精品解析：上海市上海交通大学附属中学嘉定分校等三校2025-2026学年高一上学期12月联考物理试题

2025学年高一年级第一学期学情调研 高一物理 （考试时间60分钟，满分100分） （试卷共6页，答题纸1张） 特别提示： 1．本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 2．在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 一、落体运动 落体运动的研究具有重要意义。伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合。 1. 关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A. 自由落体运动的位移与时间成正比 B. 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C. 初速度为零且竖直向下的运动就是自由落体运动 D. 在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同 2. 伽利略从斜面实验外推到自由落体运动的情景如图所示，下列说法符合史实的是（　　） A. 伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加，然后通过斜面实验直接得出 B. 伽利略完成此斜面实验需要斜面尽可能光滑 C. 伽利略采用“冲淡”重力的方法，实质是增大小球的位移，延长小球的运动时间 D. 伽利略发现，改变斜面的倾角，依然成立，斜面的倾角越大，越大 3. 伽利略提出下落的“速度是均匀增加的”之后，猜想可能随时间均匀增加，或者随距离均匀增加，那么伽利略是如何否定“速度随距离均匀增加的”呢?假设物体下落速度随距离均匀增加，即v=kh，k是常数，h是下落距离，依据假设回答下列两个问题。 （1）则在下落过程中，物体的加速度会______（A变大B.变小，C.不变，D.时大时小）； （2）记物体从下落距离为1m到2m的运动时间为T，则物体从m到1m的运动时间为______（A.T，B.0.5T，C.kT，D.T）； ……………………………… 则物体从m到m（为大于1的整数）的运动时间为______（A.T，B.T，C.kT，D.T）；由上述分析可知___________，所以“速度随距离均匀增加”是不可能的。 4. 如图所示，甲突然释放刻度尺，乙迅速夹住，由此判断乙的反应时间。现在尺上贴上间隔0.02s的刻度制成反应时间尺。下列说法正确的是（　　） A. 反应时间尺的“0”刻度位于A处 B. 反应时间尺的刻度疏密均匀 C. 反应时间尺的刻度A处较密 D. 反应时间尺的刻度B处较密 5. 一物体从某一行星表面竖直向上抛出（不计空气阻力）。设抛出时，得到物体上升高度随时间变化的图像如图所示，则该行星表面重力加速度大小为________，物体被抛出时的初速度大小为________m/s。 6. 如图所示，为空心圆管，长度为，为可视为质点的小球，与C在同一竖直线上。之间距离为。时刻，由静止释放圆管。同时小球C从地面以初速度竖直向上抛出。忽略空气阻力，圆管若落地，则立即静止，取。要使小球在圆管落地前从端穿出，至少为________m/s；若，则小球从端进入管中至由端穿出所经过的时间为________s。 二、探究加速度与物体受力的关系 教材中提到：“可以证明，当重物的质量远小于小车的质量时，小车所受拉力F的大小近似等于重物所受重力的大小”，现在我们来尝试证明和修正。 7. 如图所示，钩码质量为m，小车质量为M，忽略绳子的重力与一切摩擦力，重力加速度为g，证明：在M远大于m的情况下，小车所受绳子上的拉力T近似等于mg。 8. 小嘉同学不喜欢这样的近似，所以小嘉同学利用如图所示的装置，来改进探究加速度与物体受力的关系的实验。图中AB为两个光电门，C为固定在凹槽上的挡光片。设挡光片的宽度为d，两光电门间的距离为x。实验时凹槽每次都从同一位置由静止释放，研究对象为凹槽、内部的砝码及钩码组成的系统。 （1）为了尽可能减小实验误差，挡光片的宽度为d应该________（A．尽可能大B.尽可能小C.无影响）。实验前（凹槽中不放钩码），移动小木块，使凹槽能在长木板上匀速运动，这一步操作的目的是________；在右边的方框内画出凹槽匀速运动时的受力示意图___________。 （2）实验中，光电门传感器可以测量挡光片经过光电门AB所用的时间tA、tB，则加速度a的表达式为________。（用、、d、x表示） （3）记录所悬挂钩码的质量，释放凹槽，测出对应的加速度。后逐个将悬挂钩码移到凹槽中，重复实验，则下列能正确反映加速度a与悬挂钩码的重力mg之间的关系的是（ ） A．B．C．D． （4）按上述方案进行实验，________（A．需要　B.不需要）凹槽（包括内部的砝码）的总质量远大于右边钩码的质量；________（A．需要　B.不需要）每次释放凹槽的位置相同。 三、粘滑现象 粘滑现象（Stick-SlipPhenomenon）是一种常见的物理现象，指两个接触表面在相对运动过程中，先因静摩擦力作用“粘”在一起，随着外力逐渐增大超过最大静摩擦力后，又突然发生相对滑动，由于滑动动摩擦力小于最大静摩擦力，使得表面受力与运动状态反复交替的现象。生活中的“胶带撕裂时的声响”、篮球鞋在地板上急停时的“吱吱声”、粉笔在黑板上书写时的断续痕迹，本质都是粘滑现象的体现。 下面我们建立模型描述这一现象，初态静止质量为m的物块与地面间的最大静摩擦因数为、动摩擦因数为，劲度系数为k的理想轻质弹簧一端固定在物块上，有水平外力F作用在弹簧另一端的A点上。 9. “粘”的状态：外力F随着时间缓慢增大，物块保持静止。 （1）下列关于物体的受力描述正确的是（ ） A弹簧弹力与物块所受摩擦力是一对相互作用力 B.物块所受的水平弹力是由弹簧形变产生的 C.弹簧对物块的力与物块对弹簧的力性质不同 D.物块的重力与物块对地面的压力是一对平衡力 （2）在外拉力缓慢增大的过程中，静摩擦力f与支持力N、弹簧形变量x之间的关系图像，正确的是（ ） 10. “滑”的状态：随着外力F缓慢增大，某时刻物块突然开始向左滑动，滑动后弹簧的A点固定不动。 （1）（计算）物体刚开始滑动时加速度大小。（ ） （2）定性描述物体向左做何种运动。（ ） （3）画出物体向左运动过程中的v-t图像。（ ） （4）物体向左运动的最大速度为v，物体从开始运动到速度最大时的位移大小为（ ） A B. C. D. E. F. （5）物体向左运动的最大速度为v，物体从开始运动到速度最大时的运动时间为（ ） A. B. C. D. 四、古老的牧羊人跳 11. 在西班牙加那利群岛的崎岖山地，牧羊人会使用一根长木质撑杆进行Shepherd'sjump（牧羊人跳）以跨越陡峭崖壁。我们将该过程简化为物块与杆在竖直方向的运动，如图乙，质量m=70kg的物块套在M=5kg的长杆上，距长杆下端的长度L=2m。初始时，物块距离地面的高度为H（H未知），物块与长杆由静止开始自由下落，长杆碰到地面后保持静止（插入地面长度可忽略）；物块继续向下运动，受到杆的阻力f=1050N。为保证安全，物块到达地面时速度应小于v=4m/s。重力加速度大小取g=10m/s2。 （1）求长杆碰到地面后保持静止后，对地面的压力N大小； （2）物块能安全下落的最大高度H。 五、光镊 光照射到物体表面时会产生压力，称为光压。光镊技术就是用一束高度汇聚的激光形成辐射压力，在基本不影响周围环境的情况下对捕获物进行亚接触、无损活体的操作，如同“隔空取物”的光学镊子。 12. 光射到物质界面时会发生反射，如图一束光线对着微球球心入射后被原路反射回来。 （1）光束被微球反射的过程中，其速度变化量的方向为：________（A．向上，B．向下）；速度变化量的大小为：________（光速大小为c）；光束的运动状态变化是因为：________（A．受到了微球的作用力，B．受到了自身的作用力，C．光的运动状态变化不需要作用力） （2）（多选）微球在光束作用和地球重力作用下保持静止，下列说法正确的是（ ） A．微球所受的重力的反作用力的受力对象是地球 B．若在空间站中进行这个实验，微球也将保持静止 C．若在月球上进行这个实验，微球也将在同样的光束作用和重力作用下保持静止 D．若改变光束的入射方向，微球无法继续保持静止 13. 光射达物质界面时也会发生偏折，传播方向发生变化。如图，一束光线从射入介质微球的A点，两次偏折后从B点射出，以下的分析均不考虑光束的反射。 （1）光束经过微球的过程中（从A点入射到从B点出射），其速度变化量的方向为：________（A．由A点指向B点，B．与AB连线垂直，）；速度变化量的大小为：________（光速大小c和图中的θ、α、β均为已知）；对微球产生的光压方向为：________（A．指向B，B．指向A，C．垂直AB向上，D．垂直AB向下）；若认为光束的等效质量为m，穿过微球的时间为t，对微球产生的光压大小为：________。 （2）可以将两束相同的光同时对称的射入微球，相当于镊子的两个臂，产生对称的压力，从而稳定捕捉微球。如图，对称的入射光a、b射入微球甲，c、d射入微球乙，入射方向关于中心线对称，则两球所受合力的方向（ ） A．两球所受合力均向上 B．两球所受合力均向下 C．甲球受合力向下，乙球受合力向上 D．甲球受合力向上，乙球受合力向下 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年高一年级第一学期学情调研 高一物理 （考试时间60分钟，满分100分） （试卷共6页，答题纸1张） 特别提示： 1．本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 2．在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 一、落体运动 落体运动的研究具有重要意义。伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合。 1. 关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A. 自由落体运动的位移与时间成正比 B. 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C. 初速度为零且竖直向下的运动就是自由落体运动 D. 在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同 2. 伽利略从斜面实验外推到自由落体运动的情景如图所示，下列说法符合史实的是（　　） A. 伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加，然后通过斜面实验直接得出 B. 伽利略完成此斜面实验需要斜面尽可能光滑 C. 伽利略采用“冲淡”重力的方法，实质是增大小球的位移，延长小球的运动时间 D. 伽利略发现，改变斜面的倾角，依然成立，斜面的倾角越大，越大 3. 伽利略提出下落的“速度是均匀增加的”之后，猜想可能随时间均匀增加，或者随距离均匀增加，那么伽利略是如何否定“速度随距离均匀增加的”呢?假设物体下落速度随距离均匀增加，即v=kh，k是常数，h是下落距离，依据假设回答下列两个问题。 （1）则在下落过程中，物体的加速度会______（A变大B.变小，C.不变，D.时大时小）； （2）记物体从下落距离为1m到2m的运动时间为T，则物体从m到1m的运动时间为______（A.T，B.0.5T，C.kT，D.T）； ……………………………… 则物体从m到m（为大于1的整数）的运动时间为______（A.T，B.T，C.kT，D.T）；由上述分析可知___________，所以“速度随距离均匀增加”是不可能的。 4. 如图所示，甲突然释放刻度尺，乙迅速夹住，由此判断乙的反应时间。现在尺上贴上间隔0.02s的刻度制成反应时间尺。下列说法正确的是（　　） A. 反应时间尺的“0”刻度位于A处 B. 反应时间尺的刻度疏密均匀 C. 反应时间尺的刻度A处较密 D. 反应时间尺的刻度B处较密 5. 一物体从某一行星表面竖直向上抛出（不计空气阻力）。设抛出时，得到物体上升高度随时间变化的图像如图所示，则该行星表面重力加速度大小为________，物体被抛出时的初速度大小为________m/s。 6. 如图所示，为空心圆管，长度为，为可视为质点的小球，与C在同一竖直线上。之间距离为。时刻，由静止释放圆管。同时小球C从地面以初速度竖直向上抛出。忽略空气阻力，圆管若落地，则立即静止，取。要使小球在圆管落地前从端穿出，至少为________m/s；若，则小球从端进入管中至由端穿出所经过的时间为________s。 【答案】1. D 2. D 3. ①. A ②. A ③. A ④. 物体从静止开始运动到有限远的位置需要无穷长的时间，与事实不符 4. D 5. ①. 6.4 ②. 16 6. ①. 15 ②. 0.5 【解析】 【1题详解】 A．根据自由落体运动规律有 可知自由落体运动的位移与时间的平方成正比，而非与时间成正比，故A错误； B．加速度等于重力加速度的运动不一定是自由落体运动，如竖直上抛运动，故B错误； C．初速度为零且竖直向下的运动，若受空气阻力等其他力，也不是自由落体运动（自由落体是只受重力的运动），故C错误； D．自由落体运动的加速度为重力加速度g，与质量无关，不同质量的物体运动规律（位移、速度公式）相同，故D正确。 故选D。 【2题详解】 A．伽利略通过斜面实验无法直接测量速度，而是通过“位移与时间平方成正比”间接推导，故A错误； B．伽利略的斜面实验不需要斜面绝对光滑，只需阻力足够小、可忽略即可，故B错误； C．“冲淡” 重力的方法，是通过减小斜面倾角，减小小球的加速度，从而延长运动时间（便于测量），而非增大小球位移，故C错误； D．伽利略发现，改变斜面倾角，位移仍成立；斜面倾角越大，加速度越大，由 整理得 因此会随倾角增大而增大，故D正确。 故选D。 【3题详解】 [1]根据题意可知加速度 可知下落过程中v增大，故a会变大，故填A。 [2]因为 可知速度随位移均匀增加，故物体从下落距离为1m到2m的过程的平均速度 则有 物体从到1m的过程平均速度 则有 联立解得，故填A。 [3]物体从到过程的平均速度 则有 联立解得，故填A。 [4]由上述分析可知物体从静止开始运动到有限远的位置需要无穷长的时间，与事实不符。 【4题详解】 A．反应时间为零指的是甲一释放刻度尺，乙就夹住，刻度尺并未下落，故反应时间尺的“0”刻度位于B处，故A错误； BCD．做匀加速直线运动的物体，相同时间内的位移逐渐增大，即随着刻度尺的下落，每隔相同的时间位移逐渐增大，可知反应时间尺的刻度疏密不均匀，且反应时间尺的刻度B处较密，A处较疏，故BC错误，D正确。 故选D。 【5题详解】 [1]对称性可知，物体到达最高点用时t=2.5s，逆向思维法可知 解得该行星表面重力加速度大小 [2]物体被抛出时的初速度大小为 【6题详解】 [1]根据 可知圆管落地时间 要使小球C在圆管AB落地前从B端穿出，需满足 联立解得 故要使小球C在圆管AB落地前从B端穿出，则至少为15m/s。 [2]设小球C抛出到与A端相遇用时为，则有 解得 设小球C抛出到与B端相遇用时为，则有 解得 则小球C从A端进入管中至由B端穿出所经过的用时 二、探究加速度与物体受力的关系 教材中提到：“可以证明，当重物的质量远小于小车的质量时，小车所受拉力F的大小近似等于重物所受重力的大小”，现在我们来尝试证明和修正。 7. 如图所示，钩码质量为m，小车质量为M，忽略绳子的重力与一切摩擦力，重力加速度为g，证明：在M远大于m的情况下，小车所受绳子上的拉力T近似等于mg。 8. 小嘉同学不喜欢这样的近似，所以小嘉同学利用如图所示的装置，来改进探究加速度与物体受力的关系的实验。图中AB为两个光电门，C为固定在凹槽上的挡光片。设挡光片的宽度为d，两光电门间的距离为x。实验时凹槽每次都从同一位置由静止释放，研究对象为凹槽、内部的砝码及钩码组成的系统。 （1）为了尽可能减小实验误差，挡光片的宽度为d应该________（A．尽可能大B.尽可能小C.无影响）。实验前（凹槽中不放钩码），移动小木块，使凹槽能在长木板上匀速运动，这一步操作的目的是________；在右边的方框内画出凹槽匀速运动时的受力示意图___________。 （2）实验中，光电门传感器可以测量挡光片经过光电门AB所用的时间tA、tB，则加速度a的表达式为________。（用、、d、x表示） （3）记录所悬挂钩码的质量，释放凹槽，测出对应的加速度。后逐个将悬挂钩码移到凹槽中，重复实验，则下列能正确反映加速度a与悬挂钩码的重力mg之间的关系的是（ ） A．B．C．D． （4）按上述方案进行实验，________（A．需要　B.不需要）凹槽（包括内部的砝码）的总质量远大于右边钩码的质量；________（A．需要　B.不需要）每次释放凹槽的位置相同。 【答案】7. 运动过程中，设小车加速度大小为a，根据牛顿第二定律，对小车、钩码分别有， 联立解得 可知当M远大于m的情况下，小车所受绳子上的拉力T近似等于mg。 8. ①. B ②. 平衡摩擦力 ③. ④. ⑤. C ⑥. B ⑦. B 【解析】 【7题详解】 略； 【8题详解】 [1]挡光片宽度越小，通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，误差越小，故填B。 [2]实验前（凹槽中不放钩码），移动小木块，使凹槽能在长木板上匀速运动，目的是平衡摩擦力，确保后续实验中系统合力等于钩码重力。 [3]凹槽匀速运动时，受重力、支持力、摩擦力，凹槽受力如图所示 [4]挡光片经过光电门AB时速度大小分别为 根据 联立解得 [5]实验中研究对象是“凹槽、砝码、钩码” 的系统，所挂的钩码重力mg即为系统的合力，系统总质量M（钩码移到凹槽内，总质量不变），由 可知图像一条为过原点的倾斜直线，可知C选项符合题意。 故选C。 [6][7]根据以上实验原理，可知该实验不需要凹槽（包括内部的砝码）的总质量远大于右边钩码的质量（填B），也不需要从同一位置释放（填B）。 三、粘滑现象 粘滑现象（Stick-SlipPhenomenon）是一种常见的物理现象，指两个接触表面在相对运动过程中，先因静摩擦力作用“粘”在一起，随着外力逐渐增大超过最大静摩擦力后，又突然发生相对滑动，由于滑动动摩擦力小于最大静摩擦力，使得表面受力与运动状态反复交替的现象。生活中的“胶带撕裂时的声响”、篮球鞋在地板上急停时的“吱吱声”、粉笔在黑板上书写时的断续痕迹，本质都是粘滑现象的体现。 下面我们建立模型描述这一现象，初态静止质量为m的物块与地面间的最大静摩擦因数为、动摩擦因数为，劲度系数为k的理想轻质弹簧一端固定在物块上，有水平外力F作用在弹簧另一端的A点上。 9. “粘”的状态：外力F随着时间缓慢增大，物块保持静止。 （1）下列关于物体的受力描述正确的是（ ） A弹簧弹力与物块所受摩擦力是一对相互作用力 B.物块所受的水平弹力是由弹簧形变产生的 C.弹簧对物块的力与物块对弹簧的力性质不同 D.物块的重力与物块对地面的压力是一对平衡力 （2）在外拉力缓慢增大的过程中，静摩擦力f与支持力N、弹簧形变量x之间的关系图像，正确的是（ ） 10. “滑”的状态：随着外力F缓慢增大，某时刻物块突然开始向左滑动，滑动后弹簧的A点固定不动。 （1）（计算）物体刚开始滑动时加速度大小。（ ） （2）定性描述物体向左做何种运动。（ ） （3）画出物体向左运动过程中的v-t图像。（ ） （4）物体向左运动的最大速度为v，物体从开始运动到速度最大时的位移大小为（ ） A B. C. D. E. F. （5）物体向左运动的最大速度为v，物体从开始运动到速度最大时的运动时间为（ ） A. B. C. D. 【答案】9. ①. B ②. BC 10. ①. ②. 先是加速度减小的加速运动，后是加速度增大的减速运动，直到停止。 ③. ④. C ⑤. C 【解析】 【9题详解】 [1]A．弹簧弹力与物块所受摩擦力是一对平衡力，A错误； B．物块所受的水平方向弹力是由弹簧提供的，来源于弹簧的形变，B正确； C．弹簧对物块的力与物块对弹簧的力都是弹力，力的性质相同，C错误； D．物块的重力与物块对地面的压力作用在两个物体上，不是平衡力，D错误。 故选B。 [2] AB．在拉力缓慢增大的过程中，静摩擦力的大小始终与外力等大反向，与支持力N无关，A错误，B正确； CD．静摩擦力与弹簧弹力大小相同，弹簧的弹力与弹簧形变量x成正比，所以在静摩擦力的大小也与弹簧形变量x成正比，C 正确，D错误。 故选BC。 【10题详解】 [1] 刚开始滑动时弹簧对物体的拉力为最大静摩擦力，根据牛顿第二定律 解得 [2]开始运动后，第一阶段：弹簧弹力减小，滑动摩擦力不变，加速度减小，当弹力等于摩擦力时，速度有最大值。第二阶段，弹力断继续减小，小于滑动摩擦力，物体开始减速，加速度增大，直至停止运动。 [3]根据前一小问的运动过程分析画图，先是加速度减小的加速运动，图像的斜率减小，后是加速度增大的减速运动，对应图像的斜率绝对值增大。 [4]开始运动时，弹力等于最大静摩擦力，设弹簧形变量为， 当物体速度最大时，弹力等于滑动摩擦力，设弹簧形变量为， 此过程中物体的位移 解得 故选C。 [5] 物块滑动后，弹簧 A 点固定，物块在弹簧弹力和滑动摩擦力作用下做简谐运动（平衡位置为合力为零的位置）。简谐运动的周期 物块从开始滑动（最大形变量处）运动到平衡位置时，速度最大（简谐运动中平衡位置速度最大）。此过程对应的时间是简谐运动的​ 周期。 即 ​​ 故选C。 四、古老的牧羊人跳 11. 在西班牙加那利群岛的崎岖山地，牧羊人会使用一根长木质撑杆进行Shepherd'sjump（牧羊人跳）以跨越陡峭崖壁。我们将该过程简化为物块与杆在竖直方向的运动，如图乙，质量m=70kg的物块套在M=5kg的长杆上，距长杆下端的长度L=2m。初始时，物块距离地面的高度为H（H未知），物块与长杆由静止开始自由下落，长杆碰到地面后保持静止（插入地面长度可忽略）；物块继续向下运动，受到杆的阻力f=1050N。为保证安全，物块到达地面时速度应小于v=4m/s。重力加速度大小取g=10m/s2。 （1）求长杆碰到地面后保持静止后，对地面的压力N大小； （2）物块能安全下落的最大高度H。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 长杆碰到地面后，物块继续沿杆向下运动，此时物块受到杆向上的阻力f，根据牛顿第三定律可知，物块给杆向下的阻力与f等大反向，对杆，由平衡条件可知地面给杆的支持力大小 根据牛顿第三定律可知，杆对地面压力大小为。 【小问2详解】 设物块到达地面时速度恰好为v=4m/s，杆接触地面后，物块继续向下运动，对物块有 解得物块加速度大小 设杆接触地面前瞬间速度大小为，则有 解得 对杆和物块自由下落过程有 解得杆和物块自由下落高度 则物块能安全下落的最大高度 五、光镊 光照射到物体表面时会产生压力，称为光压。光镊技术就是用一束高度汇聚的激光形成辐射压力，在基本不影响周围环境的情况下对捕获物进行亚接触、无损活体的操作，如同“隔空取物”的光学镊子。 12. 光射到物质界面时会发生反射，如图一束光线对着微球球心入射后被原路反射回来。 （1）光束被微球反射的过程中，其速度变化量的方向为：________（A．向上，B．向下）；速度变化量的大小为：________（光速大小为c）；光束的运动状态变化是因为：________（A．受到了微球的作用力，B．受到了自身的作用力，C．光的运动状态变化不需要作用力） （2）（多选）微球在光束作用和地球重力作用下保持静止，下列说法正确的是（ ） A．微球所受的重力的反作用力的受力对象是地球 B．若在空间站中进行这个实验，微球也将保持静止 C．若在月球上进行这个实验，微球也将在同样的光束作用和重力作用下保持静止 D．若改变光束的入射方向，微球无法继续保持静止 13. 光射达物质界面时也会发生偏折，传播方向发生变化。如图，一束光线从射入介质微球的A点，两次偏折后从B点射出，以下的分析均不考虑光束的反射。 （1）光束经过微球的过程中（从A点入射到从B点出射），其速度变化量的方向为：________（A．由A点指向B点，B．与AB连线垂直，）；速度变化量的大小为：________（光速大小c和图中的θ、α、β均为已知）；对微球产生的光压方向为：________（A．指向B，B．指向A，C．垂直AB向上，D．垂直AB向下）；若认为光束的等效质量为m，穿过微球的时间为t，对微球产生的光压大小为：________。 （2）可以将两束相同的光同时对称的射入微球，相当于镊子的两个臂，产生对称的压力，从而稳定捕捉微球。如图，对称的入射光a、b射入微球甲，c、d射入微球乙，入射方向关于中心线对称，则两球所受合力的方向（ ） A．两球所受合力均向上 B．两球所受合力均向下 C．甲球受合力向下，乙球受合力向上 D．甲球受合力向上，乙球受合力向下 【答案】12. ①. B ②. 2c ③. A ④. AD 13. ①. B ②. ③. C ④. ⑤. D 【解析】 【12题详解】 [1] [2]设向上为正方向，光束被微球反射的过程中，其速度变化量 负号表示与规定正方向相反，即速度变化量的方向为向下。速度变化量的大小为： [3] 光束的运动状态变化是因为受到了微球的作用力。 故选A。 [4] A．微球所受的重力的反作用力是微球对地球的吸引力，故微球所受的重力的反作用力受力对象是地球，故A正确； B．若在空间站中进行这个实验，微球处于完全失重状态，微球受到光的作用力将不能保持静止；，故B错误； C．若在月球上进行这个实验，微球在月球所受重力将变小，故微球在同样的光束作用和重力作用下不能保持静止，故C错误； D．若改变光束的入射方向，光束对微球的作用力不在竖直向上，无法与微球的重力平衡，故微球无法继续保持静止，故D正确。 故选AD。 【13题详解】 [1] 光束经过微球的过程中（从A点入射到从B点出射），其速度变化量如图所示 由几何关系可知速度变化量的方向与AB连线垂直。 故选B。 [2] 由几何关系可得， 即 得 [3] 光束在经过微球的过程中，速度变化量的方向与AB连线垂直向下，则动量变化量的方向也与AB连线垂直向下。由动量定理可得，光束受到微球的作用力与AB连线垂直向下。由牛顿第三定律可得，对微球产生的光压方向为与AB连线垂直向上。 故选C。 [4] 若认为光束的等效质量为m，穿过微球的时间为t，光束受到的作用力 由牛顿第三定律，对微球产生的光压大小为： [5]做出两束对称光束分别经过微球甲乙后动量的变化量，以及根据平行四边形定则做出动量变化量的合动量，如图所示 根据动量定理可知，微球甲对光束的合力竖直向下，微球乙对光束的合力竖直向上，根据牛顿第三定律可知，光束对甲球的合力竖直向上，光束对乙球的合力竖直向下。 故选D。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $