2023届山东省泰安市高三年级下册一模物理试题

2023届山东省泰安市高三下学期一模物理试题

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一、单选题

1.在光电效应中，当一定频率的光照射某种金属时，实验得到的遏止电压巴与入射光

的频率u的关系如图所示，其横轴截距为纵轴截距为-A,元电荷电量为J下列说

法正确的是（）

A.遏止电压与入射光的频率成正比B.金属的逸出功为仍

C.金属的截止频率为bD.普朗克常量〃分

2.2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射成功，顺利进入预定轨道，发射任务

取得圆满成功。已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器

后要“升压因此将飞船此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理如图所示，相

通的舱A、B之间装有阀门K,指令舱A中充满气体（视为理想气体），气闸舱B内为

真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到

平衡，则舱内气体（）

A.气体对外做功，内能减小

B.气体分子势能增大，内能增大

C.气体分子单位时间内对单位面积的舱壁碰撞的次数将增多

D.气体分子单位时间内对单位面积的舱壁碰撞的次数将减少

3.利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝

的直径相差很小（约为微米量级），实验装置如图甲所示，工和心是具有标准平面的玻

璃平晶，A。为标准金属丝，直径为A为待测金属丝，直径为。；两者中心间距为

L.实验中用波长为入的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测

得相邻明条纹的间距为"。则以下说法正确的是（）

lllllllll

△L

甲乙

B.\D-D\=^-

A.l^-^ol=-y-0

Lt

2/

C.\D-D|=--D.|Z)—D|=-----

{)2AL“o2AZ,

4.一倾角可改变的光滑斜面固定在水平地面上，现有一质量为的箱子（可看作质点）

在斜面顶端由静止释放，如图所示。斜面底边长度为L,斜面倾角为仇重力加速度为

A.箱子滑到底端时重力的功率己=，〃gsin6/2gLtan。

B.箱子滑到底端时重力的功率〃=mg12gLtan。

C.保持斜面的底边长度Z,不变，改变斜面的倾角仇当。=30。时，箱子从斜面顶端自

由下滑到底端所用的时间最短

D.保持斜面的底边长度L不变，改变斜面的倾角6。当6=60。时，箱子从斜面顶端自

由下滑到底端所用的时间最短

5.我国空间站组合体在2022年9月30日由两舱“一”字构型转变为两舱“L”字构型。”

中国空间站''在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄

的大气，因气体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km,空间站安装有发动机，可

对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行轨道高度为力，经过一段时间轨

道高度下降了△/?（△/?>〃），在这一过程中其机械能损失为已知引力常量为G,地

球质量为例，地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,空间站质量为规定距地

球无限远处为地球引力零势能点，地球附近物体的引力势能可表示为综=-%，其

r

中例为地球质量，机为物体质量，r为物体到地心距离。则下列说法中正确的是（）

试卷第2页，共10页

A.“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的向心加速度大小为正史g

B.“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的线速度大小为"口金

NR+h

c中国空间站，，正常在轨做圆周运动的周期为h”

…GMmGMm

D.“中国空间站”轨道高度下降M时的机械能损失△E=2（R+/LA/Z）_2（/?+〃）

6.气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形

汽缸与椅面固定连接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与汽缸杆之间封

闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。设气体的初始状

态为A,某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态8。然后打开空调，一

段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为C（此过程人的双脚悬空）；

接着人缓慢离开座椅，直到椅子重新达到另一个稳定状态。，室内大气压保持不变，则

气体从状态A到状态。的过程中，关于p、hT的关系图正确的是（）

图甲图乙

7.空间中有一正四面体ABC。，棱长为/。在4个顶点都放置一个电荷量为。的正点电

荷，棱AB、C。的中点分别为E、凡已知无穷远处电势为Oo则下列说法正确的是（）

A.E、F两点电势不同B.E、尸两点电场强度相同

C.E点的电场强度大小为生擎D.E点的电场强度大小为婴

9/221'

8.一根轻质的不可伸长的细线长为L=50cm,两端分别系在水平天花板上间距为

4=40cm的八6两点，有一质量及大小不计的光滑动滑轮c跨在细线上，滑轮通过细

线悬挂重力为G=1N的小球，处于静止状态，小球可视为质点。现对小球施加大小为

)

试卷第4页，共10页

二、多选题

9.家用燃气灶的脉冲点火器工作原理电路如图所示，其电源为一节干电池。将1.5V的

直流电压通过转换器转换为正弦交变电压“=6sinl00m(V),将该交变电压加在理想变

压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值超过12kV时，就

可以放电,利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是()

〃2放电针

A.正常工作时，点火器每秒点火50次

B.正常工作时，点火器每秒点火100次

C.若变压器原、副线圈的匝数之比为1：1500,点火器能正常工作

D.若变压器原、副线圈的匝数之比为1：2200,点火器能正常工作

10.均匀介质中，波源位于。点的简谐横波在xOy水平面内传播，f=0时刻部分质点

的状态如图(a)所示，其中实线AE表示波峰，虚线FG表示相邻的波谷，A处质点的

振动图像如图(b)所示，z轴正方向竖直向上，下列说法正确的是()

(a)(b)

A.该波从A点传播到B点，所需时间为4s

B.f=6s时，8处质点位于波峰

C.f=8s时，C处质点振动速度方向竖直向上

D.f=10s时，。处质点所受回复力方向竖直向下

11.2022年北京冬奥会某滑雪比赛场地简化如图所示，A。为曲线助滑道，OB为倾斜

雪坡，与水平面夹角a=37,运动员某次训练从助滑道的最高点A由静止开始下滑至

起跳点O,若起跳速率为22m/s,方向与水平方向成6=16。，最后落在雪坡上的尸点(图

中未画出。。把运动员视为质点，不计空气阻力，取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,

则（

A.运动员从起跳到达P点运动的时间为4.4s

B.运动员从起跳到达尸点运动的时间为2.2s

C.运动员离开雪坡的最大距离为19.36m

D.运动员离开雪坡的最大距离为116.16m

12.如图所示，两根足够长的平行金属导轨与水平面夹角为。=30，两导轨间距为0.4m,

导轨电阻不计。导轨所在空间被分成足够长的区域I和n,两区域的边界与斜面的交线

为MN,区域I中分布有垂直斜面向下的匀强磁场，区域II中分布有垂直斜面向上的匀

强磁场，两磁场的磁场感应度大小均为B=0.5T。在区域I中，将质量叫=01kg,电

阻4=。」。的金属条帅放在导轨上，油刚好不下滑。然后，在区域n中将质量恤=o.4kg,

电阻4=0.1。的光滑导体棒Cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处

于区域II的磁场中，ab、出始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=lOm/s2,

A.经过足够长的时间后，曲和cd最终以相同的速度运动

B.经过足够长的时间后，必和cd最终以相同大小的加速度运动

C.当cd的速度大小为5m/s时，岫刚要开始滑动

D.当W的速度大小为2.5m/s时，他刚要开始滑动

三、实验题

13.现要通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图（。）所示，实验过程如下:

试卷第6页，共10页

释放装置

小球

（1）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图"）所示，小球直径声mm。

（2）将小球从释放装置由静止释放，调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后。

在下落过程中通过光电门。用刻度尺测出光电门到小球释放点的距离/?,记录小球通过

光电门的遮光时间f,计算小球通过光电门的速度。已知重力加速度为g,在误差允许

范围内，若满足关系式（用字母爪d、八g表示），则认为小球下落过程

中机械能守恒；

（3）小球与橡胶材料碰撞会造成机械能损失。调节光电门位置，使小球下落通过光电

门后，与水平放置的橡胶材料碰撞并反弹再次通过光电门，记录小球第一次和第二次通

过光电门的遮光时间〃和％,已知小球的质量为相，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机

械能损失（用字母机、d、/和q表示）。若适当调高光电门的高度,

将会（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。

14.某实验小组欲将内阻Rg=40。、量程为4=10（）pA的电流表改装成欧姆表，供选择

的器材有;

A.定值电阻用（阻值为14k。）

B.滑动变阻器与（最大阻值为1500。）

C.滑动变阻器&（最大阻值为500。）

D.电阻箱（0~9999.9Q）

E.干电池（E=1.5V,r=2D）

F.红、黑表笔各一只，开关，导线若干

（1）为了保证改装后欧姆表能正常使用，滑动变阻器选（填“R」'或"&。

请用笔画线代替导线将图（a）中的实物连线组成欧姆表。（)

E,r

图(a)

（2）欧姆表改装好后，将红、黑表笔短接进行调零，此时滑动变阻器R接入电路的电

阻应为。；电流表表盘的50RA刻度对应的改装后欧姆表的刻度为

（3）通过计算，对整个表盘进行电阻刻度,如图（b）所示。表盘上c处的电流刻度为

（4）利用改装后的欧姆表进行电阻测量，小组同学发现当被测电阻的阻值为几百欧姆

时;电流表指针偏转角太大，不能进行读数，他们利用电阻箱和开关，对电路进行了改

进，使中值电阻为1500C,如图（c）为他们改进后的电路，图中电阻箱的阻值应调为

C。若用该表测量一阻值为1000C的电阻时，则电流表指针对应的电流是

四、解答题

15.如图所示，ABQ。为某玻璃材料的截面，部分为直角三角形棱镜，4=30。，

08。部分是半径为R的四分之一圆柱状玻璃，。点为圆心。一束单色光从P点与A8成

试卷第8页，共10页

30角斜射入玻璃材料，刚好垂直OA边射出，射出点离。点也R,已知真空中的光速

4

为Co

（1）求该单色光在玻璃材料中发生全反射的临界角的正弦值；

（2）现将该光束绕尸点沿逆时针方向在纸面内转动至水平方向，观察到BO面上有光

线从。点射出（Q点未画出）。求光束在玻璃材料中的传播时间（不考虑圆柱80弧面

部分的发射光线）。

16.如图所示，传送带与水平方向成30角，顺时针匀速转动的速度大小u=8m/s,传

送带长=11.4m,水平面上有一块足够长的木板。质量为〃?=3kg的物块（可视为质

点）以初速度%=4m/s,自A端沿A3方向滑上传送带，在底端B滑上紧靠传送带上表

面的静止木板，木板质量为〃=lkg,不考虑物块冲上木板时碰撞带来的机械能损失。

已知物块与传送带间的动摩擦因数为必=弓，物块与木板间的动摩擦因数为〃2=0-3,

木板与地面间的动摩擦因数为〃3=0」。取重力加速度g=10m/s2,求：

（1）物块从A运动到B点经历的时间/；

（2）物块停止运动时与8点的距离以

17.如图所示，在xoz平面的第二象限内有沿x轴负方向的匀强电场，电场强度的大小

E=10V/m,空间某区域存在轴线平行于z轴的圆柱形磁场区域，磁场方向沿z轴正方

向。一比荷为幺=10'C/kg的带正电粒子从x轴上的P点以速度%射入电场，方向与x

m

轴的夹角＜9=30o该粒子经电场偏转后，由z轴上的。点以垂直于z轴的方向立即进入

磁场区域，经磁场偏转射出后，通过坐标为（0,0.15m,0.2m）的M点（图中未画出），

且速度方向与x轴负方向的夹角“=60,其中OQ=0.2m,不计粒子重力。求：

（1）粒子速度%的大小;

（2）圆柱形磁场区域的最小横截面积S”而（结果保留两位有效数字）；

（3）粒子从P点运动到"点经历的时间r（结果保留三位有效数字）。

18.如图甲所示，在水平地而上固定一光滑的竖直轨道例NP,其中水平轨道MN足够

长，NP为半圆形轨道。一个质量为m的物块B与轻弹簧连接，静止在水平轨道MN上;

物体A向B运动，f=0时刻与弹簧接触，至旷=2/。时与弹簧分离，第一次碰撞结束；A、

B的UT图像如图乙所示。已知在时间内，物体B运动的距离为0.6%%。A、B分

离后，B与静止在水平轨道MN上的物块C发生弹性正碰，此后物块C滑上半圆形竖

直轨道，物块C的质量为"3且在运动过程中始终未离开轨道MNP。已知物块A、B、

C均可视为质点，碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。求：

（1）半圆形竖直轨道半径R满足的条件；

（2）物块A最终运动的速度；

（3）A、B第一次碰撞和第二次碰撞过程中A物体的最大加速度大小之比（弹簧的弹

性势能表达式为其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量）；

（4）第二次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值。

试卷第10页，共10页

参考答案：

I.B

【详解】根据光电效应方程可得电子的最大初动能为

%=〃吁网

根据动能定理可得

-eUc=O-Ekm

联立可得

ee

可知遏止电压与入射光的频率不成正比关系，Ue-v图像的斜率为

—h~—b

ea

解得普朗克常量为

.eb

h=一

4-1/图像的纵轴截距为

-也=-b

解得金属的逸出功为

W()=eb

金属的截止频率为

网eb

%=了=巫=〃

a

故选B。

2.D

【详解】A.打开阀门K后，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以气体不对外做

功，A错误；

B.气体分子间作用力忽略不计，所以气体分子间没有分子势能，又因为系统与外界无热交

换，且气体没有做功现象，则气体的温度不变，所以气体内能不变，B错误；

CD.气体体积变大，温度不变，气体压强减小，所以气体分子单位时间内对单位面积的舱

壁碰撞的次数将减少，C错误，D正确。

答案第1页，共18页

故选D。

3.D

【详解】设标准平面的玻璃晶之间的夹角为仇由空气薄膜的干涉条件可知

ALtan0=—

2

由题设条件，则有

L

联立解得

।012AL

故选D。

4.A

【详解】AB.箱子受到竖直向下的重力垂直于斜面向上的支持力，由动能定理可得

mgLtan。=gmv2

箱子滑到底端时重力的功率为

2=，"gvsin。

解得

己=mgsin2gLtan0

故A正确，B错误；

CD.斜面光滑，保持斜面的底边长度L不变，箱子受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上

的支持力，由牛顿第二定律可得

mgsin0=ma

由匀变速直线运动规律可得

答案第2页，共18页

解得

改变斜面的倾角仇当sin26=l即6=45。时，箱子从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最

短，故CD错误。

故选Ao

5.D

【详解】A.“中国空间站”在轨道上做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有

「Mm

G----r=tna

(R+h)2

物体绕地球表面运行，根据牛顿第二定律有

-Mm

G-^=mg

联立解得“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的向心加速度大小为

R2

a=---------r

(R+h)2

故A错误;

B.根据向心加速度公式

v2

a=--------

R+h

“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的线速度大小为

v=R

R+h

故B错误;

C.根据牛顿第二定律有

2

心Mm4^

G---------=m——(R+h)

(R+h)2T2

"中国空间站”正常在轨做圆周运动的周期为

4/(R+M

T=

GM

故C错误；

D.根据牛顿第二定律有

答案第3页，共18页

「Mmv2

G------7=m--------

(/?+h)2R+h

“中国空间站”正常在轨做圆周运动的速度为

GM

v=

R+h

轨道距地面高度为h时，空间站的动能为

_12GMm

E,.,=—mv=-----------

k,22(R+〃)

轨道距地面高度为力时，空间站的势能为

_GMm

%;

轨道距地面高度为〃时，空间站的机械能为

LLLGM

E.=E..+E.=-------------

1k,p,2(R+»

同理轨道距地面高度为力-M时;空间站的机械能为

「GM

E,=--------------------

2(/?+/!-△/?)

“中国空间站”轨道高度下降A/7时的机械能损失为

_GMmGMm_GMmGMm

~~L-2(R+/Z)-52(R+/L△/?))-2(R+/z-M)-2(R+/z)

故D正确。

故选Do

6.B

【详解】从状态4到状态B过程中，气体等温压缩，体积减小，压强增大，温度不变，从B

到C,气体等压降温，温度降低，体积减小，压强不变，从C到。过程中，气体等温膨胀，

体积变大，压强减小，且。状态的压强恢复为原A状态的压强。

故选B。

7.C

【详解】A.由于E、尸两点分别到四面体各个顶点距离组合完全相同，根据电势的叠加法

则可知E、F两点电势都相同，故A错误；

BCD.由点电荷电场的对称性可知E、F两点电场强度大小相等，但方向不同。根据电场的

叠加法则可知A、8两个电荷在E点产生的合场强为零，C、。两个点电荷在E点产生的电

场强度大小相等，有几何关系可知

LvCfFi=Isin60=2/

答案第4页，共18页

根据点电荷场强公式则有

E=k—义_4kQ

、2

7

E点的合场强为

E合=2Ecos6

根据几何关系可知

2

丸）=如

COS0=7

争一3

联立解得E点的电场强度为

8疯Q

"9/2

故C正确，D错误。

故选C。

8.B

【详解】如图所示，对小球未施加拉力时，设细线与竖直方向夹角为凡如图，施加拉力后,

小球再次平衡时，设重力与水平拉力的合力为G',G'与竖直方向夹角为a,细线与合力G

反向延长线夹角为夕，则

FS

tana=——=——

G3

3

COS6Z=—

4

G'=—N

cosa4

答案第5页，共18页

同时，线段浦在垂直合力G'方向投影的长度

d'=〃8sa=30cm

可得

.c，d'3

sin9=—=—

L5

则小球再次平衡时，有

2Tcose=G

联立解得，。、6间细线的张力为

r=-N

6

故选B,

9.BD

【详解】AB.由题可知交流电的频率为50Hz,正常工作时，每个周期点火2次，因此点火

器每秒点火100次，A错误，B正确；

CD.只要副线圈两端电压的峰值超过12kV,点火器能正常工作，由于

3

%U2m12xl02000

C错误，D正确。

故选BD。

10.ACD

【详解】A.由图。、方可看出，该波的波长、周期分别为2=10m,T=4s,则根据波速公

式

v=—=2.5m/s

T

A、3间距为一个波长，则该波从A点传播到8点，所需时间为

x10.

t=-=——s=4s

v2.5

故A正确；

B.由选项A可知，则该波从A点传播到8点，所需时间为4s,则在f=6s时，8点运动了

2s,即《，则B处质点位于波谷，故B错误；

C.波从AE波面传播到C的距离为

x=(1()75-l())m

答案第6页，共18页

则波从AE波面传播到。的时间为

x八

t=—x4A.9s

v

则f=8s时，C处质点动了3.1s,则此时质点速度方向向上，故C正确；

D.波从AE波面传播到。的距离为

x=(100-10)m

则波从AE波面传播到C的时间为

XIr

Z=—«1.7s

v

则r=10s时，。处质点动了8.3s,则此时质点位于z轴上方，回复力方向向下，故D正确。

故选ACDo

11.AC

【详解】AB.将运动员的速度沿着雪坡和垂直于雪坡进行分解，则沿雪坡方向的速度为

vx=v0cos(<z+0)=22x0.6m/s=13.2m/s

垂直于雪坡方向上的速度为

=%sin(a+e)=22x0.8m/s=17.6m/s

同理可得

22

at=gsina=10x0.6m/s=6m/s

22

ay=gcosa=10x0.8m/s=8m/s

根据对称性可知，运动员从起跳到达P点的运动时间为

故A正确，B错误；

CD.运动员离雪坡最远时，垂直于斜面的速度为零

V..

〃m=q=19.36m

2%

故C正确，D错误。

故选ACo

12.BC

答案第7页，共18页

【详解】CD.由题意可知，开始金属条时与金属导轨间的最大静摩擦力

f=州gsin0

方向沿着金属导轨向上；开始金属棒cd加速下猾,，根据右手定则可知，产生的感应电流从d

到c,根据左手定则可知金属条必所受安培力沿着金属导轨向上，随着金属棒速度增大，

感应电流变大，金属条向所受安培力变大，当安培力等于叫gsin6+/时，金属条"刚要

开始滑动，此时

B1}L=niygsmO+f

解得

/,=5A

金属棒产生的感应电动势

E=/|（K+&）=1V

则金属棒的速度

E二,

V,=——=5m/s

1BL

故C正确，D错误；

AB.金属条而开始运动后，产生的感应电流与金属棒〃产生的感应电流相反，由于金属棒

〃有较大的速度，所以金属棒cd产生的感应电流大于金属条而产生的感应电流，设当电流

为4时，满足

m2gsin0-BI2L_BI-,L-sin0-f

tn,

解得

A=6A

此时金属条而和金属棒源的加速度相等，此后金属条而和金属棒出的速度差恒定，产生

的感应电流大小不变，金属条而和金属棒〃以相同大小的加速度运动，故B正确，A错误。

故选BC。

/\2/\2z、2

13.6.882/6.883/6.884=gh-nz--增大

2UJ2⑺2⑷

【详解】（1）[1]螺旋测微器的分度值为0.01mm,主刻度为7mm,可动刻度为

38.3x0.01mm=0.383mm

答案第8页，共18页

小球的直径为

d=6.5mm+0.383mm=6.883mm

(2)[2]小球通过光电门速度

若机械能守恒，则

—mv2=mgh

化简得

(3)[3]由题意可得，小球向下、向上通过光电门的速度为

d

V'~~x

d

V2~~i

由题意可得，碰撞过程中损失的机械能为

/、2/

[4]若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻

力引起的测量误差。

14.凡见解析95815kQ5156060

【详解】(1)[1]为了保证改装后欧姆表能正常使用，欧姆调零时，有

解得欧姆调零时欧姆表内阻为

此时滑动变阻器接入电路阻值为

%%-凡一=(15000-14000-40-2)。=958。

则滑动变阻器应选飞；

⑵欧姆表黑表笔应接电源的正极，实物连线如图所示

答案第9页，共18页

gR欣

解得欧姆调零时欧姆表内阻为

E15

R=—=―=15000Q

欧Is100x10-6

此时滑动变阻器接入电路阻值为

«甘=%—凡)-4-r=(15000-14000-40-2)Q=958Q

[4]设电流表表盘的50/A刻度对应的改装后欧姆表的刻度为R,,则有

1=^

解得

E15

R=——4.=——-Q-15000Q=15000Q=15kQ

'/融50x10"

(3)[5]表盘上c处的电流刻度为75,设此时测量电阻为尺，则有

F15

尺=——&=—C-15000Q=5000Q=5k£l

'V’人75x10^

则c处的电阻刻度为5。

(4)[6]设改装后干路的最大电流为人，则欧姆调零时有

I=—

mR，

%

对电路进行了改进，使中值电阻为1500。，则有

—二E

2m%+15000

联立解得

%=1500。，/m=lmA=1000uA

则图中电阻箱的阻值应调为

答案第10页，共18页

虱&+R)

=1560。

⑺若用该表测量一阻值为1000。的电阻时，此时干路电流为

E

=0.6mA=600pA

一朦+1000C

则电流表指针对应的电流是

1560

x600^A=60gA

1560+14000+40

1S（、、•「粗（3肉炳R

15.（1）sine=——;（2）A________L-

34c

【详解】（1）根据题意可知，光线从43界面的P点进入玻璃棱镜，由折射定律画出光路图,

4=90-30=60

sin0.

折射角4=30,且PO恰好为法线，根据〃=而才•可得折射率

n=>/3

又有

sinC=-

n

解得

sinC=——

3

（2）根据题意，当光线转至水平方向入射，入射角大小仍为4=6。，画出光路图，如图所

示

答案第11页，共18页

B

由折射定律同理可知，折射角&=30°,折射光线交。£＞边于尸点，由题已知NA=30,

PCA.AO,得在。。边界上的入射角为4=6()。，由于发生全反射的临界角为C。则有

sinC=-U<sin9、=—

652

即

c<q

可知在oo界面发生全反射，已知CO=3R。由几何关系得，在三角形。尸。中，由余弦定

4

理得

OQ2=OF2+FQ2-2OF-FQcosl50

其中

OQ=R

77

OF=OP=—R

2

解得

(后-3)

FQ='---LR

又有

v=­

n

PF=2OFcos30

PF+FQ

t=----------

V

解得

(36+炳)R

4c

16.(1)1.525s；(2)x=19m

答案第12页，共18页

【详解】（1）根据题意，物块在传送带上先做匀加速运动，由牛顿第二定律得

mgsin30°+cos30°=max

解得

4=10m/s2

物块滑上传送带到速度与传送带相同所需的时间为4,由公式□=%+〃，可得，

=0.4s

设此过程物块的位移大小为4,由公式内=上詈乙解得

%=2.4m<11.4m

又有

mgsin3（）=cos300

此后物块随皮带匀速运动，则有

LAB-X\=Vt2

解得

t2=1.125s

则物块从A运动到B点经历的时间为

/=乙+=1.525s

（2）物块滑上木板后，木块的加速度为。2，木板的加速度为与，木板与木块一块减速时的

共同加速度为4,根据牛顿第二定律得

从2mg=tna2

出mg-+M）g=M%

〃3（m+M）g=（m4-M）a4

解得

2

a2=3m/s

2

a3=5m/s

答案第13页，共18页

=1m/s2

木块与木板经时间4达到共同速度W，则有

L矶=矶

匕=味

解得

，3=人

匕=5m/s

此过程物块位移为

%=vt3-gag=6.5m

二者共同减速的位移为占，则有

V；=2a4,

解得

x3=12.5m

则物块停止运动时与B点的距离为