中数据可得 解得 三、计算题。（本题共3个小题，共36分。） 13. 如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A = 30°，∠C = 90°，BC边长为L。一个大光屏MN与BC平行，到BC的距离也是L，三棱镜材料的折射率。一束宽度也为L的平行光平行于AC方向射到三棱镜AB面上。（不考虑AB边上的反射光线） （1）用作图法规范地画出光屏上被照亮的部分，在图上标明必要的数据以及被照亮部分的宽度（不要求写出作图的依据和推理过程）。 （2）将光屏移动到距离BC多远时刚好能消除两个被照亮部分之间的阴影区？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）作出光路图如图所示 （说明：要确定上下两部分被照亮区域宽度至少要有4条边界光线，少于4条光线不得分） （2）根据光路图可知，将屏向右移到图中两条边界光线相交处，即能消除两个照亮部分之间的阴影区。由几何知识知移动后屏到BC距离为 14. 如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的简化模型，为检测该设施的安全性，现让一假人乘坐仿制车模型（均可视为质点）从倾斜滑道的顶端点由静止开始滑下，已知假人和车模的总质量为，倾斜滑道与半径的圆形光滑滑道相切于点。人车模型从点进入圆形滑道后恰好能通过滑道的最高点，圆形滑道在最低点处略有错开，人车模型进入水平轨道后滑上与点等高的质量为的滑槽。滑槽开始时静止在光滑的水平地面上，部分长度为部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道。人车模型与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为，人车模型与滑槽之间的动摩擦因数为，水平轨道长为与的夹角，重力加速度取，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求： （1）人车模型通过圆形轨道最低点处时，轨道对人车模型支持力的大小； （2）倾斜轨道的长度； （3）若人车模型始终不脱离滑槽，则人车模型与滑槽段的动摩擦因数的最小值。 【答案】（1） （2） （3）0.15 【解析】 【小问1详解】 人车模型恰好通过轨道的最高点可得 从圆形轨道最高点到点，由动能定理可得 得 在点，由牛顿第二定律可得 【小问2详解】 人车模型从到，由动能定理可得 得 【小问3详解】 人车模型从到，由动能定理 得 对人车模型与滑槽，最终二者共速，由水平方向动量守恒 如果滑到最高点，由能量守恒得 得 如果滑到最高点又滑到处，由能量守恒得 得 因此，若人车模型始终不脱离滑槽，动摩擦因数的最小值是0.15。 15. 相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为v0，质量为m，电量为-e，在AB两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0<k<1，；紧靠B板的偏转电场电压也等于U0，板长为L，两板间距为d，距偏转极板右端处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。 (1)试求在0~kT与kT~T时间内射出B板电子的速度各多大？（结果用U0、e、m表示） (2)在0~T时间内，荧光屏上有两个位置会发光，试求这两个发光点之间的距离。（结果用L、d 表示） (3)撤去偏转电场及荧光屏，当k取恰当的数值时，使在0~T时间内通过了电容器B板的所有电子，能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，求k值。 【答案】(1)，；(2)；(3)0.59 【解析】 【详解】(1)电子经过AB之间的电场加速，设在0~kT时间内通过B板后速度为v1，kT~T时间内通过B板电子的速度v2，据动能定理有 解得 ， (2)电子进入偏转电场后做类平抛运动，在偏转电场中，0~kT时间内射出B板的电子的运动时间 侧移量 解得 电子打在荧光屏上的位置P1到屏中心的距离为Δy1，由几何关系可知 即 在偏转电场中，kT~T时间内射出B板的电子的运动时间 侧移量 解得 电子打在荧光屏上的位置P2到屏中心的距离为Δy2，由几何关系可知 即 两个发光点之间的距离 (3)形成均匀分布的一段电子束，即前后两段电子束的长度相等。 第一段电子束的长度 第二段电子束的长度 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$